淺談LED在城市照明工程的應(yīng)用

陸 嫣

（廣西蔡氏照明工程有限公司，廣西 南寧 530021）

LED（Light Emitting Diode），即發(fā)光二極管。是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。其是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中的少數(shù)截流子和多數(shù)截流子發(fā)生復(fù)合，放出過(guò)剩的能量，而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫、白色的光。

LED作為一種具有美好前景的新光源，雖然在滿足功能照明替代其他光源上還有相當(dāng)長(zhǎng)的道路，但在城市照明方面，已顯示出其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，由于多方面原因，使LED在城市照明應(yīng)用中仍存在一些有待解決的問(wèn)題。

1 城市LED照明工程有待解決的問(wèn)題

1.1 對(duì)LED的物理基礎(chǔ)與工作原理尚欠了解

LED是一種直接將電能轉(zhuǎn)換成光能的固體元件，又稱發(fā)光二極管，LED的光譜窄，能量集中，發(fā)光效率高，光色色彩純。白熾燈和鹵鎢燈發(fā)光效率為12～24 lm/W，平均15 lm/W；高效率熒光燈和HID燈發(fā)光效率為50～120 lm/W，平均約為75 lm/W。這些光源的缺點(diǎn)，是僅把一小部分電能變成可見(jiàn)光。而由于有色的LED光譜窄，能量集中，發(fā)光效率高，光色色彩純等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于城市照明中。

1.2 業(yè)主與管理部門的認(rèn)識(shí)誤區(qū)

LED被廣泛宣傳為具有高效節(jié)能與長(zhǎng)壽命等的優(yōu)點(diǎn)，這使人們產(chǎn)生一些誤解，認(rèn)為L(zhǎng)ED可以解決城市照明中的所有問(wèn)題。但實(shí)際上，由于LED光源光束發(fā)射角小，光源方向性強(qiáng)，使其不是在任何場(chǎng)合都適用作夜間照明使用。在使用壽命上，LED器件本身的理論壽命可達(dá)10萬(wàn)h，但在實(shí)際應(yīng)用中，影響LED壽命的因素太多，也太復(fù)雜，除LED器件本身的材料、制造工藝技術(shù)外，LED顆粒的組合、燈具的設(shè)計(jì)、控制驅(qū)動(dòng)電路性能、配套元器件、散熱、防水防塵、防紫外線及防高低溫變化等眾多因素和條件，都影響著LED作為夜景照明燈的壽命。以理論壽命作為工程應(yīng)用壽命的宣傳，只能損害LED的發(fā)展。特別當(dāng)一些使用業(yè)主和政府城市照明建設(shè)管理部門被不當(dāng)宣傳誤導(dǎo)，對(duì)LED的期望值過(guò)高，而工程應(yīng)用中又出現(xiàn)一些問(wèn)題后，對(duì)LED產(chǎn)生的不信任感，影響了LED在城市照明中的應(yīng)用。

1.3 設(shè)計(jì)方法不當(dāng)影響了LED的使用

在城市照明中，特別是一些大城市，應(yīng)用LED已較為普遍。但由于一些燈光設(shè)計(jì)者對(duì)LED的性能不是真正了解，在設(shè)計(jì)中不是根據(jù)被照對(duì)象、所附載體特征、功能及具體環(huán)境來(lái)使用LED，造成有的城市僅靠LED進(jìn)行夜間照明，出現(xiàn)夜間景觀塑造手法單一，夜景單調(diào)，沒(méi)有達(dá)到城市照明應(yīng)有的美感；有的在政府行政辦公樓玻璃幕墻上，采用矩陣滿布法，變幻各種圖案，追光閃動(dòng)的形態(tài)動(dòng)態(tài)和艷麗的色彩，被誤以為是夜總會(huì)；有的在醫(yī)院的大樓和環(huán)境、寫字樓、住宅樓及小區(qū)用LED線狀、點(diǎn)狀光追光閃動(dòng)，五彩繽紛變化多樣；有的在重要建筑山墻、頂部用LED另加附一些構(gòu)件造型組成圖案，白天破壞了建筑風(fēng)貌，晚上改變了建筑形態(tài)；還有一些在學(xué)府區(qū)、靜謐區(qū)到處設(shè)置光色變化的LED，光怪陸離，造成嚴(yán)重的色光污染；有的在背景亮度很低的環(huán)境中，使用眾多高亮度的LED，造成對(duì)比反差太大的眩光；有的在交通信號(hào)燈附近使用色光變化的LED，造成駕駛員及行人的交通信號(hào)錯(cuò)覺(jué)等等。這些不正確的設(shè)計(jì)，給廣大市民造成一種LED本身有錯(cuò)的誤判，使一些城市對(duì)夜景使用LED失去信心，影響了LED在城市照明領(lǐng)域的發(fā)展。

1.4 LED產(chǎn)品品質(zhì)良莠不齊

由于宣傳的作用，人們對(duì)在城市照明中使用LED充滿著美好的愿望。有的城市在大范圍使用，但使用一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)LED并不像宣傳中所說(shuō)的長(zhǎng)壽命。有的花費(fèi)數(shù)百萬(wàn)元運(yùn)用LED作為城市照明，但工程安裝完驗(yàn)收時(shí)就不正常了，不是部分LED燈壞了，就是控制系統(tǒng)出問(wèn)題，造成多次改進(jìn)，多次驗(yàn)收；有的大樓、護(hù)欄等使用LED后幾個(gè)月就壞了不少，輪廓線不是斷缺就是顏色變化異常，受到上級(jí)與群眾批評(píng)，只好拆除LED換成其他光源燈具，損失巨大又產(chǎn)生極大負(fù)面影響；還有的亮度不一，多數(shù)地方出現(xiàn)殘缺，嚴(yán)重影響了城市的美觀，破壞了城市的形象等等。

在檢查中還發(fā)現(xiàn)，有相當(dāng)部分城市照明用的LED存在嚴(yán)重產(chǎn)品品質(zhì)問(wèn)題。其中主要有LED本身的材料、生產(chǎn)工藝等品質(zhì)問(wèn)題；有驅(qū)動(dòng)電路性能品質(zhì)等問(wèn)題，有控制系統(tǒng)問(wèn)題等。這些問(wèn)題都影響了LED在城市照明中的使用效果和品質(zhì)，對(duì)LED在城市照明中的應(yīng)用產(chǎn)生了不良的影響。

1.5 城市照明建設(shè)、監(jiān)管與維護(hù)管理方面的問(wèn)題

LED作為一種新光源，由于相當(dāng)一部分城市照明建設(shè)管理者不了解它的特性，加上一些廠家、媒體不當(dāng)?shù)男麄?，人們一度認(rèn)為L(zhǎng)ED能解決城市照明的所有問(wèn)題，如，耗能是城市照明的一大難題。城市照明多是室外，有各種極端氣候問(wèn)題；有高層超高層建筑夜景燈具更換難問(wèn)題；有雨水、防塵等一列關(guān)系燈的壽命的問(wèn)題；以及城市夜景需要彩色、閃動(dòng)變化光等問(wèn)題。

LED節(jié)能、長(zhǎng)壽命、光色豐富變化多樣，似乎LED正符合解決這些夜間照明的所有難題。因此，有一段時(shí)間，部分城市在城市照明建設(shè)方面，只要是運(yùn)用LED的夜間照明方案，管理部門都會(huì)認(rèn)為是科技含量高的優(yōu)秀方案會(huì)獲得通過(guò)。在實(shí)施夜景過(guò)程中，從購(gòu)買LED產(chǎn)品到施工，進(jìn)而在工程完工后的運(yùn)行中，缺乏有效的LED品質(zhì)審查、工程監(jiān)督和運(yùn)行維護(hù)這一系列管理機(jī)制。

當(dāng)這其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，使用LED的夜景項(xiàng)目不能正常開啟運(yùn)行，或者出現(xiàn)與當(dāng)初的設(shè)計(jì)效果及夜景設(shè)計(jì)描述的美好圖景不相一致時(shí)，人們不是從上述多方面去尋找原因（一般也不可能去找），責(zé)怪的卻是LED本身，認(rèn)為L(zhǎng)ED不行。這給LED在城市照明上的使用，帶來(lái)極大的負(fù)面效應(yīng)，對(duì)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)不良影響。

2 城市LED景觀燈照明設(shè)計(jì)的建議

2.1 景觀設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的協(xié)調(diào)性

設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮LED景觀照明與環(huán)境藝術(shù)的協(xié)調(diào)性。照明作品，要與城市的建設(shè)規(guī)劃、當(dāng)?shù)厝宋木坝^及建筑師的構(gòu)思相融匯，并充分利用光和影、虛和實(shí)、動(dòng)和靜等現(xiàn)代照明技術(shù)手法，展現(xiàn)一個(gè)有別于白天的城市夜景。照明中，點(diǎn)、線、面的空間有機(jī)結(jié)合，是景觀照明的重要布置形式。對(duì)于一個(gè)完整的現(xiàn)代城市景觀照明體系來(lái)說(shuō)，以單體泛光照明為點(diǎn)、道路照明為線、營(yíng)造景觀照明為面的三類主要照明，構(gòu)成城市立體三維空間景觀照明體系的三要素。這三者之間既要協(xié)調(diào)發(fā)展，又要突出重點(diǎn)。這就要求在做具體的單體照明設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)首先考慮到整體照明環(huán)境的需要，決不能喧賓奪主，只顧體現(xiàn)其單體特色，而忽視對(duì)周圍環(huán)境的影響。

2.2 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全意識(shí)

城市照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)有強(qiáng)烈的安全意識(shí)。照明系統(tǒng)的安全與否，直接關(guān)系到人們工作生活的安全，這就要求景觀照明系統(tǒng)必須有一套良好的安全保障體系，這對(duì)于照明燈具的防護(hù)、線纜接口的防護(hù)、線路的漏電保護(hù)性能及接地裝置，提出了較高的要求。

選擇燈具時(shí)除了考慮滿足造型、配光等要求外，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要盡可能采用高防護(hù)等級(jí)（IP）產(chǎn)品，此類產(chǎn)品在防水、防塵方面性能優(yōu)越，既能保護(hù)燈具效率高維持率，又能大大提高使用的安全性。

2.3 設(shè)計(jì)過(guò)程要有以人為本的指導(dǎo)思想

照明設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以營(yíng)造舒適的照明視覺(jué)效果為出發(fā)點(diǎn)和歸宿點(diǎn)。LED景觀照明與平常的工作生活照明相比，更多地是為了達(dá)到美化城市，營(yíng)造舒適的夜間休閑、娛樂(lè)環(huán)境，豐富人們夜生活的目的。衡量設(shè)計(jì)成果好壞的準(zhǔn)繩，應(yīng)當(dāng)是廣大人民群眾的滿意程度，所以設(shè)計(jì)作品中應(yīng)當(dāng)處處體現(xiàn)以人為本的指導(dǎo)思想。

2.4 對(duì)亮化工程進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃

在城市亮化工程中，應(yīng)提倡合理、適度地使用LED燈的照明，而不要大范圍地濫用。如果對(duì)建筑物進(jìn)行有針對(duì)性的局部燈光點(diǎn)綴和照明的重點(diǎn)突出，在色彩選擇上，應(yīng)注意氣氛與情調(diào)相結(jié)合；在光源的選取上，應(yīng)盡可能地使用小功率燈具；這樣打造的效果舒適素雅，可以更好地體現(xiàn)人文氣息。只有在城市亮化工程總體規(guī)劃的前提下，科學(xué)合理地應(yīng)用LED產(chǎn)品，才能更好地展示城市亮化工程的和諧，使城市的亮化工程充滿生命力。

2.5 LED燈照明方式的合理選擇

城市照明的方式五花八門，LED只是其中的一種，為了打造出完美的城市亮化工程的效果，必須對(duì)照明方式作合理的選取。對(duì)于一些與商業(yè)和娛樂(lè)掛鉤的建筑，可以大范圍使用LED燈，并且充分利用顏色和花樣的變化，來(lái)打造時(shí)尚多元化的氣息；對(duì)于居民樓建筑，只需用LED進(jìn)行簡(jiǎn)單適當(dāng)?shù)臉琼斞b飾即可；對(duì)于事業(yè)單位的建筑，盡量避免使用LED燈。因此，根據(jù)不同風(fēng)格的建筑，選取不同的照明方式，對(duì)豐富城市夜景的氣氛，將會(huì)產(chǎn)生更加理想與舒適的視覺(jué)效果。

2.6 加大對(duì)LED燈使用的建設(shè)、監(jiān)管和維護(hù)力度

在審查設(shè)計(jì)方案時(shí)，相關(guān)部門要嚴(yán)把審查關(guān)，對(duì)于那些不能合理科學(xué)體現(xiàn)LED設(shè)計(jì)的方案不予通過(guò)。在工程實(shí)施過(guò)程中，對(duì)LED燈的購(gòu)買嚴(yán)把品質(zhì)關(guān)，不能單方面聽信廠家的宣傳就廉價(jià)購(gòu)買，最好讓相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行采購(gòu)。

在施工過(guò)程中，要實(shí)行嚴(yán)格的監(jiān)管機(jī)制，避免一些施工人員投機(jī)取巧。

在施工完成后，要對(duì)整個(gè)工程按照嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。

做到以上幾點(diǎn)，LED在城市夜間景觀照明方面的使用信譽(yù)將會(huì)得到維護(hù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

LED具有節(jié)能、安全、環(huán)保、色彩豐富、壽命長(zhǎng)、體積小、響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，非常適合城市照明。只要我們對(duì)城市照明中使用的LED加強(qiáng)正確的引導(dǎo)，使得LED在城市照明中得到廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)國(guó)家的節(jié)能減排目標(biāo)，為此做出自己的貢獻(xiàn)，共同創(chuàng)造更加節(jié)約、更加潔凈、更加文明的可持續(xù)發(fā)展的美好生活。

[1]廣州AD照明公司.建筑照明（戶外冊(cè)）[M].深圳：深圳市節(jié)能協(xié)會(huì)，2010.

[2]上海力茲照明電氣有限公司.夜景觀照明工程[M].深圳：深圳市節(jié)能協(xié)會(huì)，2012.