城市綠色照明領(lǐng)域中LED的應(yīng)用

謝永輝，李牧奇

1.西京學(xué)院機(jī)電工程系，陜西西安 710123

2.億光電子（中國(guó)）有限公司，江蘇蘇州 215200

LED照明技術(shù)作為一種新興的環(huán)保型照明技術(shù)，有著體積小、重量輕、能耗低等特點(diǎn)，隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和環(huán)境保護(hù)政策的不斷深化，LED照明技術(shù)也逐漸的引起了社會(huì)各界的重視，將LED照明技術(shù)引入到城市的綠色照明領(lǐng)域中，能夠有效的降低城市的照明能耗，對(duì)實(shí)現(xiàn)城市又快又好的發(fā)展有著重要的意義。

1 LED照明技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

LED照明技術(shù)誕生于20世紀(jì)60年代，該技術(shù)是利用發(fā)光二級(jí)管在通電的情況下，內(nèi)部電子在與空穴復(fù)合的時(shí)產(chǎn)生的能量釋放來(lái)獲得光能的一種技術(shù)。由于LED照明技術(shù)具有生產(chǎn)成本低，光線(xiàn)質(zhì)量好以及節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，因此得到了人們的廣泛關(guān)注，成為20世紀(jì)末21世紀(jì)初照明領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。在經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展之后，LED照明技術(shù)的水平已經(jīng)有了顯著的提升，其優(yōu)勢(shì)也進(jìn)一步的突顯出來(lái)，特別是LED照明技術(shù)在節(jié)能領(lǐng)域的突破，令其在能源短缺的大環(huán)境下備受矚目，成為了綠色照明領(lǐng)域的新寵。

首先，LED照明技術(shù)具有較高發(fā)光效率。與其他類(lèi)型的照明產(chǎn)品相比較，LED照明產(chǎn)品的電能利用率高、熱損耗小，其光效可以達(dá)到50～200流明/瓦，是安全可靠的冷光源。且LED照明產(chǎn)品光線(xiàn)的單色性好、光色溫和，沒(méi)有眩光與閃爍，可以對(duì)人的視力起到良好的保護(hù)作用。

其次，LED照明技術(shù)的能耗低。LED照明技術(shù)采用直流電進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)電壓、單管功率均明顯低于其他照明產(chǎn)品，且光線(xiàn)亮度較好，在保證照明效果相同的情況下對(duì)不同照明產(chǎn)品的耗電量進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，采用LED照明技術(shù)的照明產(chǎn)品，其能耗是熒光燈的50%、白熾燈的12%，從而大大節(jié)省了照明所需的能耗。

最后，LED照明技術(shù)的環(huán)保性較強(qiáng)。由于LED照明器材的發(fā)光原理與普通照明設(shè)備不同，因此不會(huì)出現(xiàn)熱沉積與光照強(qiáng)度衰減等現(xiàn)象。同時(shí)，LED照明器材的體積較小，重量輕，并由環(huán)氧樹(shù)脂封裝，故能夠承受高強(qiáng)度的沖擊而不會(huì)損壞，在正常使用的情況下，LED照明器材的壽命是普通燈具的5～10倍，大大降低了照明器材的維護(hù)難度和維修費(fèi)用，降低了材料的損耗。此外，LED的節(jié)能效果在照明技術(shù)中也是首屈一指的，將LED照明技術(shù)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)角落，對(duì)降低照明系統(tǒng)的能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排有著重要的意義。

由于具備以上的種種優(yōu)勢(shì)，使得LED照明技術(shù)在綠色照明領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，將LED照明技術(shù)應(yīng)用在城市綠色照明當(dāng)中，可以有效的減少城市照明的能耗，對(duì)推動(dòng)我國(guó)環(huán)境保護(hù)工作的展開(kāi)，實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展有著積極的意義。

2 LED在城市綠色照明領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 LED照明技術(shù)在城市路燈改造中的應(yīng)用

路燈是城市照明的基礎(chǔ)，也是城市照明系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的組成部分之一，做好城市路燈的改造工作，對(duì)實(shí)現(xiàn)城市的綠色照明有著十分重要的意義。將LED技術(shù)應(yīng)用到對(duì)城市路燈的改造過(guò)程中，可以明顯的降低城市路燈的運(yùn)行能耗，為城市的照明節(jié)約大筆的資金。當(dāng)前我國(guó)城市的路燈以高壓鈉燈居多，如果將現(xiàn)有的高壓鈉燈更換成LED燈，按照每天照明10h計(jì)算，每盞路燈每年能夠節(jié)約電能22630W。而城市內(nèi)外的道路眾多，路燈的數(shù)量更是不可勝數(shù)，使用LED燈代替原有的路燈，每年將會(huì)為城市節(jié)約海量的資源。同時(shí)，LED路燈還具備較高的光學(xué)效率，與高壓鈉燈相比，LED路燈不僅光效較高，且發(fā)出的光線(xiàn)更加自然，能夠?qū)崿F(xiàn)0%～100%的連續(xù)調(diào)光，從而根據(jù)路面的具體狀況來(lái)調(diào)整光線(xiàn)的強(qiáng)度，為路面創(chuàng)造更加適宜的條件。

2.2 LED照明技術(shù)在城市景觀(guān)照明中的應(yīng)用

LED照明技術(shù)具有體積小、可靠性高、響應(yīng)時(shí)間短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，將其運(yùn)用在城市的景觀(guān)照明上，能夠降低城市景觀(guān)照明的能耗，為城市節(jié)約大量的電能，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，在景觀(guān)照明方面，由于LED照明器材的無(wú)需玻璃外殼，不存在氣體密封等問(wèn)題，體積更小，應(yīng)用更為靈活，給設(shè)計(jì)師創(chuàng)造了充分的發(fā)揮空間，使城市的景觀(guān)照明的形式更加靈活多變，對(duì)美化城市的環(huán)境、提高城市的形象有著積極的意義。值得一提的是，LED照明設(shè)施的有著極強(qiáng)的可塑性，不僅可以用于平面的景觀(guān)照明，也能夠廣泛的應(yīng)用在弧面與曲面等不規(guī)則的表面上，使景觀(guān)照明設(shè)施具有更強(qiáng)的靈活性與可塑性，豐富了城市的景觀(guān)。此外，在LED照明的古城中采用三基色的發(fā)光原理，并通過(guò)電子技術(shù)加以調(diào)控，便可以令原本顏色有限的LED照明設(shè)備變幻出不同的色彩，而由于LED照明技術(shù)自身的特點(diǎn)，使LED景觀(guān)照明設(shè)施的光線(xiàn)更加純正，進(jìn)一步提高了城市景觀(guān)照明的審美價(jià)值，是城市綠色照明領(lǐng)域的發(fā)展熱點(diǎn)。

2.3 LED技術(shù)在指示性照明中的應(yīng)用

指示性照明是城市生活中不可或缺的重要組成部分，在維護(hù)城市秩序的方面有著不可替代的作用。雖然指示性照明設(shè)施的個(gè)體規(guī)模較小，看似能耗較低，但是由于在城市的各種領(lǐng)域有著廣泛的分布，因此其潛在的節(jié)能效果是不容忽視的。將LED技術(shù)引入到城市的指示性照明領(lǐng)域中，不僅可以大幅的降低城市指示性照明的支出，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，還能夠大大提高照明的安全性與可靠性，推動(dòng)城市的照明向著節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展。

3 LED技術(shù)在城市綠色照明領(lǐng)域中的存在問(wèn)題與發(fā)展前景

LED照明技術(shù)在幾十年內(nèi)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，然而在城市綠色照明領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中，LED技術(shù)依然存在有一定的缺陷和不足。首先，雖然LED技術(shù)耗能低、壽命長(zhǎng)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看具有良好的發(fā)展前景，但是由于技術(shù)水平的限制，目前LED照明設(shè)施的成本依舊要高于普通的照明設(shè)施，導(dǎo)致LED技術(shù)應(yīng)用的一次性投入較大，影響了LED技術(shù)推廣與普及。其次，LED照明設(shè)施對(duì)于溫度的變化較為敏感，如果長(zhǎng)期處于溫度波動(dòng)較大的地區(qū)，將會(huì)明顯的降低LED照明設(shè)施的光線(xiàn)質(zhì)量，對(duì)城市的照明造成不利的影響。此外，由于當(dāng)前的LED照明設(shè)施的光照強(qiáng)度有限，在傳播的過(guò)程中還會(huì)伴有一定的損失，因此只能應(yīng)用于部門(mén)次干道等對(duì)光照要求較低的交通線(xiàn)路的照明過(guò)程當(dāng)中，限制了LED技術(shù)的進(jìn)一步推廣。

想要有效的解決LED在城市綠色照明領(lǐng)域中存在的問(wèn)題，進(jìn)一步促進(jìn)城市綠色照明的發(fā)展，就需要加大LED照明技術(shù)的研發(fā)力度，尋找價(jià)格低廉、質(zhì)量可靠的材料，并不斷簡(jiǎn)化LED照明設(shè)施的制造工藝，降低其制造成本，進(jìn)一步提高LED照明設(shè)施的性?xún)r(jià)比，達(dá)到增強(qiáng)自身市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。同時(shí)，提高LED照明設(shè)施的光照強(qiáng)度，降低光線(xiàn)在傳播過(guò)程中的損失，增強(qiáng)LED設(shè)施對(duì)環(huán)境溫度變化的抵抗能力，能夠進(jìn)一步的提高LED照明設(shè)施的光線(xiàn)質(zhì)量，擴(kuò)大LED照明技術(shù)的應(yīng)用范圍，使其能夠適應(yīng)不同領(lǐng)域的照明需求，從而更好的滿(mǎn)足社會(huì)的需要，從根本上推動(dòng)城市綠色照明的發(fā)展。

4 結(jié)論

將LED照明技術(shù)應(yīng)用到城市的綠色照明領(lǐng)域當(dāng)中，能夠有效的降低城市照明的能耗，達(dá)到節(jié)能減排的目的，對(duì)實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。雖然當(dāng)前我國(guó)在LED技術(shù)的應(yīng)用和研發(fā)領(lǐng)域中還存在有一定的不足，但是隨著科學(xué)的技術(shù)的發(fā)展，目前存在的問(wèn)題將會(huì)一一得到妥善的解決，從而在根本上實(shí)現(xiàn)城市的綠色照明，推動(dòng)我國(guó)社會(huì)又好又快發(fā)展。

[1]楊靖.LED照明：如何打造綠色城市[J].中國(guó)新能源，2011(1)：15-16.

[2]陳增偉，肖輝.第四代光源——LED在城市景觀(guān)照明中的應(yīng)用淺析[J].燈與照明，2009，33(2)：39-42.

[3]經(jīng)友新.節(jié)能：用科學(xué)技術(shù)打造綠色照明[J].城市亮化，2008(1)：14.

[4]楊霞.飛利浦先進(jìn)LED道路照明系統(tǒng)的“綠色脈絡(luò)”[J].建筑知識(shí)：學(xué)術(shù)刊，2011(2)：59.

[5]吉鋒.淺談LED在城市綠色照明領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2008，18(29)：188-189.