LED光源在室內(nèi)照明中的應(yīng)用案例

侯建成，杜 悅

(天津市建筑設(shè)計(jì)院，天津 300074)

前言

當(dāng)前，在照明領(lǐng)域，全世界的目光都聚焦在LED這種新型光源上，它被譽(yù)為21世紀(jì)的綠色照明產(chǎn)品，未來將會(huì)取代大部分的傳統(tǒng)光源。這是因?yàn)樗哂袎勖L(zhǎng)、啟動(dòng)時(shí)間短、結(jié)構(gòu)牢固、節(jié)能、發(fā)光體接近點(diǎn)光源、體積小等特點(diǎn)。而且LED光源的生產(chǎn)可實(shí)現(xiàn)無汞化，對(duì)于環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源具有重要意義。LED照明技術(shù)是一種實(shí)用化的系統(tǒng)技術(shù)，必須通過系統(tǒng)、具體的工程設(shè)計(jì)來體現(xiàn)該項(xiàng)照明技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)[1]。本文以實(shí)際工程為例，介紹LED光源在實(shí)際應(yīng)用中的效果及優(yōu)勢(shì)。

1 應(yīng)用實(shí)例

社會(huì)在發(fā)展，各領(lǐng)域的科技在進(jìn)步，照明也同樣需要更新?lián)Q代[2]。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)：我國照明所消耗的電能約占電力總消耗量的14%，如果目前國內(nèi)三分之一的白熾燈被LED代替，每年就可以為國家節(jié)省一個(gè)三峽發(fā)電站的年發(fā)電量。在這種形勢(shì)下，LED照明的普及及應(yīng)用顯得尤為重要[3-5]，而在照明領(lǐng)域的推廣工作需通過典型工程的示范作用來帶動(dòng)，特別是具有影響力的工程。

北京人民大會(huì)堂某重要接待廳廳內(nèi)總建筑面積約570m2，主要功能為會(huì)議及接待。本次裝修設(shè)計(jì)中，所有燈具我們均采用LED光源，選用2700K色溫，以消除視覺疲勞，使人精神容易集中，使會(huì)議在舒適的環(huán)境中進(jìn)行，而且同一個(gè)功能區(qū)域，采用色溫一致的光源，可以使光環(huán)境的色調(diào)統(tǒng)一，符合會(huì)議的嚴(yán)肅性及莊重性等特點(diǎn)。燈具采用9W LED燈具，E27口，顯色指數(shù)≥85。其中主燈為直徑3600mm的吸頂水晶燈，共三部，每部約為150燈頭。

會(huì)場(chǎng)吊頂周圈采用112盞6寸筒燈，筒燈采用嵌入式下照光線，可避免直接眩光，提供舒適的光環(huán)境。輔助光源為側(cè)反隱藏式燈帶，其中三部主燈各輔助有圓形燈槽，每個(gè)燈槽直徑約5.2m，周長(zhǎng)33m，光源為9W-600mm-LED，共約130盞。每4個(gè)6寸筒燈輔助有方形燈槽，每組方形燈槽邊長(zhǎng)約2.0m，周長(zhǎng)8m，光源為9W-600mm-LED，共約38盞，共28組方形燈槽(圖1)。

圖1 每4個(gè)6寸筒燈輔助有方形燈槽Fig.1 Each of the 4, 6 inch downlights have auxiliary lamps in square groove

另外，整體四周配備燈槽，周長(zhǎng)80.3米，光源為18W-1200mm-LED，共約170盞(圖2)。

圖2 三部主燈，且均輔助有圓形燈槽Fig.2 The three part of the main lights, and have the auxiliary lamps in circular groove

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，廳內(nèi)平均照度可達(dá)2000 lx，滿足甲方提出的要求，且本空間為清潔的室內(nèi)環(huán)境，維護(hù)系數(shù)按0.8計(jì)算，照度也可達(dá)到1600lx左右。同比改造前平均照度900lx，照度標(biāo)準(zhǔn)提高了過一倍，滿足會(huì)議、接待的照度要求。而通過電能計(jì)量裝置顯示，總功率僅為20kW左右。改造前，使用的光源多為白熾燈、直管熒光燈及緊湊型熒光燈，廳內(nèi)燈全部開啟時(shí)照明總負(fù)荷約70kW，而平均照度僅為900lx左右。通過對(duì)比，LED光源節(jié)能效果相當(dāng)顯著，充分體現(xiàn)出LED燈的節(jié)能優(yōu)勢(shì)(圖3)。

圖3 大廳照明總功率僅為20kW左右Fig.3 The total power of lighting is only about 20kW

光源的發(fā)光效能就是光通量與功率之比。發(fā)光效能體現(xiàn)了光源的節(jié)能特性，這是衡量光源性能的一個(gè)重要指標(biāo)。熒光燈的光效大約是55～80lm/W，而LED的光效在100lm/W以上，二者之間的差距已經(jīng)將近1倍。另據(jù)相關(guān)資料顯示，將LED與普通白熾燈、螺旋式節(jié)能燈及T5三基色熒光燈進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果為：普通白熾燈的光效為12lm/W，壽命小于2000小時(shí)；螺旋式節(jié)能燈的光效為60lm/W，壽命小于8000小時(shí)；T5熒光燈則為96lm/W，壽命大約為10000小時(shí)；而80lm/W左右的LED燈，壽命可大于100000小時(shí)。此外，LED燈具無任何噪音，可做到無任何聲音干擾，因此非常適用于會(huì)議場(chǎng)合。

室內(nèi)照明設(shè)計(jì)，不僅僅要滿足使用方關(guān)于照度的要求，更要注重情景模式的渲染。燈槽內(nèi)的LED日光燈是120度發(fā)光的，所有光基本均為有效光。雖然120度發(fā)光角度略窄，但作為側(cè)反燈帶的情況下，烘托情景照明的作用還是可以達(dá)到的。而同時(shí)，LED燈的顯色指數(shù)可與普通熒光燈的顯色指數(shù)相同，一般可達(dá)80。在接待廳西側(cè)屏風(fēng)處，設(shè)有一幅長(zhǎng)約10m，高約3m的油畫，在北側(cè)及南側(cè)墻面，設(shè)有8幅木雕作品，因?yàn)長(zhǎng)ED體積非常小，在設(shè)計(jì)中可以視為點(diǎn)光源，這使得光效可以為相應(yīng)的場(chǎng)合提供最合理的配光形狀，使油畫及木雕獲得均勻的光照并產(chǎn)生作品的立體感(圖4)。

圖4 合理的配光形狀使油畫及木雕獲得美學(xué)效果Fig.4 The oil paintings and wood carvings have aesthtics effect under the influence of the light distribution

設(shè)計(jì)中，舒展柔美的燈光線條與精致細(xì)膩的吊頂線腳相互輝映，打破了布局上的嚴(yán)肅，使整個(gè)接待大廳散發(fā)迷人的風(fēng)采(圖5)。此外，照明效果應(yīng)該是以場(chǎng)所為出發(fā)點(diǎn)，旨在營造一種絢麗的光照環(huán)境，去烘托場(chǎng)景效果，使人感覺到注重大氣的場(chǎng)景氛圍。照明效果應(yīng)以人情感為出發(fā)點(diǎn)，從人的角度去創(chuàng)造一種意境般的光照環(huán)境，可以滿足人在不同場(chǎng)合的精神需求。光色是構(gòu)成視覺美學(xué)的基本要素，因而光源光色的選用直接影響著燈光的藝術(shù)效果，我們利用LED恰當(dāng)?shù)纳珳剡x擇可以最大程度地向人們展示了視覺美學(xué)的藝術(shù)效果，打破了原有燈具形態(tài)的固有觀念，以藝術(shù)的角度去認(rèn)識(shí)、理解和表達(dá)光的主題。

圖5 柔美的燈光使木雕充滿立體感Fig.5 Soft lighting makes wood cavings full of sterev feeling

通過實(shí)景照片我們不難看出，在LED光源的整體渲染下，整個(gè)會(huì)議空間氛圍自然不失嚴(yán)肅，淡泊不失莊重，含蓄不失氣度(圖6)。

圖6 整個(gè)會(huì)議空間氛圍自然不失嚴(yán)肅，淡泊不失莊重，含蓄不失氣度Fig.6 The whole meeting space is dignified, free from affection, full of presence

同時(shí)，會(huì)場(chǎng)內(nèi)所有燈具通過全數(shù)字智能燈控柜，也可實(shí)現(xiàn)會(huì)議、轉(zhuǎn)播、休息、清掃等多種情景模式。使得室內(nèi)整體空間成為真正意義上的綠色環(huán)保的照明空間。

2 結(jié)語

據(jù)《2013—2017年中國LED照明產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》分析認(rèn)為：LED照明市場(chǎng)一直被認(rèn)為是LED最重要、最具發(fā)展前景的實(shí)際應(yīng)用市場(chǎng)。而且總的來說，宏觀環(huán)境對(duì)于LED照明的應(yīng)用及發(fā)展非常有利，主要體現(xiàn)在：(1)節(jié)能減排成為全球關(guān)注的議題并得到積極推進(jìn);(2)傳統(tǒng)光源技術(shù)成長(zhǎng)緩慢，面臨發(fā)展瓶頸;(3)LED照明技術(shù)進(jìn)步與成本不斷降低，長(zhǎng)期市場(chǎng)障礙已不大。相比于其他燈具，LED燈還具備使用壽命長(zhǎng)、高亮度、低熱度、機(jī)械性強(qiáng)、堅(jiān)固耐用等特點(diǎn)。因此，作為新型綠色照明光源，LED具備著傳統(tǒng)光源無法比擬的優(yōu)勢(shì)。本次設(shè)計(jì)成果受到使用方及相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的一致認(rèn)可和好評(píng)，通過實(shí)際工程的應(yīng)用，我們認(rèn)識(shí)到了其強(qiáng)大的現(xiàn)實(shí)價(jià)值，相信隨著LED技術(shù)的發(fā)展與成熟，其必將成為未來燈具市場(chǎng)的主流產(chǎn)品，成為建筑裝飾領(lǐng)域燈具的首選產(chǎn)品。

[1] 郝洛西. LED在照明工程中的應(yīng)用[J].照明，2004(4).

[2] John Calhoun.LEDs will be the next big thing in lighting.Architectural Record.

[3] 張京. LED節(jié)能燈及應(yīng)用于該節(jié)能燈的LED光源[Z]. CN201787381U,2011.

[4] 曾惠容. LED節(jié)能燈節(jié)能效果實(shí)證研究[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)(下半月刊),2011(4).

[5] 李剛殷. LED節(jié)能燈 中國是生產(chǎn)大國卻是使用小國[N]. 中國改革報(bào),2008-08-01(007).