LED光源在廠區(qū)景觀照明中的應(yīng)用探討

孫育剛

（中航工業(yè)自控所，陜西　　西安　710065）

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LED光源在廠區(qū)景觀照明中的應(yīng)用探討

孫育剛

（中航工業(yè)自控所，陜西西安710065）

摘要：廠區(qū)夜景作為廠區(qū)景觀構(gòu)成的重要部分，不僅僅滿(mǎn)足夜間照明的需要，也是一個(gè)展現(xiàn)企業(yè)文化和精神風(fēng)貌的窗口，通過(guò)借助現(xiàn)代LED照明技術(shù)，充分運(yùn)用光的強(qiáng)弱變化，以及顏色搭配、折射反射等特點(diǎn)，營(yíng)造出一種輕松、愉悅的氛圍，克服職工夜晚對(duì)黑暗的恐懼，放松身心。本論述對(duì)LED在廠區(qū)景觀照明中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，通過(guò)對(duì)LED光源特征進(jìn)行分析，并結(jié)合其自身特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，介紹了在廠區(qū)景觀照明中的實(shí)際應(yīng)用，以及在景觀照明設(shè)計(jì)、LED裝配、施工過(guò)程中的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：綠色照明；LED光源；景觀綠化

0　　引言

隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，景觀照明的發(fā)展過(guò)程也經(jīng)歷了由以前單純的追求點(diǎn)亮到現(xiàn)在追求有美的享受和文化內(nèi)涵，廠區(qū)景觀照明設(shè)計(jì)是集功能性照明設(shè)計(jì)、裝飾性照明設(shè)計(jì)為一體的總稱(chēng)，通過(guò)充分運(yùn)用靜與動(dòng)、虛與實(shí)、光與影等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)渲染氣氛、美化夜間環(huán)境的目的，結(jié)合企業(yè)文化背景，通過(guò)一系列藝術(shù)手法和科技手段，凸顯出夜幕下廠區(qū)別樣的景色，對(duì)提升廠區(qū)格調(diào)和對(duì)外形象，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1　LED光源特征分析

LED是英文Light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫(xiě)，LED光源作為第四代照明光源，是當(dāng)今世界照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主打方向，是一種綠色照明技術(shù)，與傳統(tǒng)光源相比較具有明顯的優(yōu)勢(shì)，借助于現(xiàn)代科技手段，其表現(xiàn)形式更加多樣、靈活。通過(guò)發(fā)光二極管作為發(fā)光光源的半導(dǎo)體燈具，主要構(gòu)成部件由芯片及封裝、模組、驅(qū)動(dòng)和燈具總成四大部分，其核心部件是由P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體組成的晶片，具有色溫范圍廣、表現(xiàn)多樣化、節(jié)能綠色、壽命周期長(zhǎng)、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)，是二十世紀(jì)后期發(fā)展起來(lái)的一種新光源。

1.1光源特征

LED光源色彩豐富，亮度也可以通過(guò)對(duì)芯片的不同封裝形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，LED光源發(fā)光效率較高，發(fā)光之外就是發(fā)熱，沒(méi)有其他紫外、紅外相關(guān)輻射能量。除綠光、藍(lán)光以及白光在大電流情況下有飽和現(xiàn)象外，LED的亮度與通過(guò)本身的電流成正比，也就是電流越大，亮度越高，但是LED的亮度輸出與溫度又成反比，決定溫度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是散熱，LED散熱恰恰取決于它的封裝結(jié)構(gòu)和形式，所以產(chǎn)品溫度在影響LED亮度的同時(shí)也影響著它的使用壽命。

1.2LED燈具的主要優(yōu)點(diǎn)

（1）LED燈具使用壽命可達(dá)5～10年，使用壽命的延長(zhǎng)可以有效降低燈具的維護(hù)費(fèi)用，是傳統(tǒng)燈具壽命的10倍以上。在一些維護(hù)難度較大的場(chǎng)合，使用LED可以有效降低人工成本，如水底燈、輪廓燈；在安裝應(yīng)用過(guò)程中，電壓范圍在1.5～5 V之間，電流在20～ 70 mA，這個(gè)范圍人體接觸相對(duì)安全。啟動(dòng)時(shí)間短，響應(yīng)時(shí)間只需要幾十納秒，相比氣體放電燈光輻射穩(wěn)定；輸出需要幾十秒甚至十幾分鐘，更適合要求快速響應(yīng)或者高速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。

（2）LED光效較高，相同照度比傳統(tǒng)光源節(jié)約能源80%以上。LED光源生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)需添加金屬汞，廢棄后的光源也不會(huì)造成污染，幾乎可以全部回收，節(jié)約資源的同時(shí)也保護(hù)了環(huán)境。同時(shí)色彩豐富，由半導(dǎo)體PN結(jié)自身產(chǎn)生色彩，結(jié)合現(xiàn)代科技手段，幾乎可以演變自然界的任何顏色。LED是直流供電，發(fā)光穩(wěn)定無(wú)閃爍，光譜主要集中在可見(jiàn)光區(qū)域，幾乎無(wú)紫外線(xiàn)或者紅外線(xiàn)干擾，有效避免頻閃帶來(lái)的影響，提高了眼睛的舒適性。

（3）LED光源的基本結(jié)構(gòu)是一塊通電發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線(xiàn)的架子上，四周通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行封裝保護(hù)，密封性良好，在結(jié)構(gòu)上不需要玻璃外殼，也不需要抽真空或者注入特定氣體，無(wú)啟動(dòng)器、鎮(zhèn)流器或者超高壓變壓器，無(wú)氣體密封問(wèn)題。防潮防振性能較好；且較傳統(tǒng)光源體積小，重量輕，發(fā)光方向性很強(qiáng)，多數(shù)情況下不需要使用反射器，基于這些優(yōu)點(diǎn)，燈具可以設(shè)計(jì)的厚度很薄，比較適合安裝高度有限的場(chǎng)合。

（4）便于控制光的分布，減少室外逸散光，方向性較好，不僅能夠塑造好室外光環(huán)境氛圍，也有利于控制光污染，同時(shí)單色性好，所呈現(xiàn)的彩色光具有很高的飽和度，方便進(jìn)行明暗調(diào)節(jié)和控制，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化，容易做到烘托氛圍，同時(shí)尺寸較小，便于隱蔽安裝，且使用冷發(fā)光技術(shù)，發(fā)熱量較普通燈具低很多，利于植物生長(zhǎng)。

2　　景觀照明燈具的選擇

景觀照明燈具的選擇：（1）泛光燈，常見(jiàn)多為方形光口，適用于大范圍景物的寬光束，可以安裝在墻上、樹(shù)干或者柵欄等，需要注意電纜的敷設(shè)路由。（2）水下燈，由于安裝環(huán)境特殊，必須具備很高的防水、防腐蝕和絕緣性能，通常需要形成五彩斑斕的水景效果，通常建議考慮LED光源，因其本身色彩可選較多，用于水景較為理想。（3）庭院燈，一般用在道路、廣場(chǎng)裝飾照明，路橋等場(chǎng)合，尺寸較大，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，對(duì)環(huán)境要求較低。（4）草坪燈，通常高度在1.2 m以下，尺寸較小，用于人行道方便實(shí)用，可以起到點(diǎn)綴的效果，安全程度也較高。

3　　設(shè)計(jì)使用過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題

景觀照明設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮照明系統(tǒng)對(duì)人、周邊環(huán)境的影響，同時(shí)必須遵循經(jīng)濟(jì)實(shí)用、節(jié)約能源、立足環(huán)保等幾個(gè)原則，設(shè)計(jì)前進(jìn)行實(shí)地查看，掌握現(xiàn)場(chǎng)一手資料，了解廠區(qū)景觀整體風(fēng)格和布局，道路、廣場(chǎng)鋪裝的圖案，綠植布置的形狀和色彩等，做好設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作；施工圖設(shè)計(jì)階段對(duì)前期的初步照明設(shè)想進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，比如一些燈具的選型、安裝位置、平面布置、控制方案等進(jìn)行充分的論證和深化設(shè)計(jì)；同時(shí)整個(gè)設(shè)計(jì)施工過(guò)程中應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題，確保設(shè)計(jì)效果。

（1）片面追求效果，忽視了景觀照明與正常照明的區(qū)別，背離了營(yíng)造照明舒適的視覺(jué)效果和豐富夜間休閑需要，一味追求高亮度、高色溫，濫用氣體放電燈。例如，工業(yè)廠區(qū)更多的通過(guò)燈光營(yíng)造一種輕松的氛圍，幫助職工克服黑夜帶來(lái)的恐懼，放松身心，滿(mǎn)足員工的視覺(jué)生理和心理需要。

（2）與周邊環(huán)境不協(xié)調(diào)，設(shè)計(jì)過(guò)程中不顧照明對(duì)象，采用五光十色、花花綠綠的手法布置光源，簡(jiǎn)單的認(rèn)為，景觀照明應(yīng)追求明亮的效果，這種手法不利于照明載體通過(guò)光源所展現(xiàn)應(yīng)有藝術(shù)內(nèi)涵和風(fēng)韻，而且對(duì)能源和投資都是一種浪費(fèi)，同時(shí)導(dǎo)致光污染引發(fā)的危害也是舉不勝舉。而光源亮度是在不造成浪費(fèi)以及光污染，進(jìn)行適度的調(diào)整，豐富整體景觀照明層次。

（3）LED在裝配、施工過(guò)程中應(yīng)注意靜電的破壞，由于裝配、安裝過(guò)程或者人體所攜帶的靜電都會(huì)對(duì)LED造成破壞，出現(xiàn)靜電反擊穿LED雙電極，大大影響LED的使用壽命，甚至造成直接損壞，這就要求裝配、施工過(guò)程中必須采取防靜電措施，如離子風(fēng)機(jī)、佩帶防靜電腕帶等。

（4）燈具選擇時(shí)除了考慮滿(mǎn)足造型、配光等要求外，還應(yīng)考慮高防護(hù)等級(jí)的產(chǎn)品，考慮在防水、防塵等方面性能優(yōu)越的產(chǎn)品，在安全性方面提供可靠保障。

4　　景觀照明的配電及控制

景觀照明配電箱供電半徑一般以200 m為界，如果供電區(qū)域不大，就可以設(shè)置一臺(tái)配電箱，反之就需要相應(yīng)增加。安裝位置應(yīng)靠近電源附近，且不影響景觀效果，如有條件可以隱蔽處理，但不應(yīng)影響線(xiàn)纜進(jìn)出，且方便維修人員進(jìn)行檢修。景觀照明供電電纜截面的選擇，線(xiàn)路不長(zhǎng)時(shí)按照安全載流量選擇線(xiàn)纜截面，否則必須考慮允許的電壓損失。如果景觀照明線(xiàn)路敷設(shè)距離很長(zhǎng)，但線(xiàn)路上電流不一定很大，選擇電纜時(shí)，載流量很容易滿(mǎn)足，但重點(diǎn)需關(guān)注電壓降和機(jī)械強(qiáng)度的問(wèn)題，為了避免壓降過(guò)大，可以適當(dāng)加大電纜截面，努力做到線(xiàn)纜選擇既能滿(mǎn)足電壓損失較小，機(jī)械強(qiáng)度亦能滿(mǎn)足要求，又能不過(guò)分增加投資的一個(gè)經(jīng)濟(jì)截面。整個(gè)照明系統(tǒng)通常應(yīng)采用漏電保護(hù)裝置，防止人身電擊、電氣火災(zāi)和線(xiàn)路損壞。照明系統(tǒng)的安全直接影響到人們的工作和生活安全，電氣設(shè)備所有帶電部分應(yīng)絕緣，燈具的防護(hù)、線(xiàn)纜接頭的防護(hù)，漏電保護(hù)裝置都需要特別重視，防止引發(fā)事故。負(fù)荷安排是盡量做到三相平衡?？刂品矫鎽?yīng)以節(jié)日、平時(shí)和周末三種場(chǎng)景進(jìn)行區(qū)分，有特殊要求時(shí)，也可以通過(guò)調(diào)整控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)燈的開(kāi)關(guān)時(shí)間和范圍。控制方式也通常有手動(dòng)控制、自動(dòng)控制和智能控制，選擇控制方式尤為重要，結(jié)合實(shí)際情況，選擇一個(gè)良好的控制方案不僅使管理便利，同時(shí)也節(jié)約人力、物力，降低維護(hù)的人力投入，提高運(yùn)行效率，達(dá)到技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。

5　　結(jié)束語(yǔ)

廠區(qū)景觀照明是廠區(qū)綠化工作中非常重要的一部分，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，一定要從藝術(shù)的角度加以思考，包括環(huán)境藝術(shù)、建筑藝術(shù)、人文、工程技術(shù)等多個(gè)方面，它能給人營(yíng)造出區(qū)別于白天的廠區(qū)效果，需要整體規(guī)劃，分步實(shí)施。自1996年國(guó)家實(shí)施“中國(guó)綠色工程”以來(lái)，作為第4代新型照明光源，LED光源在各領(lǐng)域的應(yīng)用已取得了廣泛的認(rèn)可，廠區(qū)景觀照明中引入LED光源，對(duì)于節(jié)能環(huán)保、后期維護(hù)大有益處。隨著LED制造技術(shù)的研究，LED將向大功率、高亮度、低成本的方向發(fā)展，不久的將來(lái)LED光源將廣泛應(yīng)用于景觀照明是大勢(shì)所趨。

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中圖分類(lèi)號(hào)：TM923.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI10.3969/j.issn.1672-6375.2016.06.005

收稿日期：2016-3-23

作者簡(jiǎn)介：孫育剛（1982-），男，漢族，陜西咸陽(yáng)人，碩士，工程師，主要從事項(xiàng)目管理工作。