LED光源燈具在建筑施工現(xiàn)場臨時設施中應用分析

楊志強

摘要：LED作為一種固體照明光源，以其長壽命、環(huán)保、低功耗、高光效、多光色、可調(diào)光、響應迅速、可連續(xù)開關閃斷、可在安全低電壓下工作等諸多優(yōu)勢，日漸朝著成為新一代照明光源的方向發(fā)展，被稱為第四代照明光源。以其節(jié)能耐用開始占領照明市場。本文主要對LED光源在建筑施工工程現(xiàn)場臨設照明中的應用進行分析。

關鍵詞：LED光源燈具；建筑施工現(xiàn)場；應用

1 LED基本介紹

LED（Light-Emitting-Diode中文意思為發(fā)光二極管）是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為光能的半導體，它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用電場發(fā)光。據(jù)分析，LED的特點非常明顯，壽命長、光效高、低輻射與低功耗。白光LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可超過150lm/W（2010年）。將LED與普通白熾燈、螺旋節(jié)能燈及T5三基色熒光燈進行對比，結(jié)果顯示：

（1）普通白熾燈的光效為12lm/W，壽命小于2000小時；（2）螺旋節(jié)能燈的光效為60lm/W，壽命小于8000小時；（3）T5熒光燈則為96lm/W，壽命大約為10000小時；（4）而直徑為5毫米的白光LED光效理論上可以超過150lm/W，壽命可大于100000小時。

隨著近年來LED散熱技術的改進，室外照明的大功率LED路燈、投光燈等LED大功率照明燈具已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，開始替代通用照明的T8、T5、T4燈管和代替白熾燈和節(jié)能燈的螺口球泡燈以形成系列化，使用壽命已高達5萬小時。

LED燈直流驅(qū)動，超低功耗，電光功率轉(zhuǎn)換接近100%，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能70%以上。LED光源為固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點。此外，LED是一種綠色光源，光譜中沒有紫外線和紅外線，熱量低、無頻閃、無輻射，廢棄物可回收，沒有污染，不含汞元素、冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。并且LED照明燈具沒有整流器，低電壓，冷光源不會引起火災，所需導線規(guī)格也低于目前照明燈具所用導線規(guī)格。

2 LED光源的特點

1）能耗小。白熾燈的光效為12～24lm/W，熒光燈的光效為50～70lm/W，且大部分的耗電變成熱量損耗。LED燈的光效可達50～200 lm/W，且光的單色性好、光譜窄，有更少的熱輻射，無需過濾可直接發(fā)出有色可見光。LED的光譜幾乎全部集中在可見光頻段，效率可以達到80%～90%，而光效差不多的白熾燈其可見光效率僅為10%～20%，所以LED光源發(fā)光效率是普通燈泡的8～9倍。

2）光源光線的利用率高。對于傳統(tǒng)光源來說，從發(fā)光體發(fā)出的光線，都向空間散出去，部分光線可直接利用，而許多光線只能間接利用（通過反射器后才可利用），自然就比較低。利用LED制作的照明燈中約90%二極管發(fā)光角度可同燈具發(fā)光角度保持一致，從而使發(fā)出的大部分光線能直接射向指定區(qū)域，只有很少一部分通過反射，因此光源利用率要遠高于傳統(tǒng)光源。

3）堅固耐用。LED是被完全的封裝在環(huán)氧樹脂里面，它比燈泡和熒光燈管都堅固，屬于一種全固體結(jié)構(gòu)，燈體內(nèi)也沒有松動的部分，所以能經(jīng)得起一定強度的震動，沖擊而不至損壞。使用中由于LED輻射的是冷光且沒有燈絲電極，所以耐振動。這些特點使得LED具有極長的使用壽命，其理論壽命在5～10萬小時，是白熾燈的60～100倍，應用于照明領域，維護成本大為降低。

4）安全環(huán)保。半導體LED單位工作電壓大致在1.5～5V之間，目前功率等級最大的單個LED工作電流也僅幾安培，對人體無害。LED是一種環(huán)保性的綠色光源，由無毒的材料做成，生產(chǎn)過程及其產(chǎn)品無污染，同時LED光源技術與傳統(tǒng)發(fā)光技術相比，是一種無污染的無汞光源，廢棄物可以回收利用。LED光源被譽為21世紀最有價值的綠色照明新光源。

3 建筑施工照明應用背景

建筑施工現(xiàn)場照明目前大多沿用傳統(tǒng)的照明燈具，根據(jù)施工部位和用途大致劃分如下：（I）辦公區(qū)和生活區(qū)的辦公照明和生活照明：基本上采用220V燈具，例如辦公室的日光燈管、日光節(jié)能燈泡等。（2）施工現(xiàn)場的固定照明：塔吊采用380V/3500W鏑燈，加工場采用220V/150W的工廠型控罩投光燈，地下室、施工電梯平臺和樓梯間采用36V低壓白熾燈泡，通道或現(xiàn)場采用碘鎢燈等。（3）施工現(xiàn)場的移動照明：通常采用碘鎢燈管照明，用來解決移動的短時間的施工照明。

4 使用施工臨時照明LED燈具的優(yōu)異可行性

施工現(xiàn)場常用的集中照明場所有以下3種：①辦公區(qū)和生活區(qū)的辦公照明和生活照明；②施工現(xiàn)場的固定照明；③施工現(xiàn)場的移動照明。目前市場已經(jīng)具備了這些場所引入LED燈具的技術條件，各單位紛紛研究開發(fā)此類技術。如某建筑施工集團公司聯(lián)合某照明科技公司開發(fā)的施工現(xiàn)場臨時照明燈具，完全覆蓋了目前的建筑工地現(xiàn)場照明使用范圍。

LED照明可涵蓋所有的傳統(tǒng)照明應用范圍，在有些方面更顯優(yōu)勢。它除了有強大的節(jié)能效果外還有很多的其他特點：不怕碰摔（包裝，攜帶等方便）、輕便宜加工、不發(fā)熱、不怕潮濕、無頻閃、無紅外線、無紫外線、無熱輻射、無電磁高頻干擾、無污染（光源中無銀、汞、氣）、壽命長（10萬h，平均每天工作10h，壽命可長達27年）、免維護、回收環(huán)保（產(chǎn)品99%是塑膠材料）。

在適用場所方面：在一些照明工作時間長的場所尤為需要且明顯。像在施工程的地下室、樓梯間施工電梯等一些環(huán)境比較惡劣的場所都適合LED燈，辦公室照明、宿舍照明、食堂照明、廚房照明、工地形象宣傳照明、安全警示照明等使用頻度高的場所也適合用LED燈。

在功能方面：由于LED燈的特點，它可加工成各種形狀的燈飾，如點陣、矩陣、方形、圓形、條形、球形等。再加上它不怕碰摔（防震）、不發(fā)熱（小功率）、不怕潮濕，如果采用阻燃材料做外殼還可防火。根據(jù)這些特點，能涉及的應用領域很多，像公共場所的樓梯、走道長時間照明和停電應急等。可以覆蓋施工工地現(xiàn)場的各個角落，作為基本的照明、展示形象的燈飾（工地的圍墻燈.草坪燈等）、方便舒適的辦公及宿舍照明等。

在安全方面：由于LED燈的自身的冷光源、不發(fā)熱、工作電流低、固態(tài)封裝、耐候性強等特性，不會因燈具長時間工作造成高溫環(huán)境、不會引起周邊物體因高溫引發(fā)自燃、線路電流小而不易造成電氣火災、不會因光源損壞造成電氣泄露、不會因潮濕、粉塵等造成過熱和電氣短路的發(fā)生，特別適用于施工現(xiàn)場等外部環(huán)境差的工作場所。

在經(jīng)濟性方面：如前所述，由于LED光源發(fā)光效率是普通燈泡的8～9倍，那么要達到同等照明效果，LED光源的用電功率僅為普通光源的1/8左右，則耗電量對比普通光源能夠節(jié)約80%以上。如果一個建筑工程，平均耗電量約為15kW.h/建筑平米，照明約占總用電量的30%，那么采用LED光源后，可以節(jié)約3.6kW.h/建筑平米以上，節(jié)約效果非?？捎^，可以為使用單位節(jié)約較大的費用投入。

對于在施工工地的采用，不需要額外增加和拆改線路，無論是220V還是36V均可以在現(xiàn)行線路的基礎上直接采用LED燈具，提供了工地使用的便利性和可操作性。

5 結(jié)語

鑒于LED光源的諸多優(yōu)點，在建筑施工工程中完全可以在施工臨時照明系統(tǒng)中發(fā)揮其良好的節(jié)能環(huán)保、安全經(jīng)濟、綠色施工等優(yōu)勢，可廣泛用于辦公照明和生活照明、施工現(xiàn)場的固定照明、移動照明等，通過替代傳統(tǒng)照明開辟一條新的途徑，提高、創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]李毓欽，陳長纓，王媛.實現(xiàn)色溫自動控制的白光LED照明系統(tǒng)設計[J].固體電子學研究與進展，2014（02）：61-66.

（作者單位：中鐵建設集團有限公司）