LED照明設備在建筑照明設計的應用

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0引言

在建筑設計水平不斷提升的背景下，led照明設備在現代建筑設計中的應用更加廣泛。在社會經濟快速發展過程中，能源短缺成了社會中較為常見的問題之一，世界各國逐步制定相關法律法規，利用LED節能光源進行能源替代。綠色照明使得越來越多的國內外人士看到了商機，國家也基于此制定了綠色照明產業規劃，出臺了有關綠色照明工程、國家半導體照明工程和半導體照明產業節能規劃等，加強了對照明節能產業和環保工程的扶持力度。LED照明設備在建筑中的應用是城市乃至國家現代化發展的標志，具有較高的節能效益。照明能耗是建筑能耗的重要組成，占總能耗的比大約為30%，具有較高的節能價值，屬于現代化背景下節能改造需要關注的重點內容[1]。

1LED照明設備的類型和特征

1.1LED照明設備的類型發光二極管（LED）發明于20世紀60年代，到了20世紀90年代，逐漸發展成為多樣化的LED照明設備[2]。LED具有豐富的種類，按照發光材料可以分為磷化鎵LED、砷鋁鎵LED、磷砷化鎵LED等；按照顏色劃分，可以分為綠光LED、黃光LED、紅光LED等；按照功率大小劃分，可以分為大功率LED、中功率LED和小功率LED等類型。

1.2LED照明設備的特征LED照明設備在現代建筑設計中受到廣泛歡迎的原因在于其自身的功能性、藝術性、經濟性、節能性的特征。

1.2.1功能性LED照明設備照明不發熱，屬于冷光源，可以安全觸摸。LED燈具顯色度高，發光方向性較強，同時具備較好的調光性能。LED是固定冷光源，光源的輻射范圍有限，其優勢在于具有較高的亮度，可以進行動態的顏色調整。在色溫變化過程中，不會令人出現視覺誤差，照明效果遠優于白熾燈和日光燈。LED照明設備的應用范圍相對廣泛，可以應用在居家照明（如天花板照明）和辦公照明等多個環節中，也可以應用在娛樂場所，或是用作家庭小夜燈、節日氛圍燈等。

1.2.2藝術性在生活中，從建筑外景的彩燈到室內外各種創意燈具，LED照明設備得到了充分應用，這體現了LED照明設備的藝術性[3]。LED照明設備具有較強的可控性，尤其在顏色調控上。LED照明設備可以利用紅綠藍三基色原理，在計算機的控制下進行任意燈光顏色的混合，形成燈光顏色的變化，具有較強的變化性，并且能夠充分呈現各類型的圖形。在LED照明設備的應用中，可以利用化學修飾的方式調節多種顏色的光源[4]，從而實現設計人員的創意，增強建筑物的美觀性。光色是視覺美學構成的關鍵性要素，也屬于視覺美化的重要形式，光源的選用影響著燈光的藝術效果，LED照明設備在藝術展示上有著得天獨厚的優勢。彩色LED照明設備的光譜覆蓋了可見光的整個光譜，燈具單色性較好，且具有較高的色彩純度，顏色為紅、綠、藍的LED照明設備的組合能夠增強燈光色彩和灰度選擇的靈活性，增強建筑照明的科學性和藝術性。LED照明設備可以促進建筑視覺和藝術形態的創新，可以實現更加深層次的光學理解，通過光學明暗搭配和光與色的結合，可以提升建筑照明自由度，在利用燈具照明的同時，使之成為視覺藝術產品。

1.2.3經濟性LED照明設備屬于第四代照明設備，解決了傳統照明設備溫度高、容易出現爆炸、容易破碎、具有輻射性等問題，延長了照明設備的使用壽命，還減少了能耗，具有較強的經濟性。LED燈具是長壽燈具，其有較強的耐震性和防塵性能。LED照明設備對能源的消耗量較低，需要的電壓和電流較小，發熱量較少，不會在應用過程中出現較強的安全風險。LED照明設備屬于固體光源，環氧樹脂封裝發光部分不會出現松動，不會出現燈絲燃燒和熱體積問題，同時高光衰問題也不明顯，使用壽命較長，相較于傳統光源能夠持續不斷地照明[5]。

1.2.4節能性LED照明設備采用直流驅動、無輻射，光照效果柔和、無頻閃、可頻啟，燈具不含汞和氙等有害元素、利于回收和二次利用，屬于真正的綠色環保照明光源[6]。LED照明設備環保、節能、無污染、能耗低、無輻射，滿足了現代綠色節能照明的需求，在建筑裝飾工程中具有重要應用價值。LED照明設備具有較高的應用效率，使用年限較長。雖然LED照明設備的光譜效率較低，但是能夠保證光譜全部集中在同一頻段，增強獲取光的效率。通常來講，LED照明設備的照明效率可以超過80%，相較于白熾燈，光效率更大。不僅如此，LED照明設備具有良好的應用持久性，對照明節能問題的改善有重要促進意義。相較于傳統照明設備，LED照明設備照明效果好，且安裝起來較為方便，具有較強的耐用性。LED照明設備功耗超低（單管功率為0.03～0.06W），電光轉換效率接近100%，照明效果相同時比傳統光源節能80%以上[7]。

2LED照明設備在建筑照明設計中的應用意義

在普通建筑照明設計中，照明設備性能較差，后期維護問題較為明顯，導致這些問題的主要原因是照明設備利用率不足、耐久性較差、設備維護率較低、光污染問題嚴重以及設計人員的文化水平和藝術素質較差。應用LED照明設備可以解決上述問題[8]。現階段，在我國建筑的基本設施耗能中，照明設備的用電量較高，耗能也較多，在建筑無人時大面積開啟照明設備會產生能源浪費問題。如果應用自動化調光燈具，在無人的時間段減小路燈亮度和功率或者關閉燈具，能夠節省較多的電量，有助于節能減排工作的實施。在建筑綠色照明中可以應用調光性能較好的LED照明設備改善上述問題[9]。LED照明設備的亮度和驅動電流有關，可以通過控制驅動電流改善照明設備亮度，不僅能夠持續性點亮LED照明設備，還可以調整其輸出功率。LED照明設備在建筑工程中得到了較為廣泛的應用，且發揮了良好的效果[10]。

3LED照明設備在建筑照明設計中的具體應用

3.1公共建筑中的“隱藏”應用在現代化背景下，人們的審美素養得到了顯著的提升，為了讓公共建筑能夠滿足人們的審美需求，就需要對照明系統進行更新和升級，將LED照明設備充分應用在公共建筑照明系統中，充分發揮其燈具參數可控性高的特征，將其靈活地應用在各種特定空間，促進照明氛圍的渲染。工作人員需要從建筑的實際情況和燈光設置的需要出發，選取合適的“隱藏”應用方式。LED照明設備的“隱藏”應用是指按照照明需求利用多顆LED組成光源陳列，將其設置在暗燈槽內，實現“見光不見燈”的藝術效果[11]。“隱藏”應用可以設置在外墻中上部，或者墻檐等位置，將LED串聯起來，能夠提升照明亮度，還能夠實現對建筑物的裝飾?！半[藏”應用一般會將LED照明設備作為光源安裝在吊頂棚骨架處或者外墻隔柵處，以保證整個外墻地面或天棚發光，實現照明。

3.2與建筑物的“一體化”應用當今，人們更樂于看到建筑物上裝飾著各種照明燈，協調統一照明燈具和所處環境，使二者相互滲透和促進，使用現代化技術解決照明中存在的問題，是綠色照明的發展要求。LED照明設備的應用可以使建筑物與照明設備融為一體，這是因為LED照明設備可以充分結合建筑照明的需求和建筑周圍的環境而針對性設置。LED照明設備可以在凸顯建筑主體的基礎上，滿足光照需求，提升公共建筑裝飾效果，讓人們體會到美[12]。

3.3在室外照明中的應用在建筑室外照明中，LED照明設備的應用價值更高，可以用作路燈或者景觀燈等。作為公共建筑室外照明設備，LED照明設備具有較強的反光效果和光照效果。設計人員需要充分結合建筑物外立面的結構情況和需求進行設計，同時需要根據內光源設計，以取得良好的室外照明效果。

4LED照明設備的應用優化

4.1完善相關標準從節能改造的方面進行分析，建筑照明對于能源的需求較高，在改造時，技術的可行性和設備的能耗是節能評估的關鍵性因素。LED照明設備的應用屬于建筑照明的重要發展方向，首要任務在于制定LED照明設備的設計標準和相關研究準則，制定規范的設計和應用流程，使得LED照明設備的應用能夠得到完善和規范[13]。

4.2優化LED照明設備需要從LED照明設備本身出發，改善LED照明設備的光源效率，提升其應用價值[14]。從LED照明設備的散熱角度分析，LED照明設備封裝問題是導致LED照明設備散熱問題的關鍵性因素，使用高導熱性能的材料和性能較強的優化結構能夠改善LED照明設備的散熱問題。LED照明設備的主要光學參數包括照度、光照均勻度和炫光性等，需要利用二次光學配光設計，得到滿足配光、照明需要的光學結構。

4.3應用智能控制技術在建筑照明設計中，需要應用智能控制技術，將LED照明設備的特性和建筑智能化控制緊密結合，通過設計LED照明設備的綠色照明數字化智能控制方案，利用各種傳感器，結合智能控制方式和照明模式，根據照明需求，從智能控制的角度出發，減少照明能耗。現階段的照明控制方式包括單燈控制和多燈控制，也包括建筑自控和智能控制等多樣化內容[15]。

5結束語

綜上所述，LED照明設備具備綠色環保節能效果，使用年限較長，并且體積較小，是一種綠色性光源。在建筑照明中應用LED照明設備可以保證用戶能夠獲取舒適的光照空間，對人體健康不會造成威脅，可以保護人的視力。LED照明設備屬于環保性的健康光源，對比傳統照明燈具，應用價值較高，可以促進建筑照明節能發展。應用LED照明設備能夠建設生態建筑，全面提升建筑照明系統的綠色和低碳水平，遵循節能設計理念，合理選擇和布局照明燈具、設計照明控制系統等，可以整體優化建筑電氣照明效果。

參考文獻

[1]許儀煌.基于LED照明的電力系統配置研究[J].光源與照明,2022(6):94-96.

[2]崔宇茉,王立雄,于娟.零售店鋪的照明建筑一體化構件集成設計策略初探[J].照明工程學報,2021,32(5):117-122.

[3]任晴利.民用建筑中LED照明的應用分析[J].光源與照明,2021(11):19-21.

[4]敬舒奇,魏東,王旭,等.室內LED照明控制策略與技術研究進展[J].建筑科學,2020,36(6):136-146.[5]何晗,白志艷.淺談LED在建筑照明設計中的應用[J].中國住宅設施,2020(3):31-32,41.

[6]黃日帶.大功

作者:周幸春 單位:泛城設計股份有限公司