中心議題:
- 概述LED的特點(diǎn)及在照明工程中的應(yīng)用方向
- 討論LED產(chǎn)品研發(fā)亟待解決的問題
解決方案:
- LED在照明工程中的7個(gè)應(yīng)用方向
- LED照明產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)寄予5方面的希望
過去10年來,LED在顏色種類、亮度和功率都發(fā)生了極大的變化。LED以其令人驚嘆而欣喜的應(yīng)用在城市室內(nèi)外照明中發(fā)揮著傳統(tǒng)光源無可比擬的作用。LED壽命長(zhǎng)達(dá)10萬小時(shí),意味著每天工作八小時(shí),可以有35年免維護(hù)的理論保障。低壓運(yùn)行,幾乎可達(dá)到100%的光輸出,調(diào)光時(shí)低到零輸出,可以組合出成千上萬種光色,而發(fā)光面積可以很小,能制作成1平方毫米。經(jīng)過二次光學(xué)設(shè)計(jì),照明燈具達(dá)到理想的光強(qiáng)分布??焖侔l(fā)展的LED技術(shù)將為照明設(shè)計(jì)與應(yīng)用帶來嶄新的可能性,這是許多傳統(tǒng)光源所不可能實(shí)現(xiàn)的。
認(rèn)識(shí)LED的特點(diǎn)
今天似乎全世界的目光都聚焦在LED這個(gè)新型的光源上,被譽(yù)為21世紀(jì)的綠色照明產(chǎn)品,甚至人們預(yù)言未來會(huì)大部分取代傳統(tǒng)的光源。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(有利于LED的燈具設(shè)計(jì))、薄型燈具,燈具材料選擇范圍大,不需要加反射器,低壓,沒有紫外輻射,尤其在公共環(huán)境中使用更加安全等特點(diǎn)。再加上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)約能源更具有重要意義。
傳統(tǒng)的LED主要應(yīng)用于信號(hào)顯示領(lǐng)域、建筑物航空障礙燈、航標(biāo)燈、汽車信號(hào)燈、儀表背光照明,如今娛樂、建筑物室內(nèi)外、城市美化、景觀照明中應(yīng)用也越來越廣泛。但是目前LED光源的壽命還不能達(dá)到所標(biāo)出的100,000小時(shí),實(shí)際壽命約在50,000小時(shí)左右,這主要與其散熱方面的問題有關(guān)。在很小的空間里,隨著功率的加大,半導(dǎo)體組件就會(huì)過熱。再者,白色LED還不能達(dá)到普通燈泡所具有的亮度。
LED在照明工程中的應(yīng)用方向
建筑物外觀照明
對(duì)建筑物某個(gè)區(qū)域進(jìn)行投射,無非是使用控制光束角的圓頭和方頭形狀的投光燈具,這與傳統(tǒng)的投光燈具概念完全一致。但是,由于LED光源小而薄,線性投射燈具的研發(fā)無疑成為LED投射燈具的一大亮點(diǎn),因?yàn)樵S多建筑物根本沒有出挑的地方放置傳統(tǒng)的投光燈。它的安裝便捷,可以水準(zhǔn)也可以垂直方向安裝,與建筑物表面更好地結(jié)合,為照明設(shè)計(jì)師帶來了新的照明語匯,拓展了創(chuàng)作空間。并將對(duì)現(xiàn)代建筑和歷史建筑的照明手法產(chǎn)生了影響。
景觀照明
由于LED不像傳統(tǒng)燈具光源多是玻璃泡殼,它可以與城市街道家具很好的有機(jī)結(jié)合。可以在城市的休閑空間如路徑、樓梯、甲板、濱水地帶、園藝進(jìn)行照明。對(duì)于花卉或低矮的灌木,可以使用LED作為光源進(jìn)行照明。LED隱藏式的投光燈具會(huì)特別受到青睞。固定端可以設(shè)計(jì)為插拔式,依據(jù)植物生長(zhǎng)的高度,方便進(jìn)行調(diào)節(jié)。
標(biāo)識(shí)與指示性照明
需要進(jìn)行空間限定和引導(dǎo)的場(chǎng)所,如道路路面的分隔顯示、樓梯踏步的局部照明、緊急出口的指示照明,可以使用表面亮度適當(dāng)?shù)模蹋牛淖园l(fā)光埋地?zé)艋蚯对诖怪眽γ娴臒艟?,如影劇院觀眾廳內(nèi)的地面引導(dǎo)燈或座椅側(cè)面的指示燈,以及購物中心內(nèi)樓層的引導(dǎo)燈等。另外,LED與霓虹燈相比,由于是低壓,沒有易碎的玻璃,不會(huì)因?yàn)橹谱髦袕澢黾淤M(fèi)用,值得在標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)中推廣使用。
室內(nèi)空間展示照明
就照明品質(zhì)來說,由于LED光源沒有熱量、紫外與紅外輻射,對(duì)展品或商品不會(huì)產(chǎn)生損害,與傳統(tǒng)光源比較,燈具不需要附加濾光裝置,照明系統(tǒng)簡(jiǎn)單,費(fèi)用低廉,易于安裝。其精確的布光,可作為博物館光纖照明的替代品。商業(yè)照明大都會(huì)使用彩色的LED,室內(nèi)裝飾性的白光LED結(jié)合室內(nèi)裝修為室內(nèi)提供輔助性照明,暗藏光帶可以使用LED,對(duì)于低矮的空間特別有利。
娛樂場(chǎng)所及舞臺(tái)照明
由于LED的動(dòng)態(tài)、數(shù)字化控制色彩、亮度和調(diào)光,活潑的飽和色可以創(chuàng)造靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的照明效果。從白光到全光譜中的任意顏色,LED的使用在這類空間的照明中開啟了新的思路。長(zhǎng)壽命、高流明的維持值(10,000小時(shí)后仍然維持90%的光通),與PAR燈和金鹵燈的 50~250 小時(shí)的壽命相比,降低了維護(hù)費(fèi)用和更換光源的頻率。另外,LED克服了金鹵燈使用一段時(shí)間后顏色偏移的現(xiàn)象。與PAR燈相比,沒有熱輻射,可以使空間變得更加舒適。目前LED彩色裝飾墻面在餐飲建筑中的應(yīng)用已蔚然成風(fēng)。
視頻屏幕
全彩色LED顯示屏是當(dāng)今世界上最為引人注目的戶外大型顯示裝置,采用先進(jìn)的數(shù)字化視頻處理技術(shù),有無可比擬的超大面積與超高亮度。根據(jù)不同的戶內(nèi)外環(huán)境,采用各種規(guī)格的發(fā)光像素,實(shí)現(xiàn)不同的亮度、色彩、分辨率,以滿足各種用途。它可以動(dòng)態(tài)顯示圖文動(dòng)畫信息,利用多媒體技術(shù),可播放各類多媒體文件。世界上目前最有影響的LED顯示屏,當(dāng)屬美國曼哈頓時(shí)代廣場(chǎng)紐約證券交易所,總計(jì)使用了18,677,760只LED,面積為10,736平方英尺。屏幕可以劃分成多個(gè)畫面,而同時(shí)顯示,將華爾街股市的行情一目了然呈現(xiàn)在公眾面前。另外崛起在上海浦東陸家嘴金融中心的震旦國際總部,整個(gè)朝向浦西的建筑立面鑲上了長(zhǎng)100m的超大型LED屏,總計(jì)面積達(dá)到3600平方米。堪稱世界第一。
與工業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合
LED是近年來歐洲產(chǎn)品設(shè)計(jì)師的寵兒,他們將LED作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)元素的一部分,馳騁于想象的空間,將光、玻璃或其它材料結(jié)合在一起,成為美輪美奐的藝術(shù)品。
LED產(chǎn)品研發(fā)亟待解決的問題
LED是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高技術(shù)照明領(lǐng)域。作為新型高效固體光源,具有壽命長(zhǎng)、節(jié)能、環(huán)保等顯著優(yōu)點(diǎn),將是人類照明史上繼白熾燈、熒光燈、高壓氣體放電燈的又一次飛躍。在半導(dǎo)體照明產(chǎn)品的外延生產(chǎn)、芯片制造、器件封裝、集成應(yīng)用等幾個(gè)環(huán)節(jié)已初步形成比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈,但在白光照明實(shí)現(xiàn)LED功能化照明方面存在著許多制約因素。因此,在目前的情況下,對(duì)LED照明產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)寄予以下希望:
滿足人們對(duì)照明的個(gè)性化需求
LED的模塊化,為照明設(shè)計(jì)帶來了便利,通過設(shè)計(jì)者充分合理的布局,使LED處于良好的工作狀態(tài)。LED的產(chǎn)品在滿足個(gè)性化照明方面是傳統(tǒng)光源相形見拙的,LED產(chǎn)品形制的多樣化將達(dá)到前所未有的程度。因此,LED產(chǎn)品個(gè)性化的研發(fā)與設(shè)計(jì)是所有LED燈具供貨商必須要面臨的最大挑戰(zhàn)。
面發(fā)光LED產(chǎn)品考慮建筑的模數(shù)化
面發(fā)光的LED必須與城市設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合,才能滿足設(shè)計(jì)者的需求。例如作為地面鋪裝的夜間裝飾,產(chǎn)品的尺寸與地磚的尺寸相協(xié)調(diào),即符合模數(shù)的要求: 150×15;200×200;200×100;300×300;400×200等。
小功率LED燈具設(shè)計(jì)
城市夜景照明追求的不是亮度,而是藝術(shù)的創(chuàng)意設(shè)計(jì),小功率的LED產(chǎn)品應(yīng)該能夠找到他的用武之地。LED發(fā)光角度小,方向性強(qiáng),可作局部重點(diǎn)照明。問題是要給設(shè)計(jì)師提供有足夠大的選擇范圍,外觀上也應(yīng)有美觀的要求。可以肯定地說,LED將會(huì)在未來引領(lǐng)照明的時(shí)尚與新潮。
環(huán)保與節(jié)能,LED的合理利用
綠色照明的概念是全球追隨的生態(tài)設(shè)計(jì)目標(biāo)。如果能將LED與太陽能電池組合,將會(huì)擴(kuò)大LED的應(yīng)用范圍與場(chǎng)所。
大功率、高光效、高顯色性的白光LED照明產(chǎn)品研發(fā)
LED在照明領(lǐng)域的使用目前還受到技術(shù)水準(zhǔn)和價(jià)格的限制,目前我國LED在照明領(lǐng)域應(yīng)用的困難是LED白光光效不高(每瓦只有20流明左右),功率不大(幾十毫瓦至一瓦)、價(jià)格貴。但是白光LED的發(fā)展前景看好,發(fā)光效率將達(dá)到 1001 m/w,單顆的輸出功率達(dá)到10W,大功率、高亮度LED集成封裝技術(shù)的研究,包括驅(qū)動(dòng)電路及特種燈具的開發(fā),無疑是LED最終走入照明領(lǐng)域的關(guān)鍵。一旦光效和價(jià)格問題得到解決,LED將是未來照明的主體。