LED光源在城市景观照明设计及成本控制领域中的研究

LED光源在城市景观照明设计及成本控制领域中的研究

任,萍

大华（集团）有限公司  上海 200127

摘要：LED光源在夜景照明设计应在注重环境功能的基础上，对特定环境中的照明系统进行科学的、系统的、多元的研究。本文的研究内容包括光源的物理性质，光源在城市景观设施的照明设计中的体现的特性，包括高显色性，轻薄化，柔性化，节能环保化，安全性和方向性。

关键词：LED光源；成本；夜景照明；景观设施

前言

随着照明市场的崛起，也将给应用厂家带来诸多机遇和挑战，己经成户外照明新宠，太阳灯户外灯具、新型光纤照明和智能化控制系统也已经或将成为主流趋势。由于受国家政策等因素影响，目前户外照明朝节能方向发展，己取代霓虹灯成为主要的户外照明灯具，景观灯、庭院灯、水下灯、地埋灯、草坪灯等都已开始大量使用LED。

1使用LED节能灯的意义

利用LED光源进行城市景观设施的照明设计体现了城市品味和都市生活状态，给人类社会带来了巨大的社会效益和经济效益。LED作为广场景观照明设备的主要组成部分，其结构和发光特性照明使用效果具有很大的影响。照明设备效果可随意调整，可以适应不同场合和环境条件下的照明要求，一般寿命可达10万小时左右，因此，LED具有巨大的市场潜力和良好的发展前景。

2散热技术

目前室外LED灯具设计所遇到的最大困难是散热难的问题，在设计室外LED灯具的时候，必须考虑散热结构问题，将散热片与路灯形态做整体考虑，只有散热的问题解决了，才能确保室外LED灯具能正常发挥其寿命长的特点，散热片常采用铝合金材质，成本大约为25元/kg。

3LED光源在景观设施夜景照明设计中的原则

景观照明是指在照明过程中，既满足光环境需求，又能烘托艺术氛围，增加环境情调。景观照明包括道路景观照明、园林广场景观照明和建筑景观照明灯。景观照明与节点照明具有类似性。

景观照明的设计原则是安全，环保，经济，便于后期维护。因景观与人直面接触，所以灯具安全性和用电安全性异常重要；环保是现在最热的话题，照明节电、节能是大众所倡导的；景观照明需要投资预算，经济性将直接影响灯具安装可行性；灯具使用频率高，每天都要使用，且大部分灯具都暴露在室外环境中，灯具后期维护修理工作不容忽视。

道路照明仅仅满足通行需要，而道路景观照明在满足功能的前提下，同时烘托环境艺术氛围。园林广场景观照明特别注重情景的打造，因广场及园林具有很强的艺术功能代表性，夜景灯光将直接烘托各个广场、园林的特征氛围。

LED光源将极大提高景观照明的可靠性、安全性、稳定性等。从成本角度常用的中低配光源品牌为三安、华璨等；高配光源品牌为晶元、欧司朗等。LED光源光色及光束可控性良好，对于调整照明氛围、烘托环境气氛具有很强的操作性。

3.1主题性原则

主体性原则是指在满足照明功能的基础上，融入地域人文和个性化因素，创造舒适的，美观的，符合个人精神需要的光环境，也就是在满足单纯物质需要的基础上，注重精神层次的需求，将简单的光照明提升到光文化的水平。

3.2趣味性主题

在北京奥运会田径运动主场馆“鸟巢”周围采用的地面景观照明全部采用微型化的“小鸟巢”灯罩把LED灯具保护起来，不仅给人以耳目一新的感觉，而且充满了趣味性，自然而然与奥运会巧妙结合起来。

4景观设施照明方法比较

5LED环境设施照明设计的新方法

在LED灯具设计中，相关的结构设计理论和方法相对缺乏，类似本文中提到的一些LED灯具造型设计，结构设计和材料应用并不够十分全面和完善，可靠性和使用效果有待于进一步的提高和改进。研究利用LED光源在环境设施照明设计，体现照明设计的地域性、场所性和独特性，在环境设施照明设计中全面贯彻先进的科学理念和设计方法.

5.1体现照明设计的地域性、场所性和独特性追求

LED灯具与环境的和谐，新世纪的城市需要光亮、宜人、典雅、优美、更富个性、创意新颖，既没有光污染，又节约能源的人居环境。广场照明设计绝不应当局限于满足照度标准这个水平上，而是要在城市环境总体规划下综合考虑城市的人文环境，全面包含了政治、文化、艺术、科学、宗教、美学等因素。可以说，城市广场照明设计的趋势就是自然与和谐

5.2 LED灯具的结构设计和材料应用

灯具的材料一般为经过阳极氧化处理的铝合金，对灯体向下方向的光源室和电器室进行防护即可，这样防护问题就简单了，只需采用硅橡胶条进行防水防尘，就能达到IP65的防护等级。室外灯具需要长时间暴露于自然环境中，其表面处理必须耐腐蚀，而聚醋静电喷涂就是一种优秀的选择。该工艺成本约85-120元/平方，符合绿色设计的原则，节省能源、环保、无污染、生产效率高，还能做到繁多的颜色，使得在景观色彩规划中能够有多样的可能。在灯具的连接部位，则选用不锈钢的紧固件。

5.3避免光污染和眩光

广场的照明设计必须融入整体进而衬托出环境的特点，力求与环境设计师的构思达成一致。而不是另成一派，用眩目的光源制造出另一种视觉效果来扰乱观者对环境的欣赏。环境空间的照明设计就如同人们对那个局部室外空间的情绪反应。灯光系统应有助于人们注意力的集中，应该是具有高度的隐蔽性的。采用高科技的LED光源照明灯具，位置的选择和定位都尽可能地隐藏或采用与周围环境风格相似的形式，能够做到“只见光源不见灯”的效果。通过对LED照明灯具的配光控制，直接把光传送到目的地，从而避免了无用光的外溢进入空间，最大限度地节约了能源并且避免了光污染，有限度、有策略地达到最佳使用效果。

5.4 LED光源的不足与建议

近年来随着高光效、高亮度的LED的开发成功，使其在照明领域的应用越来越广泛。但是，LED毕竟还是一个新兴的技术领域，与其他相对成熟的照明技术相比还存在一定的差距。在照明普及应用方面，LED仍存在一些问题，一是光通量有待提高，能量转换效率不高。二是产品的一致性、可靠性有待提高，不能做到真正的色彩和亮度等特性的一致性。由于LED的发光特性参数受到各种封装材料的影响，稍微的变动都可能引发变化，LED亮度和颜色不一致，当前国内外均研究和设计了相关驱动设备和控制方案，但仍有待于进一步的改进和提高。目前从事LED产品开发者也还没有形成一定的规模和系统化。

结语

随着人们自然环境保护意识的不断增强，市场对环保产品的需求也不断扩大。人们收入的增加也导致了人们对健康生活的渴求。健康、绿色环保的灯具市场己经形成，而LED具有其他新光源无法比拟的优势，希望本文所做的一些基础性研究工作能为LED光源在城市广场环境设施照明设计做出一些贡献，更希望将来的技术能把人类带入一个完美的LED世界，真正实现LED的绿色照明，绿色设计，装置的应用等，对于传统光源的灯具体现出高档的品质和科技含量。由于LED具有低耗电，体积小，电压低等优点，因此LED成了全球产品设计师的宠儿，设计师会将LED作为各类设计元素的一部分，驰骋于想象空间，将光、玻璃和其他材料结合在一起，融合于美轮美灸的景观环境中。

参考文献

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[2]孙亚洲，沈少辉.城市LED景观照明设计的探究.山东工业技术.2015.6

[3]陈汉.浅谈园林景观照明施工中电气施工与管理.科技与企业.2012.8