淺談LED在城市照明工程的應用

陸 嫣

（廣西蔡氏照明工程有限公司，廣西 南寧 530021）

LED（Light Emitting Diode），即發光二極管。是一種半導體固體發光器件。其是利用固體半導體芯片作為發光材料，當兩端加上正向電壓，半導體中的少數截流子和多數截流子發生復合，放出過剩的能量，而引起光子發射，直接發出紅、橙、黃、綠、青、藍、紫、白色的光。

LED作為一種具有美好前景的新光源，雖然在滿足功能照明替代其他光源上還有相當長的道路，但在城市照明方面，已顯示出其強大的優勢。同時，由于多方面原因，使LED在城市照明應用中仍存在一些有待解決的問題。

1 城市LED照明工程有待解決的問題

1.1 對LED的物理基礎與工作原理尚欠了解

LED是一種直接將電能轉換成光能的固體元件，又稱發光二極管，LED的光譜窄，能量集中，發光效率高，光色色彩純。白熾燈和鹵鎢燈發光效率為12～24 lm/W，平均15 lm/W；高效率熒光燈和HID燈發光效率為50～120 lm/W，平均約為75 lm/W。這些光源的缺點，是僅把一小部分電能變成可見光。而由于有色的LED光譜窄，能量集中，發光效率高，光色色彩純等優點，被廣泛運用于城市照明中。

1.2 業主與管理部門的認識誤區

LED被廣泛宣傳為具有高效節能與長壽命等的優點，這使人們產生一些誤解，認為LED可以解決城市照明中的所有問題。但實際上，由于LED光源光束發射角小，光源方向性強，使其不是在任何場合都適用作夜間照明使用。在使用壽命上，LED器件本身的理論壽命可達10萬h，但在實際應用中，影響LED壽命的因素太多，也太復雜，除LED器件本身的材料、制造工藝技術外，LED顆粒的組合、燈具的設計、控制驅動電路性能、配套元器件、散熱、防水防塵、防紫外線及防高低溫變化等眾多因素和條件，都影響著LED作為夜景照明燈的壽命。以理論壽命作為工程應用壽命的宣傳，只能損害LED的發展。特別當一些使用業主和政府城市照明建設管理部門被不當宣傳誤導，對LED的期望值過高，而工程應用中又出現一些問題后，對LED產生的不信任感，影響了LED在城市照明中的應用。

1.3 設計方法不當影響了LED的使用

在城市照明中，特別是一些大城市，應用LED已較為普遍。但由于一些燈光設計者對LED的性能不是真正了解，在設計中不是根據被照對象、所附載體特征、功能及具體環境來使用LED，造成有的城市僅靠LED進行夜間照明，出現夜間景觀塑造手法單一，夜景單調，沒有達到城市照明應有的美感；有的在政府行政辦公樓玻璃幕墻上，采用矩陣滿布法，變幻各種圖案，追光閃動的形態動態和艷麗的色彩，被誤以為是夜總會；有的在醫院的大樓和環境、寫字樓、住宅樓及小區用LED線狀、點狀光追光閃動，五彩繽紛變化多樣；有的在重要建筑山墻、頂部用LED另加附一些構件造型組成圖案，白天破壞了建筑風貌，晚上改變了建筑形態；還有一些在學府區、靜謐區到處設置光色變化的LED，光怪陸離，造成嚴重的色光污染；有的在背景亮度很低的環境中，使用眾多高亮度的LED，造成對比反差太大的眩光；有的在交通信號燈附近使用色光變化的LED，造成駕駛員及行人的交通信號錯覺等等。這些不正確的設計，給廣大市民造成一種LED本身有錯的誤判，使一些城市對夜景使用LED失去信心，影響了LED在城市照明領域的發展。

1.4 LED產品品質良莠不齊

由于宣傳的作用，人們對在城市照明中使用LED充滿著美好的愿望。有的城市在大范圍使用，但使用一段時間后，發現LED并不像宣傳中所說的長壽命。有的花費數百萬元運用LED作為城市照明，但工程安裝完驗收時就不正常了，不是部分LED燈壞了，就是控制系統出問題，造成多次改進，多次驗收；有的大樓、護欄等使用LED后幾個月就壞了不少，輪廓線不是斷缺就是顏色變化異常，受到上級與群眾批評，只好拆除LED換成其他光源燈具，損失巨大又產生極大負面影響；還有的亮度不一，多數地方出現殘缺，嚴重影響了城市的美觀，破壞了城市的形象等等。

在檢查中還發現，有相當部分城市照明用的LED存在嚴重產品品質問題。其中主要有LED本身的材料、生產工藝等品質問題；有驅動電路性能品質等問題，有控制系統問題等。這些問題都影響了LED在城市照明中的使用效果和品質，對LED在城市照明中的應用產生了不良的影響。

1.5 城市照明建設、監管與維護管理方面的問題

LED作為一種新光源，由于相當一部分城市照明建設管理者不了解它的特性，加上一些廠家、媒體不當的宣傳，人們一度認為LED能解決城市照明的所有問題，如，耗能是城市照明的一大難題。城市照明多是室外，有各種極端氣候問題；有高層超高層建筑夜景燈具更換難問題；有雨水、防塵等一列關系燈的壽命的問題；以及城市夜景需要彩色、閃動變化光等問題。

LED節能、長壽命、光色豐富變化多樣，似乎LED正符合解決這些夜間照明的所有難題。因此，有一段時間，部分城市在城市照明建設方面，只要是運用LED的夜間照明方案，管理部門都會認為是科技含量高的優秀方案會獲得通過。在實施夜景過程中，從購買LED產品到施工，進而在工程完工后的運行中，缺乏有效的LED品質審查、工程監督和運行維護這一系列管理機制。

當這其中任何一個環節出現問題，使用LED的夜景項目不能正常開啟運行，或者出現與當初的設計效果及夜景設計描述的美好圖景不相一致時，人們不是從上述多方面去尋找原因（一般也不可能去找），責怪的卻是LED本身，認為LED不行。這給LED在城市照明上的使用，帶來極大的負面效應，對LED產業的發展帶來不良影響。

2 城市LED景觀燈照明設計的建議

2.1 景觀設計應考慮的協調性

設計中應充分考慮LED景觀照明與環境藝術的協調性。照明作品，要與城市的建設規劃、當地人文景觀及建筑師的構思相融匯，并充分利用光和影、虛和實、動和靜等現代照明技術手法，展現一個有別于白天的城市夜景。照明中，點、線、面的空間有機結合，是景觀照明的重要布置形式。對于一個完整的現代城市景觀照明體系來說，以單體泛光照明為點、道路照明為線、營造景觀照明為面的三類主要照明，構成城市立體三維空間景觀照明體系的三要素。這三者之間既要協調發展，又要突出重點。這就要求在做具體的單體照明設計時，應首先考慮到整體照明環境的需要，決不能喧賓奪主，只顧體現其單體特色，而忽視對周圍環境的影響。

2.2 照明系統設計的安全意識

城市照明系統設計過程中，應有強烈的安全意識。照明系統的安全與否，直接關系到人們工作生活的安全，這就要求景觀照明系統必須有一套良好的安全保障體系，這對于照明燈具的防護、線纜接口的防護、線路的漏電保護性能及接地裝置，提出了較高的要求。

選擇燈具時除了考慮滿足造型、配光等要求外，還應根據實際需要盡可能采用高防護等級（IP）產品，此類產品在防水、防塵方面性能優越，既能保護燈具效率高維持率，又能大大提高使用的安全性。

2.3 設計過程要有以人為本的指導思想

照明設計應當以營造舒適的照明視覺效果為出發點和歸宿點。LED景觀照明與平常的工作生活照明相比，更多地是為了達到美化城市，營造舒適的夜間休閑、娛樂環境，豐富人們夜生活的目的。衡量設計成果好壞的準繩，應當是廣大人民群眾的滿意程度，所以設計作品中應當處處體現以人為本的指導思想。

2.4 對亮化工程進行科學合理的規劃

在城市亮化工程中，應提倡合理、適度地使用LED燈的照明，而不要大范圍地濫用。如果對建筑物進行有針對性的局部燈光點綴和照明的重點突出，在色彩選擇上，應注意氣氛與情調相結合；在光源的選取上，應盡可能地使用小功率燈具；這樣打造的效果舒適素雅，可以更好地體現人文氣息。只有在城市亮化工程總體規劃的前提下，科學合理地應用LED產品，才能更好地展示城市亮化工程的和諧，使城市的亮化工程充滿生命力。

2.5 LED燈照明方式的合理選擇

城市照明的方式五花八門，LED只是其中的一種，為了打造出完美的城市亮化工程的效果，必須對照明方式作合理的選取。對于一些與商業和娛樂掛鉤的建筑，可以大范圍使用LED燈，并且充分利用顏色和花樣的變化，來打造時尚多元化的氣息；對于居民樓建筑，只需用LED進行簡單適當的樓頂裝飾即可；對于事業單位的建筑，盡量避免使用LED燈。因此，根據不同風格的建筑，選取不同的照明方式，對豐富城市夜景的氣氛，將會產生更加理想與舒適的視覺效果。

2.6 加大對LED燈使用的建設、監管和維護力度

在審查設計方案時，相關部門要嚴把審查關，對于那些不能合理科學體現LED設計的方案不予通過。在工程實施過程中，對LED燈的購買嚴把品質關，不能單方面聽信廠家的宣傳就廉價購買，最好讓相關專業人員進行采購。

在施工過程中，要實行嚴格的監管機制，避免一些施工人員投機取巧。

在施工完成后，要對整個工程按照嚴格的標準進行驗收。

做到以上幾點，LED在城市夜間景觀照明方面的使用信譽將會得到維護。

3 結束語

LED具有節能、安全、環保、色彩豐富、壽命長、體積小、響應時間短等優點，非常適合城市照明。只要我們對城市照明中使用的LED加強正確的引導，使得LED在城市照明中得到廣泛應用，實現國家的節能減排目標，為此做出自己的貢獻，共同創造更加節約、更加潔凈、更加文明的可持續發展的美好生活。

[1]廣州AD照明公司.建筑照明（戶外冊）[M].深圳：深圳市節能協會，2010.

[2]上海力茲照明電氣有限公司.夜景觀照明工程[M].深圳：深圳市節能協會，2012.