LED在照明工程中的應用
發布時間:2008-10-31
中心議題:
- 概述LED的特點及在照明工程中的應用方向
- 討論LED產品研發亟待解決的問題
解決方案:
- LED在照明工程中的7個應用方向
- LED照明產品開發與設計寄予5方麵的希望
過去10年來,LED在顏色種類、亮度和功率都發生了極大的變化。LED以其令人驚歎而欣喜的應用在城市室內外照明中發揮著傳統光源無可比擬的作用。LED壽命長達10萬小時,意味著每天工作八小時,可以有35年免維護的理論保障。低壓運行,幾乎可達到100%的光輸出,調光時低到零輸出,可以組合出成千上萬種光色,而發光麵積可以很小,能製作成1平方毫米。經過二次光學設計,照明燈具達到理想的光強分布。快速發展的LED技術將為照明設計與應用帶來嶄新的可能性,這是許多傳統光源所不可能實現的。
認識LED的特點
今天似乎全世界的目光都聚焦在LED這個新型的光源上,被譽為21世紀的綠色照明產品,甚至人們預言未來會大部分取代傳統的光源。因為它具有壽命長、啟動時間短、結構牢固、節能、發光體接近點光源(有利於LED的燈具設計)、薄型燈具,燈具材料選擇範圍大,不需要加反射器,低壓,沒有紫外輻射,尤其在公共環境中使用更加安全等特點。再加上LED光源的生產可實現無汞化,對於環境保護和節約能源更具有重要意義。
傳統的LED主要應用於信號顯示領域、建築物航空障礙燈、航標燈、汽車信號燈、儀表背光照明,如今娛樂、建築物室內外、城市美化、景觀照明中應用也越來越廣泛。但是目前LED光源的壽命還不能達到所標出的100,000小時,實際壽命約在50,000小時左右,這主要與其散熱方麵的問題有關。在很小的空間裏,隨著功率的加大,半導體組件就會過熱。再者,白色LED還不能達到普通燈泡所具有的亮度。
LED在照明工程中的應用方向
建築物外觀照明
對建築物某個區域進行投射,無非是使用控製光束角的圓頭和方頭形狀的投光燈具,這與傳統的投光燈具概念完全一致。但是,由於LED光源小而薄,線性投射燈具的研發無疑成為LEDtoushedengjudeyidaliangdian,yinweixuduojianzhuwugenbenmeiyouchutiaodedifangfangzhichuantongdetouguangdeng。tadeanzhuangbianjie,keyishuizhunyekeyichuizhifangxianganzhuang,yujianzhuwubiaomiangenghaodijiehe,weizhaomingshejishidailailexindezhaomingyuhui,tuozhanlechuangzuokongjian。bingjiangduixiandaijianzhuhelishijianzhudezhaomingshoufachanshengleyingxiang。
景觀照明
由於LED不像傳統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結合。可以在城市的休閑空間如路徑、樓梯、甲板、濱水地帶、園藝進行照明。對於花卉或低矮的灌木,可以使用LED作為光源進行照明。LED隱藏式的投光燈具會特別受到青睞。固定端可以設計為插拔式,依據植物生長的高度,方便進行調節。
標識與指示性照明
需要進行空間限定和引導的場所,如道路路麵的分隔顯示、樓梯踏步的局部照明、緊急出口的指示照明,可以使用表麵亮度適當的LED自發光埋地燈或嵌在垂直牆麵的燈具,如影劇院觀眾廳內的地麵引導燈或座椅側麵的指示燈,以及購物中心內樓層的引導燈等。另外,LED與霓虹燈相比,由於是低壓,沒有易碎的玻璃,不會因為製作中彎曲而增加費用,值得在標識設計中推廣使用。
室內空間展示照明
就照明品質來說,由於LED光源沒有熱量、紫zi外wai與yu紅hong外wai輻fu射she,對dui展zhan品pin或huo商shang品pin不bu會hui產chan生sheng損sun害hai,與yu傳chuan統tong光guang源yuan比bi較jiao,燈deng具ju不bu需xu要yao附fu加jia濾lv光guang裝zhuang置zhi,照zhao明ming係xi統tong簡jian單dan,費fei用yong低di廉lian,易yi於yu安an裝zhuang。其qi精jing確que的de布bu光guang,可ke作zuo為wei博bo物wu館guan光guang纖xian照zhao明ming的de替ti代dai品pin。商shang業ye照zhao明ming大da都dou會hui使shi用yong彩cai色se的deLED,室內裝飾性的白光LED結合室內裝修為室內提供輔助性照明,暗藏光帶可以使用LED,對於低矮的空間特別有利。
娛樂場所及舞台照明
由於LED的動態、數字化控製色彩、亮度和調光,活潑的飽和色可以創造靜態和動態的照明效果。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。長壽命、高流明的維持值(10,000小時後仍然維持90%的光通),與PAR燈和金鹵燈的 50~250 小時的壽命相比,降低了維護費用和更換光源的頻率。另外,LED克服了金鹵燈使用一段時間後顏色偏移的現象。與PAR燈相比,沒有熱輻射,可以使空間變得更加舒適。目前LED彩色裝飾牆麵在餐飲建築中的應用已蔚然成風。
視頻屏幕
全彩色LEDxianshipingshidangjinshijieshangzuiweiyinrenzhumudehuwaidaxingxianshizhuangzhi,caiyongxianjindeshuzihuashipinchulijishu,youwukebinidechaodamianjiyuchaogaoliangdu。genjubutongdehuneiwaihuanjing,caiyonggezhongguigedefaguangxiangsu,shixianbutongdeliangdu、色彩、分辨率,以滿足各種用途。它可以動態顯示圖文動畫信息,利用多媒體技術,可播放各類多媒體文件。世界上目前最有影響的LED顯示屏,當屬美國曼哈頓時代廣場紐約證券交易所,總計使用了18,677,760隻LED,麵積為10,736平ping方fang英ying尺chi。屏ping幕mu可ke以yi劃hua分fen成cheng多duo個ge畫hua麵mian,而er同tong時shi顯xian示shi,將jiang華hua爾er街jie股gu市shi的de行xing情qing一yi目mu了le然ran呈cheng現xian在zai公gong眾zhong麵mian前qian。另ling外wai崛jue起qi在zai上shang海hai浦pu東dong陸lu家jia嘴zui金jin融rong中zhong心xin的de震zhen旦dan國guo際ji總zong部bu,整zheng個ge朝chao向xiang浦pu西xi的de建jian築zhu立li麵mian鑲xiang上shang了le長chang100m的超大型LED屏,總計麵積達到3600平方米。堪稱世界第一。
與工業設計相結合
LED是近年來歐洲產品設計師的寵兒,他們將LED作為產品設計元素的一部分,馳騁於想象的空間,將光、玻璃或其它材料結合在一起,成為美輪美奐的藝術品。
LED產品研發亟待解決的問題
LED是21世紀最具發展前景的高技術照明領域。作為新型高效固體光源,具有壽命長、節能、環保等顯著優點,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。在半導體照明產品的外延生產、芯片製造、器件封裝、集成應用等幾個環節已初步形成比較完整的產業鏈,但在白光照明實現LED功能化照明方麵存在著許多製約因素。因此,在目前的情況下,對LED照明產品開發與設計寄予以下希望:
滿足人們對照明的個性化需求
LED的模塊化,為照明設計帶來了便利,通過設計者充分合理的布局,使LED處於良好的工作狀態。LED的產品在滿足個性化照明方麵是傳統光源相形見拙的,LED產品形製的多樣化將達到前所未有的程度。因此,LED產品個性化的研發與設計是所有LED燈具供貨商必須要麵臨的最大挑戰。
麵發光LED產品考慮建築的模數化
麵發光的LEDbixuyuchengshishejihejianzhushejixiangjiehe,cainengmanzushejizhedexuqiu。liruzuoweidimianpuzhuangdeyejianzhuangshi,chanpindechicunyudizhuandechicunxiangxietiao,jifuhemoshudeyaoqiu: 150×15;200×200;200×100;300×300;400×200等。
小功率LED燈具設計
城市夜景照明追求的不是亮度,而是藝術的創意設計,小功率的LED產品應該能夠找到他的用武之地。LED發光角度小,方向性強,可作局部重點照明。問題是要給設計師提供有足夠大的選擇範圍,外觀上也應有美觀的要求。可以肯定地說,LED將會在未來引領照明的時尚與新潮。
環保與節能,LED的合理利用
綠色照明的概念是全球追隨的生態設計目標。如果能將LED與太陽能電池組合,將會擴大LED的應用範圍與場所。
大功率、高光效、高顯色性的白光LED照明產品研發
LED在照明領域的使用目前還受到技術水準和價格的限製,目前我國LED在照明領域應用的困難是LED白光光效不高(每瓦隻有20流明左右),功率不大(幾十毫瓦至一瓦)、價格貴。但是白光LED的發展前景看好,發光效率將達到 1001 m/w,單顆的輸出功率達到10W,大功率、高亮度LED集成封裝技術的研究,包括驅動電路及特種燈具的開發,無疑是LED最終走入照明領域的關鍵。一旦光效和價格問題得到解決,LED將是未來照明的主體。
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