LED照明设备在建筑照明设计的应用

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0引言

在建筑设计水平不断提升的背景下，led照明设备在现代建筑设计中的应用更加广泛。在社会经济快速发展过程中，能源短缺成了社会中较为常见的问题之一，世界各国逐步制定相关法律法规，利用LED节能光源进行能源替代。绿色照明使得越来越多的国内外人士看到了商机，国家也基于此制定了绿色照明产业规划，出台了有关绿色照明工程、国家半导体照明工程和半导体照明产业节能规划等，加强了对照明节能产业和环保工程的扶持力度。LED照明设备在建筑中的应用是城市乃至国家现代化发展的标志，具有较高的节能效益。照明能耗是建筑能耗的重要组成，占总能耗的比大约为30%，具有较高的节能价值，属于现代化背景下节能改造需要关注的重点内容[1]。

1LED照明设备的类型和特征

1.1LED照明设备的类型发光二极管（LED）发明于20世纪60年代，到了20世纪90年代，逐渐发展成为多样化的LED照明设备[2]。LED具有丰富的种类，按照发光材料可以分为磷化镓LED、砷铝镓LED、磷砷化镓LED等；按照颜色划分，可以分为绿光LED、黄光LED、红光LED等；按照功率大小划分，可以分为大功率LED、中功率LED和小功率LED等类型。

1.2LED照明设备的特征LED照明设备在现代建筑设计中受到广泛欢迎的原因在于其自身的功能性、艺术性、经济性、节能性的特征。

1.2.1功能性LED照明设备照明不发热，属于冷光源，可以安全触摸。LED灯具显色度高，发光方向性较强，同时具备较好的调光性能。LED是固定冷光源，光源的辐射范围有限，其优势在于具有较高的亮度，可以进行动态的颜色调整。在色温变化过程中，不会令人出现视觉误差，照明效果远优于白炽灯和日光灯。LED照明设备的应用范围相对广泛，可以应用在居家照明（如天花板照明）和办公照明等多个环节中，也可以应用在娱乐场所，或是用作家庭小夜灯、节日氛围灯等。

1.2.2艺术性在生活中，从建筑外景的彩灯到室内外各种创意灯具，LED照明设备得到了充分应用，这体现了LED照明设备的艺术性[3]。LED照明设备具有较强的可控性，尤其在颜色调控上。LED照明设备可以利用红绿蓝三基色原理，在计算机的控制下进行任意灯光颜色的混合，形成灯光颜色的变化，具有较强的变化性，并且能够充分呈现各类型的图形。在LED照明设备的应用中，可以利用化学修饰的方式调节多种颜色的光源[4]，从而实现设计人员的创意，增强建筑物的美观性。光色是视觉美学构成的关键性要素，也属于视觉美化的重要形式，光源的选用影响着灯光的艺术效果，LED照明设备在艺术展示上有着得天独厚的优势。彩色LED照明设备的光谱覆盖了可见光的整个光谱，灯具单色性较好，且具有较高的色彩纯度，颜色为红、绿、蓝的LED照明设备的组合能够增强灯光色彩和灰度选择的灵活性，增强建筑照明的科学性和艺术性。LED照明设备可以促进建筑视觉和艺术形态的创新，可以实现更加深层次的光学理解，通过光学明暗搭配和光与色的结合，可以提升建筑照明自由度，在利用灯具照明的同时，使之成为视觉艺术产品。

1.2.3经济性LED照明设备属于第四代照明设备，解决了传统照明设备温度高、容易出现爆炸、容易破碎、具有辐射性等问题，延长了照明设备的使用寿命，还减少了能耗，具有较强的经济性。LED灯具是长寿灯具，其有较强的耐震性和防尘性能。LED照明设备对能源的消耗量较低，需要的电压和电流较小，发热量较少，不会在应用过程中出现较强的安全风险。LED照明设备属于固体光源，环氧树脂封装发光部分不会出现松动，不会出现灯丝燃烧和热体积问题，同时高光衰问题也不明显，使用寿命较长，相较于传统光源能够持续不断地照明[5]。

1.2.4节能性LED照明设备采用直流驱动、无辐射，光照效果柔和、无频闪、可频启，灯具不含汞和氙等有害元素、利于回收和二次利用，属于真正的绿色环保照明光源[6]。LED照明设备环保、节能、无污染、能耗低、无辐射，满足了现代绿色节能照明的需求，在建筑装饰工程中具有重要应用价值。LED照明设备具有较高的应用效率，使用年限较长。虽然LED照明设备的光谱效率较低，但是能够保证光谱全部集中在同一频段，增强获取光的效率。通常来讲，LED照明设备的照明效率可以超过80%，相较于白炽灯，光效率更大。不仅如此，LED照明设备具有良好的应用持久性，对照明节能问题的改善有重要促进意义。相较于传统照明设备，LED照明设备照明效果好，且安装起来较为方便，具有较强的耐用性。LED照明设备功耗超低（单管功率为0.03～0.06W），电光转换效率接近100%，照明效果相同时比传统光源节能80%以上[7]。

2LED照明设备在建筑照明设计中的应用意义

在普通建筑照明设计中，照明设备性能较差，后期维护问题较为明显，导致这些问题的主要原因是照明设备利用率不足、耐久性较差、设备维护率较低、光污染问题严重以及设计人员的文化水平和艺术素质较差。应用LED照明设备可以解决上述问题[8]。现阶段，在我国建筑的基本设施耗能中，照明设备的用电量较高，耗能也较多，在建筑无人时大面积开启照明设备会产生能源浪费问题。如果应用自动化调光灯具，在无人的时间段减小路灯亮度和功率或者关闭灯具，能够节省较多的电量，有助于节能减排工作的实施。在建筑绿色照明中可以应用调光性能较好的LED照明设备改善上述问题[9]。LED照明设备的亮度和驱动电流有关，可以通过控制驱动电流改善照明设备亮度，不仅能够持续性点亮LED照明设备，还可以调整其输出功率。LED照明设备在建筑工程中得到了较为广泛的应用，且发挥了良好的效果[10]。

3LED照明设备在建筑照明设计中的具体应用

3.1公共建筑中的“隐藏”应用在现代化背景下，人们的审美素养得到了显著的提升，为了让公共建筑能够满足人们的审美需求，就需要对照明系统进行更新和升级，将LED照明设备充分应用在公共建筑照明系统中，充分发挥其灯具参数可控性高的特征，将其灵活地应用在各种特定空间，促进照明氛围的渲染。工作人员需要从建筑的实际情况和灯光设置的需要出发，选取合适的“隐藏”应用方式。LED照明设备的“隐藏”应用是指按照照明需求利用多颗LED组成光源陈列，将其设置在暗灯槽内，实现“见光不见灯”的艺术效果[11]。“隐藏”应用可以设置在外墙中上部，或者墙檐等位置，将LED串联起来，能够提升照明亮度，还能够实现对建筑物的装饰。“隐藏”应用一般会将LED照明设备作为光源安装在吊顶棚骨架处或者外墙隔栅处，以保证整个外墙地面或天棚发光，实现照明。

3.2与建筑物的“一体化”应用当今，人们更乐于看到建筑物上装饰着各种照明灯，协调统一照明灯具和所处环境，使二者相互渗透和促进，使用现代化技术解决照明中存在的问题，是绿色照明的发展要求。LED照明设备的应用可以使建筑物与照明设备融为一体，这是因为LED照明设备可以充分结合建筑照明的需求和建筑周围的环境而针对性设置。LED照明设备可以在凸显建筑主体的基础上，满足光照需求，提升公共建筑装饰效果，让人们体会到美[12]。

3.3在室外照明中的应用在建筑室外照明中，LED照明设备的应用价值更高，可以用作路灯或者景观灯等。作为公共建筑室外照明设备，LED照明设备具有较强的反光效果和光照效果。设计人员需要充分结合建筑物外立面的结构情况和需求进行设计，同时需要根据内光源设计，以取得良好的室外照明效果。

4LED照明设备的应用优化

4.1完善相关标准从节能改造的方面进行分析，建筑照明对于能源的需求较高，在改造时，技术的可行性和设备的能耗是节能评估的关键性因素。LED照明设备的应用属于建筑照明的重要发展方向，首要任务在于制定LED照明设备的设计标准和相关研究准则，制定规范的设计和应用流程，使得LED照明设备的应用能够得到完善和规范[13]。

4.2优化LED照明设备需要从LED照明设备本身出发，改善LED照明设备的光源效率，提升其应用价值[14]。从LED照明设备的散热角度分析，LED照明设备封装问题是导致LED照明设备散热问题的关键性因素，使用高导热性能的材料和性能较强的优化结构能够改善LED照明设备的散热问题。LED照明设备的主要光学参数包括照度、光照均匀度和炫光性等，需要利用二次光学配光设计，得到满足配光、照明需要的光学结构。

4.3应用智能控制技术在建筑照明设计中，需要应用智能控制技术，将LED照明设备的特性和建筑智能化控制紧密结合，通过设计LED照明设备的绿色照明数字化智能控制方案，利用各种传感器，结合智能控制方式和照明模式，根据照明需求，从智能控制的角度出发，减少照明能耗。现阶段的照明控制方式包括单灯控制和多灯控制，也包括建筑自控和智能控制等多样化内容[15]。

5结束语

综上所述，LED照明设备具备绿色环保节能效果，使用年限较长，并且体积较小，是一种绿色性光源。在建筑照明中应用LED照明设备可以保证用户能够获取舒适的光照空间，对人体健康不会造成威胁，可以保护人的视力。LED照明设备属于环保性的健康光源，对比传统照明灯具，应用价值较高，可以促进建筑照明节能发展。应用LED照明设备能够建设生态建筑，全面提升建筑照明系统的绿色和低碳水平，遵循节能设计理念，合理选择和布局照明灯具、设计照明控制系统等，可以整体优化建筑电气照明效果。

参考文献

[1]许仪煌.基于LED照明的电力系统配置研究[J].光源与照明,2022(6):94-96.

[2]崔宇茉,王立雄,于娟.零售店铺的照明建筑一体化构件集成设计策略初探[J].照明工程学报,2021,32(5):117-122.

[3]任晴利.民用建筑中LED照明的应用分析[J].光源与照明,2021(11):19-21.

[4]敬舒奇,魏东,王旭,等.室内LED照明控制策略与技术研究进展[J].建筑科学,2020,36(6):136-146.[5]何晗,白志艳.浅谈LED在建筑照明设计中的应用[J].中国住宅设施,2020(3):31-32,41.

[6]黄日带.大功

作者:周幸春 单位:泛城设计股份有限公司