黃 珂 ，高 明

(西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，綿陽621010)

0 引言

四川綿陽的LED產(chǎn)品示范應(yīng)用始于2004年，利用綿陽市九洲光電科技公司等企業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)品，實施了一批半導(dǎo)體照明示范項目，節(jié)能明顯、效果良好。2009年4月，綿陽市被列入全國“十城萬盞”半導(dǎo)體照明應(yīng)用工程21個試點城市之一。在實施過程中，結(jié)合LED照明技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景，綿陽市從2009年至2011年，分期完成LED示范城市建設(shè)，重點推廣市政道路照明工程、市政景觀亮化工程、受災(zāi)城鎮(zhèn)和景區(qū)LED示范工程，以及政府辦公和市政公共場所LED照明改造，由于LED產(chǎn)品出色的性能，實現(xiàn)了良好的景觀效果和節(jié)能效益。

1 LED產(chǎn)品特性

隨著第三代半導(dǎo)體材料氮化鎵(GaN)制備技術(shù)的突破和藍、綠、白光發(fā)光二極管的問世，被譽為“照亮未來的技術(shù)”的LED(Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)，漸漸走進了人們的日常生活。作為固體光源的發(fā)光二極管，真正點燃了“綠色照明”的光輝，被認為是21世紀最有價值的新光源，將取代白熾燈和日光燈成為照明市場的主導(dǎo)，使照明技術(shù)面臨一場新的革命，從而在一定程度上改善人類的生產(chǎn)和生活方式。

LED產(chǎn)品最大的特點是它的發(fā)光效率高且能耗小，壽命長。美國科銳(Cree)公司于2009年12月初公布，其開發(fā)的白光LED發(fā)光效率已可達186 lm/W，而市面上的白熾燈或鹵鎢燈只有12～24 lm/W，熒光燈和HID燈約40～120 lm/W。另外，LED使用的電源為6～24 V，所以它是安全的使用電源，更適用于公共場所，其標稱壽命可達100 000 h。

從LED燈具的尺寸來看，它體積小，安裝簡易，易與建筑結(jié)合。由于傳統(tǒng)燈具的光線向四面發(fā)散，需要反光罩進行二次配光，所以體積相對較大，常常需要用支架進行安裝。我們在照明手法中常用外投光與內(nèi)透光兩種照明方式。外投光是利用建筑外表面的凸凹與LED燈結(jié)合，將燈具隱藏在建筑構(gòu)件之中，保證建筑立面的美觀;或者是利用離建筑物一定距離的位置裝設(shè)LED投光燈作為立面照明的光源，將光線射向建筑物的外墻。在現(xiàn)代很多優(yōu)秀的建筑物外觀照明工程中，光源的位置已不再受室內(nèi)室外的局限，而是在美化環(huán)境與建筑的前提下，根據(jù)景觀的整體需要，以室內(nèi)光源的充分利用來取得室外景觀的良好效果，這就是內(nèi)透光的表現(xiàn)方式。

從光環(huán)境藝術(shù)的角度來看，LED本身光色的豐富，是LED技術(shù)在藝術(shù)領(lǐng)域的一個保證。LED可以產(chǎn)生高純度的R，G，B三色，采用加色法混合可以得到豐富的色彩，幾乎涵蓋了所有的可見光波段，也就是我們經(jīng)常提到的全彩色。所以，在氣氛營造上LED就有很大的空間。部分LED燈具可以通過電路驅(qū)動的控制實現(xiàn)不同色光、色溫的輸出，甚至可以編制程序配合音樂、視頻，或者人的情緒來實現(xiàn)相應(yīng)的氣氛效果。LED多樣的顏色輸出和便利的可控性在夜景工程的實踐上效果比較顯著。例如采用LED燈帶、點狀光源勾勒建筑輪廓，應(yīng)用變色投光燈具營造動態(tài)泛光效果等等。在光色可變性上，LED較傳統(tǒng)燈具更有優(yōu)勢，能實現(xiàn)豐富的照明效果，為藝術(shù)表現(xiàn)留下足夠的空間，可變性是LED照明相對于傳統(tǒng)光源最獨特的地方。

2 LED應(yīng)用方法

2.1 “點”的手法

點光源一般設(shè)置在建筑實墻面上，點光源多配合線光和面光使用，例如在局部進行強調(diào)或者讓圖案節(jié)奏發(fā)生跳躍，使夜景燈光不再平淡。常用多組點光源組成圖案，這種方法的單元燈光構(gòu)圖和色彩可以有所變化，可以使得整體建筑夜景更有層次和動感，適合于在稍大一些的建筑物上使用。

2.2 線條的手法

線條常用于建筑勾邊，在立面變化豐富的建筑上或者線條優(yōu)美的橋梁上運用此法較多。

圖1為綿陽鐵牛廣場濱江夜景，廣場周邊的建筑群以立面勾邊為主要照明手法，根據(jù)建筑的立面特征分別采用了水平和縱向的線條，形成了鮮明的對比，在建筑樓身和樓頂上又各自選用了冷色和暖色的色調(diào)，使得色彩更加豐富。圖2為綿陽富樂大橋，LED線條燈隨橋拱優(yōu)美延伸，即顯示出大橋的結(jié)構(gòu)美，又突出了橋身的線條美。

圖1 綿陽鐵牛廣場濱江夜景

2.3 發(fā)光面的手法

點和線的照明手法雖然最為常用，但是它們在建筑的空間感和層次感上的表現(xiàn)力仍然有所欠缺，為此需要用到發(fā)光面的表現(xiàn)方法。例如在外墻的線腳或壁檐隱蔽處設(shè)置大功率LED洗墻燈照亮墻壁，使建筑立面獲得與白天截然不同的視覺景觀效果?；蛘咴贚ED光源外設(shè)計帶有造型的半透光乳白聚碳酸酯板，形成較大的發(fā)光面積，裝飾建筑夜景效果。

圖3 綿陽越王樓夜景

2.4 建筑化的手法

外置的燈具往往對建筑在白天的形象造成影響，為此我們可采取將照明燈具建筑化的手法。例如根據(jù)立面造型設(shè)計發(fā)光盒，其內(nèi)裝低功率LED燈。將光盒嵌裝在建筑立面需要重點裝飾的部位，與建筑結(jié)合成為一體，來美化建筑立面(見圖3)。

另外，在現(xiàn)代建筑中常常采用玻璃幕墻結(jié)構(gòu)。對此可采用內(nèi)透光，將建筑與玻璃交界處的墻角或窗沿照亮，以建筑立面本身的韻律與節(jié)奏烘托夜間效果。或者在幕墻結(jié)構(gòu)外用滿天星墻面的照明手法，但須注意采用與建筑構(gòu)件相結(jié)合的LED燈具，如圖4所示。

圖4 LED燈具與建筑構(gòu)件結(jié)合

3 比較與分析

目前，常用于城市照明的光源有金鹵燈、高壓汞燈、高壓鈉燈、低壓鈉燈。每種光源的光色都不相同，當(dāng)需要較豐富的色光時一般會采用濾色片，但由此產(chǎn)生的光通損耗非常多。因LED光源光色純，顏色鮮艷豐富，無需加濾光片。此外，其他燈具需要體積較大的投光燈具，而LED光源體積小巧，線型投射燈具的研發(fā)無疑成為LED投射燈具的一大亮點，因為許多建筑物根本沒有出挑的地方放置傳統(tǒng)的投光燈。LED燈安裝便捷，可以在水平方向也可以在垂直方向安裝，與建筑物表面更好地結(jié)合，所以為照明設(shè)計師拓展了廣闊的創(chuàng)作空間。

表1 LED燈與傳統(tǒng)燈具比較

根據(jù)LED高效、低能、長壽命特點，當(dāng)綿陽LED試點工程建設(shè)全面完成后，預(yù)計每年將節(jié)約用電2 250萬kW/h，節(jié)約電費支出1 910萬元。

4 小結(jié)

通過研究城市照明工程的節(jié)能技術(shù)，在實踐中，既可以提高建筑景觀照明的質(zhì)量和水平，促進城市經(jīng)濟發(fā)展與安全穩(wěn)定，同時，又能節(jié)約能源，減少污染，緩解照明需要與電力緊張的矛盾。這是實現(xiàn)經(jīng)濟進步與環(huán)保節(jié)能和諧發(fā)展的有效途徑，是建筑照明可持續(xù)發(fā)展的重要方向，具有非常重要的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。

［1］GB50034—2004.建筑照明設(shè)計規(guī)范［S］

［2］北京照明學(xué)會照明設(shè)計專業(yè)委員會編.照明設(shè)計手冊第二版［M］.北京:中國電力出版社，2006.12

［3］Mark McClear.LED在城市照明中的應(yīng)用現(xiàn)狀及分析［J］.中國照明電器，2008

［4］李勛棟，郝洛西.建筑外立面LED照明建筑化應(yīng)用研究［J］照明工程學(xué)報，2009，20(3)

［5］段金濤.建筑照明應(yīng)用的未來［C］.中國(天津)第三屆光文化照明論壇論文集(2010)，189～192

［6］肖輝乾，趙建平.LED建筑化夜景照明的思考［J］.燈與照明，2010