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  • LED照明在照明工程中的应用

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    LED(LightingEmittingDiode)照明即是发光二极管照明,是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射,直接发出红、黄、蓝、绿色的光,在此基础上,利用三基色原理,添加荧光粉,可以发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色等任意颜色的光。LED灯具就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。

    一.LED具有的独特优势

    1.使用寿命长

    LED光源也称作长寿灯。由环氧树脂封装,灯体不会因为外界机械撞击而松动,不存在电子光场辐射发光,容易热沉积、灯丝易烧、光衰等,平均使用寿命可以达到5到10年,比传统光源寿命长十倍以上。LED灯不仅体积小,而且可以维护费用低,避免长期更换。

    2.发光效率高

    传统白炽灯光效为8 lm/w,卤钨灯光效12-24 lm/w,荧光灯 50-70 lm/w,钠灯90-140 lm/w,大部分耗电变成热损耗。与传统灯的性能做比较,固体冷光源光效高,可以达到50-100 lm/w ,LED 经过长期的技术改良,其发光效率有了较大的提高,最终可以达到200 lm/w。由于LED灯光谱范围短,单色性好,可以直接发出各种颜色的可见光。

    3.耗电少

    LED是高节能的光源,作为直流去顶,其单管功率为0.03-0.06 w,电光转换率高达百分百。单管驱动反应速度快,在电压范围为1.5-3.5 V,电流为15-18 mA,可以高频操作,传统白炽灯光源是其耗电量的8倍,荧光管耗电是其2倍。LED作为环保无污染光源,代替传统光源,可以节约六十亿升原油每年。比如,作为桥护栏灯用每个功率为8W的LED照明,可以代替40W的日光灯,并且可以发出多种颜色的光。

    4.安全可靠

    LED作为固体冷光源没有热量,光谱中没有红外和紫外线,没有辐射,而且无眩光,能精确控制发光角度及光型,其光色柔和,没有污染,不含钠、汞元素等污染元素,可以安全触摸,环保效益更好。由于其可以内置微处理系统可以调整发光类型,控制发光方式和强度,实现灵活多变的艺术形式。

    5.有利于环保

    由于LED光源启动时间短、反应速度快,体积小、重量轻,便于开发小型照明产品,方便安装;而且寿命长,结构牢固可以抗震抗冲击,在公共环境中使用比较安全,废弃物没有污染可以回收,环保和也能效果佳。

    二.LED在照明工程中的应用

    由于LED光源使用寿命长、发光效率高、耗电量少、安全可靠性强、有利于环保,应用越来越广泛。LED在城市照明工程中可以用于标识和指示照明的信号显示领域、室内空间展示照明、景观照明、建筑物外观照明和娱乐场所及舞台照明中。

    标识与指示性照明

    在很多公共场所,需要进行空间限定和指引,比如紧急出口的指示、楼梯间隔的局部指示、路面分隔照明等等,均可以采用将LED自发光光源嵌入墙壁或者地面上。比如购物中心楼层的指示灯,电影院地面的引导指示灯和座位侧面的指引灯。与霓虹灯相比,由于LED抗冲击的特点,不会因为在制作中任意变形而增加额外的费用,而且低电压节能,在指示标引的照明中值得推广。

    2.室内空间展示照明

    由于LED光源没有热辐射,在室内空间展示中对于展品或者商品不会产生损害,所以可以代替大多数光纤照明器具。照明系统简单,灯具方便简单,而且不必加滤光装置,节约费用。一般采用室内装饰性的白光LED结合室内装修为室内提供辅助性照明,商业照明大多为彩色LED,暗光带使用LED,使得照明品质得以提升。

    3.景观照明

    LED最小数量级为平方毫米数量级或更小,大LED灯具可看成由?。蹋牛淖槌?;LED光源精确,在景观照明中可以适应适合大小和尺寸的空间装饰效果要求,比如对于点、线、面、球等各种形式,或者任何造型的灯光雕塑。是在景观照明中,由于LED低压供电,不仅安全可靠,而且节能环保。系统结构简单、体积??;可控性好、反应时间快;抗冲击,对于灯具的强度要求小。而且由于半导体材料自身产生的色彩丰富纯正,可以根据三基色加数码技术,变成任何色彩,照明效果好。LED可以在城市街道、花园、滨水地带等休闲空间,用插拔式固定端,依据植物生长高度进行调节,和花卉植物等有机结合,进行隐藏式投光,取得很好的照明效果。

    4.建筑物外观照明

    利用光束角的圆头和方头外形的投光控制线性投射,是LED研发投射灯具的一大亮点,它方便安装,可以垂直或者水准方向安装,使得其对建筑物某个区域进行投射,照明与建筑物外观良好地结合。比较其传统的投光灯具,许多建筑物根本没有出挑的地方安装传统的投光灯,而LED不仅安装方便,而且这种方式为设计师带来了更多的创作手法,开拓了创作空间。

    5.娱乐场所及舞台照明

    由于色彩丰富,LED可控性好的优点,可以创造出从白光到全光谱中的任意颜色、静态和动态的照明效果,对于娱乐场所和舞台照明,可以对LED进行数字化色彩控制、调制动态、亮度不同的照明光。按照三基色原理、数字灰度控制技术,可以发出任何颜色的光,色彩效果丰富。与普

    通效果灯相比,LED发光精巧、克服了发光一段时间后颜色偏移问题;没有热辐射,使得场所空间更加舒适;其寿命长,减少了维护更换。

    三.照明应用中存在的主要技术问题

    LED是集光电子、光电机、固体发光、物理和化工、热传导多学科结合的产品,发光效率不断提高,但是,在照明应用和普及方面还是存在以下技术性问题:

    1.LED 发出的光与自然光仍有一定的差距

    白炽灯发光成分具有大面积黄色光,是暖光灯的效果,适合人眼视觉。而白光 LED 是固体冷光源,发出的光成分带有蓝光,在这种光的照明下,人们看东西的感觉易于疲劳,而且会使眼部产生不适应。

    光通量还需进一步提高

    LED输出光通量会随着温度的升高而下降,其寿命对温度很敏感,也会随之减少,对封装材料的散热性要求比较高。为了使LED光源达到光学指标,具有高可靠性,需要在温度较低的情况下,光通量较高,这样需要研究更适合的封装材料。

    3.价格高

    LED的成本价格比较高,这是影响其普及的原因。为了使得制造成本降低,需要改良晶片技术,使得其成本下降。目前,LED的价格比前几年下降了一半,为了LED在照明领域中市场得到提升,需要提高其性价比。

    在照明领域,LED具有独特的优势。随着国家半导体照明工程的启动,LED的光效、散热和价格将得以解决,未来, LED作为一种新型的绿色光源产品,将会领军照明行业,在全球能源短缺的忧虑下,成为21世纪绿色照明的骄子,半导体照明技术将进一步改变我们的世界。

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