LED燈在城市照明工程中的應(yīng)用

1、LED燈在城市照明工程中的應(yīng)用字號:  小  中  大  | 打印 發(fā)布: 2008-5-29 20:29    作者: 蔡明誠    來源: 照明工程師社區(qū)    查看: 305次 照明工程師社區(qū):JUD%qG5X Q"yYc!h 摘   要：本文闡述了南京火車站高架天橋景觀照明工程中LED白光色溫的一致性；太原地區(qū)醋文化博物館古塔建筑LED燈光全彩燈光與集中網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的組合匹配；南京秦淮河畔飲馬橋泛光照明設(shè)計(jì)的LED異型燈具；并結(jié)合城市景觀建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與環(huán)

2、境，運(yùn)用設(shè)計(jì)燈光的理念，研發(fā)制作LED照明燈具的驅(qū)動(dòng)或控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)照明工程安裝過程討論。2lHA#X?8D4B'd,u照明工程師社區(qū)6q/ d Z'D關(guān)鍵詞：景觀照明；人居環(huán)境燈光；LED模組；視覺；白光色溫一致性；藝術(shù)性；vwcv!a8Tao J e5ZK B4PX"K 一、LED的光環(huán)境照明工程師社區(qū).NyH8c87e照明工程師社區(qū)uV*'M r9Y0h4T9g        LED發(fā)光管是一種可將電能轉(zhuǎn)化成光能的半導(dǎo)體發(fā)光器件。自從1968年全球第一個(gè)商用LED誕

3、生之日起，該產(chǎn)品的性能及應(yīng)用得到了飛速的發(fā)展。進(jìn)入90年代以來，LED的發(fā)光效率有了質(zhì)的飛躍。LED照明器具由LED光源、電器附件和器具組成，它采用半導(dǎo)體發(fā)光的器件為光源，具有體積小、壽命長、能耗低、瞬時(shí)啟動(dòng)、顏色豐富等特點(diǎn)，是一種環(huán)保節(jié)能的冷光源。"K"OQVi1R"u$uEfKD:IT+r K       近年來，美國、日本及歐洲等發(fā)達(dá)國家及政府組織在LED發(fā)光方面投入大量的人力、物力組織開發(fā)和研究，使LED光源技術(shù)水平有了大幅度的提高，功率已達(dá)到35W，使LED光源用于普通照明成為可能。2

4、005年LED光效可達(dá)50lm/w，到20102015年，可能達(dá)到150200lm/w。照明工程師社區(qū)u1| P0f#l c1bbpv!j; Cb        為了提高LED光源的實(shí)用性及在照明工程中提供照明效果的可視性和觀賞性，LED已越來越多地應(yīng)用到信號標(biāo)識(shí)照明。道路上的交通信號燈、建筑物中的誘導(dǎo)燈和勾勒輪廓的立面照明，城市廣場、園林、步行街道的庭園燈光多色彩的照明，很多采用了超高亮度的LED，其優(yōu)異的節(jié)能特點(diǎn)和極長的使用壽命，受到燈光設(shè)計(jì)師和業(yè)主們青睞。V"P$hfO6uB6S'ir-K

5、W SN+DE      二、景觀與光源'S:/Ot7+b'mD e照明工程師社區(qū)$n Gedn z      在現(xiàn)代都市人的觀念里，景與光是韻律的結(jié)合。光線布置的強(qiáng)弱得當(dāng)和自然環(huán)境空間構(gòu)造中隱露抑揚(yáng)的運(yùn)用，能充分體現(xiàn)傳統(tǒng)文化氣息，增加空間的變化，形成移步換景的夜景效果。景觀照明藝術(shù)只有透過光和照明，才能產(chǎn)生生命的活力。O3V*6SY8p!R1O$M照明工程師社區(qū)yw.uSM v      隨著人們思

6、想意識(shí)、生活方式的不斷改變，燈具、光源、材料、風(fēng)格與設(shè)計(jì)方式都發(fā)生了很大的變化。選擇適宜光源，除了經(jīng)濟(jì)因素還要考慮整個(gè)光環(huán)境效果及材料的質(zhì)感可靠性，注重自然環(huán)境與照明的統(tǒng)一性。城市景觀照明巧用LED光源擺脫傳統(tǒng)的一貫設(shè)計(jì)。!DJ 9H'0J/"Z4E0_6ox Y7g     三、景觀照明燈光案例分析x.L4l L/T1Wo;?"ck)C r*eA1F*b.pd3.1 太原地區(qū)的醋文化博物館古塔燈光照明工程師社區(qū)(|4A|lv$g'S2s"BZYG!a山西醋文化博物館文源樓古塔原名魁星樓，又稱水閣樓

7、，座落于太原地區(qū)東湖之濱為清徐縣標(biāo)志性建筑。在景觀照明方面，摒棄了傳統(tǒng)方式，通過LED照明，展示了古塔建筑流線輪廓、飛檐斗拱，建筑中琉璃瓦，塔頂?shù)乃囆g(shù)性燈光與集中網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的組合匹配，以及古塔建筑全彩燈光變化。%M,g&L(LmI照明工程師社區(qū)Q&Zy+AvFC,_LED的照明優(yōu)勢照明工程師社區(qū)$BWnfv5h"P+y7A照明工程師社區(qū)+R0zQu C5t?;t%iLED模組：LED光源功率小，全部低壓驅(qū)動(dòng)，解決了古塔木結(jié)構(gòu)框架的散熱問題，沒有較大熱量堆積，滿足消防安全的要求。照明工程師社區(qū)g(D(gB9C綠色照明：LED光源沒有紅外線和紫外線，不會(huì)破壞文物，光源不

8、含水銀，不會(huì)造成環(huán)境污染。照明工程師社區(qū)d9RL3G8r;STT照明方式：LED光源體積小，設(shè)計(jì)空間非常大，能充分發(fā)揮在古建筑物結(jié)構(gòu)空間的點(diǎn)照明、面照明、線照明以及局部照明特點(diǎn)，更適合景觀藝術(shù)照明，隱藏性好。ja6g.E'c照明效果：便于采用集中網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)燈光色彩的動(dòng)感追逐的景觀照明氣氛，增加燈光的可控性和靈活性。照明工程師社區(qū)X xu-+#S&z維護(hù)使用：LED模組燈具使用壽命長，可達(dá)數(shù)萬小時(shí)，照明設(shè)施維修、維護(hù)費(fèi)用低，管理工作量很小。照明工程師社區(qū)h'E8_/m;S8Ju*ivdQjkM古塔立面照明設(shè)計(jì)照明工程師社區(qū)1ABh iMeT照明工程師社區(qū)*J2f

9、er4QT1古塔飛檐斗拱和樓層屋面上覆蓋著大面積的U型琥珀色琉璃瓦片，按常規(guī)的泛光照明，采用遠(yuǎn)距離投射、投光燈沒有遮光措施，大多數(shù)燈光溢散到空中或被照物之外，形成光污染，而且浪費(fèi)了大量能源。于是采取一種LED模組多組連接方式，構(gòu)成屋頂立面打光的原理，營造古塔建筑最細(xì)膩的泛光效果。"N O#1DNF6Gxs7Q+|47YT沿屋面上飛檐輪廓均勻排布LED模組，將不同層次的建筑輪廓加以點(diǎn)綴，LED單顆發(fā)光角度為60度，可以保證不同視角的燈光效果。飛檐下部結(jié)構(gòu)層次豐富的斗拱，主要采用小功率投光燈自下而上投光，將斗拱底部主要受光面用燈光表現(xiàn)出來，加強(qiáng)了建筑物在夜晚亮化的立體層次感。照明工程師社

10、區(qū)J.R1mYP C5 Devh%B.T0g!xk:#d塔頂藝術(shù)性的照明設(shè)計(jì)，采取全彩變色的LED模組燈光，使塔頂建筑物全彩燈光在夜晚空間得到軸線的延展與變幻，強(qiáng)化了亮化高潮的敏感度。同時(shí)，燈光中的古塔映在東湖之中，光與水渾然一體。-C(imCNS7V照明工程師社區(qū)F6u?*IoeS/p燈光控制系統(tǒng)照明工程師社區(qū)W2Hp6|&kn1x&%T*P照明工程師社區(qū),Oz:ZO4kw古塔的燈光控制，采用自主研發(fā)HDMX集中網(wǎng)絡(luò)控制與分布式控制，實(shí)現(xiàn)調(diào)光、特效、全彩變色等。古塔集中網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的輸入電壓為AC220V，經(jīng)樓道間配置的powerswitch電源降低器輸出電壓為DC12V，聯(lián)

11、接驅(qū)動(dòng)LED模組。設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)可分成幾個(gè)模塊：(1) 古塔建筑物上覆蓋的琉璃瓦片的照明回路，采取PLC控制LED光源黃色、藍(lán)色的跳變，每15秒變化一次；(2) 古塔飛檐斗拱的流線輪廓照明回路，采取PLC控制LED光源黃色、紅色的跳變，每15秒變化一次，LED光源采用惠普功率型芯片，超高亮度，單顆功率為0.1W；(3) 塔頂藝術(shù)性全彩變色照明回路，采取89S52單片機(jī)控制全彩燈光的漸變效果，每2分鐘變化一個(gè)輪回。 控制器1中每個(gè)POWERSWITCH控制一個(gè)方向照明工程師社區(qū) A6r-a2A wo控制器2中每個(gè)POWERSWITCH控制一層樓7yq8Q)M控制器3中每個(gè)POWERSWITCH控制

12、整個(gè)樓頂!Z MEg_H9g照明工程師社區(qū) t wN6uM為了提高LED控制系統(tǒng)的使用效果，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分成幾大模塊，便于將來集中控制系統(tǒng)升級和維護(hù)調(diào)試，也大大降低了各部分控制系統(tǒng)相互電磁干擾，提高整個(gè)集中網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性。.t63Xcd,KBWaiUud f vLy安裝問題5VX#+JU+wo2h.R%y:A|!4z由于太原地區(qū)屬北方，紫外線較強(qiáng)，風(fēng)力大，在設(shè)計(jì)模組產(chǎn)品上采用一種抗紫外線的PVC工程塑料，對模組與模組之間聯(lián)線采用護(hù)套鐵氟線，模組與控制系統(tǒng)聯(lián)接采取護(hù)套電纜，保證整個(gè)控制系統(tǒng)安全運(yùn)行。照明工程師社區(qū).Gb9z5N5vWYC+H.5A/O由于單個(gè)模組燈具安裝點(diǎn)比較多

13、，模組數(shù)量為50000個(gè)，給古塔建筑照明工程安裝帶來困難，經(jīng)現(xiàn)場考慮，專門設(shè)計(jì)了特制U型安裝支架，減少了施工量，又避免了對古塔建筑物的破壞，提高了模組抗風(fēng)性，更加安全可靠。l/YzYdp EJ照明工程師社區(qū)eB xbR0x古塔夜景燈光的效果照明工程師社區(qū)%x)r9G5m8d照明工程師社區(qū) M5lp&dMHvlP4k,u夜晚山西醋文化博物館的文源樓古塔在節(jié)奏般的燈光漸變色彩律動(dòng)軌跡中，勾勒出角樓建筑特有的脊線，營造最細(xì)膩的、最豐富的琉璃瓦照明效果，金黃色或紅色的LED模組燈光和金黃色或藍(lán)色的LED模組燈光，可以與古塔樓體建筑色調(diào)相協(xié)調(diào)，內(nèi)廊的內(nèi)透光可起到一個(gè)融合上下的連接作用，而建筑結(jié)構(gòu)

14、的立面照明給人鋪造一條溫馨、平坦的登塔通道。:h7z5Hu!Au-uT照明工程師社區(qū)0s3i k6K+?$h M 名稱工作電壓功耗安裝方式視覺效果年使用電費(fèi)技術(shù)評估LED燈具照明工程師社區(qū)U6Kuh*t0|+WDC12V!|t,3I-O39KW照明工程師社區(qū)Sq'U um%MM s6tkb吸壁隱裝式，照明工程師社區(qū).N*Hn ve-F"Q安全可靠不影響建筑物美觀，夜間無眩光124830元照明工程師社區(qū)*c G2p.GI p,?xfXLED燈具更能體現(xiàn)燈光視覺效果，兩年節(jié)省的電費(fèi)可彌補(bǔ)其前期投入大的價(jià)格劣勢，同時(shí)維護(hù)費(fèi)用更低傳統(tǒng)燈具AC220V100KW支架外露式，)s|8pW

15、 安全困難影響視覺效果，夜間存在嚴(yán)重光污染328500元照明工程師社區(qū)YBU,x-AKF3.2 南京火車站環(huán)形高架天橋景觀照明照明工程師社區(qū)3n4M,R6lm3I&D Z照明工程師社區(qū)Hs)f#sa,F新改造的南京火車站是法式其外、中式其中的標(biāo)志性建筑，東西長300米、南北寬56米的層頂主要由特制的玻璃構(gòu)成，它四周高、中間低，加上18根銀白色斜拉索，支撐起橫向鋼梁的新客站，就像一艘豎起根根桅桿、鼓滿風(fēng)帆的巨型帆船靜泊在玄武湖畔。站前廣場兩側(cè)，兩條全長1100米的環(huán)形高架流線車道騰空而起，如兩只“耳朵”盤旋在龍?bào)绰飞希c青山、碧水、名城交相輝映，一展現(xiàn)代化交通樞紐的雄姿。照明工程師社區(qū)3

16、s4_gNG照明工程師社區(qū)c9 y"D TU Hx作為南京火車站的景觀照明工程，特別是環(huán)形高架天橋的照明，是備戰(zhàn)“十運(yùn)會(huì)”的重點(diǎn)工程。為此，市政局路燈處提出具體的高架環(huán)行車道護(hù)欄上的景觀燈光要求，并委托鴻聯(lián)燈飾有限公司進(jìn)行全方位的照明設(shè)計(jì)和施工。照明工程師社區(qū);fh)F9X2c2I'Z s1Hh7Z通過設(shè)計(jì)和工程施工人員對兩層高架環(huán)行車道的橋梁建筑多次實(shí)地考察，進(jìn)行了充分的分析，便實(shí)施了一套設(shè)計(jì)工程方案：照明工程師社區(qū).PJ,Q3A(t/J#g kRS+F光源的防震性: 南京火車站兩側(cè)的高架橋梁是一種柔性結(jié)構(gòu)，當(dāng)車輛在高架橋上行駛時(shí)，橋體及護(hù)欄都會(huì)產(chǎn)生比較強(qiáng)烈的震顫，影響光源

17、燈絲的壽命，本設(shè)計(jì)中采用D80型護(hù)欄燈，選擇LED光源抗震性好、壽命長、節(jié)能省電。2Om:u)5GKM3iMHy'Q(gLED光源的色溫: 燈光照明的效果與照明載體是不可分割的，照明只能反映環(huán)型高架橋的固有風(fēng)格，突出其特點(diǎn)，烘托氣氛，提高品位的觀賞，在考慮到LED光源的光通、色溫、顯色性選擇，兼顧整體亮化效果一致，尤其重要的一點(diǎn)是LED光源白光色的色溫一致性，幾千米的護(hù)欄光帶燈具要想保持一致性光線條更難。1C(EznAWr6hb$k *w&_D J C8j,z .| o$tEWVv1V1O c 在設(shè)計(jì)LED白光色的色溫參數(shù)選擇上，首先考慮白光色具有的特性，不同波長的光對應(yīng)的相對

18、光強(qiáng)以及配光曲線，對封裝商提供的分光分色的LED光源，用光色電綜合測試系統(tǒng)進(jìn)行了電參數(shù)、光參數(shù)、色參數(shù)等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)抽檢。其次在設(shè)計(jì)電路技術(shù)上，白光色LED與恒流驅(qū)動(dòng)電路合理匹配，把LED光源的特性調(diào)整到極致，從而更好地實(shí)現(xiàn)光環(huán)境設(shè)計(jì)的光色一致性效果。%?j-lB.pi&GI+W防護(hù)等級：D80護(hù)欄燈帶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、外型設(shè)計(jì)成D型，便于現(xiàn)場橋梁建筑安裝。PC材質(zhì)防紫外線、抗老化。內(nèi)部采用特制配方的密封處理材料，做工藝性密封防水與散熱技術(shù)處理。燈具的密封，將結(jié)構(gòu)防水同粘合劑防水有機(jī)結(jié)合，選擇專用的高防水、防反插電纜插頭及接頭，確保燈具在戶外使用能達(dá)到IP65的防護(hù)等級。G-YP RT照明工

19、程師社區(qū)6ydD:OB&p.U南京火車站的高架天橋的護(hù)欄景觀燈光工程的完成，展現(xiàn)線形蜿蜒流暢的燈光效果，既勾畫出橋體的輪廓，又無眩光刺激，使橋體立面形成明暗對比，猶如一根白色的絲線，在美麗的玄武湖畔添增了一道富于江南文化特色，又融合了現(xiàn)代氣息的風(fēng)景線。z.I?Iu$wd照明工程師社區(qū)'UJnhc6D1H E9k3.3 秦淮河畔的飲馬橋泛光照明照明工程師社區(qū),b&B n+? z RE7E5照明工程師社區(qū) jRtvS"H南京外秦淮河將成為一條城市水系景觀軸線，從外秦淮河三叉河口段至中華門安排了江河口風(fēng)貌區(qū)、人文自然區(qū)、公園廣場區(qū)、旅游商業(yè)區(qū)、生態(tài)濕地區(qū)五大沿河風(fēng)貌

20、區(qū)形成一個(gè)游覽體系，成為城市新的旅游勝地。其中，飲馬橋是一座重要的現(xiàn)代景觀點(diǎn)大橋。x th+md照明工程師社區(qū) E;M*R2rg,hM照明重點(diǎn): 體現(xiàn)中國現(xiàn)代橋梁景觀建筑物的層次美，營造水景光環(huán)境氛圍，故選用一種LED光源的異型燈具。飲馬橋外側(cè)采用條狀超高亮白色LED景觀裝飾光帶勾勒輪廓。線狀特征建筑物的外形輪廓比較豐富，在夜間形成白色通體明澈的光帶。為體現(xiàn)橋墩立柱的堅(jiān)固感，橋墩立面采用突出重點(diǎn)的照明手法，對建筑物橋墩、橋梁、橋身頂板的平面或直角，直接選擇LED光源的異型投光燈具進(jìn)行局部處理，以集中的照明刻畫烘托主題：秦淮河的“漿聲燈影”。LED光源的異型燈具，在設(shè)計(jì)合理的條件下，不會(huì)產(chǎn)生眩光

21、，確保游船上乘客觀賞秦淮河畔的飲馬橋水系燈光。照明工程師社區(qū)l l$s$Z;s _#N f*Ek照明工程師社區(qū)1y6K$HFe色調(diào): LED發(fā)光二極管有著柔和的光色，它不僅為人們提供了舒適的視覺條件，更可以通過各類光色的協(xié)調(diào)，呈現(xiàn)秦淮河水系的照明風(fēng)格，增加燈光藝術(shù)的美感，達(dá)到設(shè)計(jì)所要?jiǎng)?chuàng)造的燈光氛圍。為充分表現(xiàn)飲馬橋現(xiàn)代與古樸相結(jié)合的氣勢，以白色為主要色調(diào)，做飲馬橋的輪廓線照明，以黃色和藍(lán)色為輔助色調(diào)做橋墩的泛光照明，來營造莊重、大方的光環(huán)境，給人以優(yōu)雅的感受。照明工程師社區(qū)9w:Dze;g0?;,W.照明工程師社區(qū);a#!Wi UmLED藍(lán)色和黃色發(fā)光角的設(shè)計(jì)與選擇: 在選擇藍(lán)色、黃色LED光源的同時(shí)，需充分考慮到兩種不同LED光源的光色特性，在泛光照明效果中要保持一致性。藍(lán)色光源采用一種子彈頭式的發(fā)光小角度的LED，一是增加藍(lán)色的光強(qiáng)性，二是藍(lán)色發(fā)光角度小，不和兩側(cè)黃色光混淆，與黃色的LED光色保持一致性，增加了觀賞性。照明工程師社區(qū)4j8o%4r'F 9fO I4N v| H*_b 藍(lán)色LED配光曲線_4I3z8xz      LED異型投光燈制作：考慮到橋墩的泛光照明，根據(jù)橋梁建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一種在同等