LED灯在城照明工程中的应用模板

1、LED 灯在城市照明工程中的应用字号: 小 中 大 | 打印 发布: 2008-5-29 20:29 作者: 蔡明诚 来源:照明工程师社区 查看: 305 次摘 要：本文阐述了南京火车站高架天桥景观照明工程中 LED 白光 色温的一致性；太原地区醋文化博物馆古塔建筑 LED 灯光全彩 灯光 与集中网络 控制系统 的组合匹配； 南京秦淮河畔饮马桥泛光照明 设计 的 LED 异型 灯具；并结合城市景观建筑物的结构特点与环境，运用 设计灯光的理念，研发制作 LED 照明灯具的驱动或控制 技术 ，实现 照明工程安装过程讨论。关键词：景观照明；人居环境灯光； LED 模组；视觉；白光色温一 致性；艺术性

2、；一、LED 的光环境LED 发光管是一种可将电能转化成光能的 半导体 发光器件。自 从 1968 年全球第一个商用 LED 诞生之日起，该 产品 的性能及 应用 得到了飞速的发展。进入 90 年代以来， LED 的发光效率有了质的飞 跃。 LED 照明器具由 LED 光源、电器附件和器具组成，它采用半导 体发光的器件为 光源 ，具有体积小、寿命长、能耗低、瞬时启动、颜 色丰富等特点，是一种环保节能的冷光源。近年来，美国、日本及欧洲等发达国家及政府组织在 LED 发光 方面投入大量的人力、物力组织开发和研究，使 LED 光源技术水平 有了大幅度的提高，功率已达到 35W ，使 LED 光源用于

3、普通照明 成为可能。 2005 年 LED 光效可达 50lm/w ，到 2010 2015 年，可 能达到 150 200lm/w 。为了提高 LED 光源的实用性及在照明工程中提供照明效果的可 视性和观赏性， LED 已越来越多地应用到信号标识照明。道路上的 交通信号灯、建筑物中的诱导灯和勾勒轮廓的立面照明，城市广场、 园林、步行街道的庭园灯光多色彩的照明，很多采用了超高亮度的 LED，其优异的节能特点和极长的使用寿命， 受到 灯光设计 师和业主 们青睐。二、景观与光源在现代都市人的观念里，景与光是韵律的结合。光线布置的强弱 得当和自然环境空间构造中隐露抑扬的运用， 能充分体现传统文化气

4、息，增加空间的变化，形成移步换景的 夜景 效果。景观照明艺术只有 透过光和照明，才能产生生命的活力。随着人们思想意识、生活方式的不断改变，灯具、光源、 材料 、 风格与设计方式都发生了很大的变化。 选择适宜光源， 除了经济因素 还要考虑整个光环境效果及材料的质感可靠性， 注重自然环境与照明 的统一性。城市景观照明巧用 LED 光源摆脱传统的一贯设计。三、景观照明灯光 案例 分析3.1太原地区的醋文化博物馆古塔灯光山西醋文化博物馆文源楼古塔原名魁星楼， 又称水阁楼， 座落于太原 地区东湖之滨为清徐县标志性建筑。 在景观照明方面， 摒弃了传统方 式，通过 LED 照明，展示了古塔建筑流线轮廓、飞檐

5、斗拱，建筑中 琉璃瓦， 塔顶的艺术性灯光与集中网络控制系统的组合匹配， 以及古 塔建筑全彩灯光变化。LED 的照明优势LED 模组： LED 光源功率小，全部低压驱动，解决了古塔木结构框 架的散热问题，没有较大热量堆积，满足消防安全的要求。 绿色照明： LED 光源没有红外线和紫外线，不会破坏文物，光源不 含水银，不会造成环境污染。照明方式： LED 光源体积小，设计空间非常大，能充分发挥在古建 筑物结构空间的点照明、面照明、线照明以及局部照明特点，更适合 景观艺术照明，隐藏性好。照明效果：便于采用集中网络控制系统来实现灯光色彩的动感追逐的 景观照明气氛，增加灯光的可控性和灵活性。维护使用：

6、LED 模组灯具使用寿命长，可达数万小时，照明设施维 修、维护费用低，管理工作量很小。古塔立面照明设计古塔飞檐斗拱和楼层屋面上覆盖着大面积的 U 型琥珀色琉璃瓦片， 按常规的泛光照明，采用远距离投射、投光灯没有遮光措施，大多数 灯光溢散到空中或被照物之外，形成光污染，而且浪费了大量能源。 于是采取一种 LED 模组多组连接方式，构成屋顶立面打光的原理， 营造古塔建筑最细腻的泛光效果。沿屋面上飞檐轮廓均匀排布 LED 模组，将不同层次的建筑轮廓加以 点缀， LED 单颗发光角度为 60度，可以保证不同视角的灯光效果。 飞檐下部结构层次丰富的斗拱，主要采用小功率投光灯自下而上投 光，将斗拱底部主要

7、受光面用灯光表现出来， 加强了建筑物在夜晚亮 化的立体层次感。塔顶艺术性的照明设计，采取全彩变色的 LED 模组灯光，使塔顶建 筑物全彩灯光在夜晚空间得到轴线的延展与变幻， 强化了亮化高潮的敏感度。同时，灯光中的古塔映在东湖之中，光与水浑然一体。灯光控制系统古塔的灯光控制， 采用自主研发 HDMX 集中网络控制与分布式控制， 实现调光、特效、全彩变色等。古塔集中网络控制系统的输入电压为 AC220V ，经楼道间配置的 powerswitch 电源降低器输出电压为 DC12V ，联接驱动 LED 模组。设计控制系统可分成几个模块： (1) 古 塔建筑物上覆盖的琉璃瓦片的照明回路， 采取 PLC

8、控制 LED 光源黄 色、蓝色的跳变，每 15 秒变化一次； (2) 古塔飞檐斗拱的流线轮廓 照明回路，采取 PLC 控制 LED 光源黄色、红色的跳变，每 15 秒变 化一次，LED 光源采用惠普功率型 芯片，超高亮度，单颗功率为 0.1W ； (3) 塔顶艺术性全彩变色照明回路， 采取 89S52 单片机控制全彩灯光 的渐变效果，每 2 分钟变化一个轮回。为了提高 LED 控制系统的使用效果， 整个网络控制系统分成几大模块， 便 于将来集中控制系统升级和维护调 试，也大大降低了各部分控制系统相 控制器 1 中每个 POWERSWITCH 控制一个方向控制器 2 中每个 POWERSWITC

9、H 控制一层楼控制器 3 中每个 POWERSWITCH 控制整个楼顶互电磁干扰，提高整个集中网络控制系统的稳定性、安全性。安装问题由于太原地区属北方，紫外线较强，风力大，在设计模组产品上采用 一种抗紫外线的 PVC 工程塑料，对模组与模组之间联线采用护套铁 氟线，模组与控制系统联接采取护套电缆， 保证整个控制系统安全运 行。由于单个模组灯具安装点比较多，模组数量为 50000 个，给古塔 建 筑照明工程安装带来困难，经现场考虑，专门设计了特制 U 型安装 支架，减少了施工量，又避免了对古塔建筑物的破坏，提高了模组抗 风性，更加安全可靠。古塔夜景灯光的效果夜晚山西醋文化博物馆的文源楼古塔在节奏

10、般的灯光渐变色彩律动 轨迹中，勾勒出角楼建筑特有的脊线，营造最细腻的、最丰富的琉璃 瓦照明效果，金黄色或红色的 LED 模组灯光和金黄色或蓝色的 LED 模组灯光， 可以与古塔楼体建筑色调相协调， 内廊的内透光可起到一 个融合上下的连接作用，而建筑结构的立面照明给人铺造一条温馨、 平坦的登塔通道。名称 工作电压功耗安装方 式视觉效果年使用 电费技术评估LED 灯具DC12V 39KW吸壁隐 装式， 安全可 靠不影响建筑物 美观，夜间无 眩光124830 元传统 灯具AC220V100KW支架外 露式， 安全困 难影响视觉效 果，夜间存在严重光污染328500 元LED 灯具更能体现灯光视觉效果

11、， 两年节省的电费可弥补其前期投入 大的价格劣势，同时维护费用更低3.2南京火车站环形高架天桥景观照明新改造的南京火车站是法式其外、中式其中的标志性建筑，东西长300 米、南北宽 56 米的层顶主要由特制的玻璃构成，它四周高、中 间低，加上 18 根银白色斜拉索，支撑起横向钢梁的新客站，就像一 艘竖起根根桅杆、 鼓满风帆的巨型帆船静泊在玄武湖畔。 站前广场两 侧，两条全长 1100 米的环形高架流线车道腾空而起，如两只 “耳朵 ” 盘旋在龙蟠路上，与青山、碧水、名城交相辉映，一展现代化交通枢 纽的雄姿。作为南京火车站的景观照明工程， 特别是环形高架天桥的照明， 是备 战“十运会 ”的重点工程。

12、为此，市政局 路灯处提出具体的高架环行车 道护栏上的景观灯光要求， 并委托鸿联 灯饰 有限公司进行全方位的照 明设计和施工。通过设计和工程施工人员对两层高架环行车道的桥梁建筑多次实地 考察，进行了充分的分析，便实施了一套设计工程方案： 光源的防震性 : 南京火车站两侧的高架桥梁是一种柔性结构，当车辆 在高架桥上行驶时， 桥体及护栏都会产生比较强烈的震颤， 影响光源 灯丝的寿命，本设计中采用 D80 型护栏灯，选择 LED 光源抗震性好、 寿命长、节能省电。LED 光源的色温 : 灯光照明的效果与照明载体是不可分割的， 照明只 能反映环型高架桥的固有风格，突出其特点，烘托气氛，提高品位的 观赏，

13、在考虑到 LED 光源的光通、色温、显色性选择，兼顾整体亮 化效果一致，尤其重要的一点是 LED 光源白光色的色温一致性，几 千米的护栏光带灯具要想保持一致性光线条更难。在设计 LED 白光色的色温参数选择上， 首先考虑白光色具有的特性， 不同波长的光对应的相对光强以及配光曲线， 对封装 商提供的分光分 色的 LED 光源，用光色电综合测试系统进行了电参数、光参数、色 参数等关键技术指标抽检。其次在设计 电路 技术上，白光色 LED 与 恒流驱动电路合理匹配，把 LED 光源的特性调整到极致，从而更好 地实现光环境设计的光色一致性效果。防护等级： D80 护栏灯带的结构设计、外型设计成 D 型

14、，便于现场 桥梁建筑安装。 PC 材质防紫外线、抗老化。内部采用特制配方的密 封处理材料，做工艺性密封防水与散热技术处理。灯具的密封，将结 构防水同粘合剂防水有机结合， 选择专用的高防水、 防反插电缆插头 及接头，确保灯具在户外使用能达到 IP65 的防护等级。南京火车站的高架天桥的护栏景观灯光工程的完成， 展现线形蜿蜒流 畅的灯光效果，既勾画出桥体的轮廓，又无眩光刺激，使桥体立面形 成明暗对比， 犹如一根白色的丝线， 在美丽的玄武湖畔添增了一道富 于江南文化特色，又融合了现代气息的风景线。3.3秦淮河畔的饮马桥泛光照明南京外秦淮河将成为一条城市水系景观轴线， 从外秦淮河三叉河口段 至中华门安

15、排了江河口风貌区、人文自然区、公园广场区、旅游商业 区、生态湿地区五大沿河风貌区形成一个游览体系， 成为城市新的旅 游胜地。其中，饮马桥是一座重要的现代景观点大桥。照明重点 : 体现中国现代桥梁景观建筑物的层次美，营造水景光环境 氛围，故选用一种 LED 光源的异型灯具。饮马桥外侧采用条状超高 亮白色 LED 景观装饰光带勾勒轮廓。线状特征建筑物的外形轮廓比 较丰富，在夜间形成白色通体明澈的光带。 为体现桥墩立柱的坚固感， 桥墩立面采用突出重点的照明手法，对建筑物桥墩、桥梁、桥身顶板 的平面或直角，直接选择 LED 光源的异型投光灯具进行局部处理， 以集中的照明刻画烘托主题：秦淮河的 “浆声灯

16、影”。LED 光源的异型 灯具，在设计合理的条件下，不会产生眩光，确保游船上乘客观赏秦 淮河畔的饮马桥水系灯光。色调 : LED 发光二极管有着柔和的光色，它不仅为人们提供了舒适的 视觉条件，更可以通过各类光色的协调， 呈现秦淮河水系的照明风格， 增加灯光艺术的美感， 达到设计所要创造的灯光氛围。 为充分表现饮 马桥现代与古朴相结合的气势， 以白色为主要色调， 做饮马桥的轮廓 线照明，以黄色和蓝色为辅助色调做桥墩的泛光照明，来营造庄重、 大方的光环境，给人以优雅的感受。LED 蓝色和黄色发光角的设计与选择 : 在选择蓝色、黄色 LED 光源 的同时，需充分考虑到两种不同 LED 光源的光色特性

17、，在泛光照明 效果中要保持一致性。蓝色光源采用一种子弹头式的发光小角度的LED，一是增加蓝色的光强性，二是蓝色发光角度小，不和两侧黄色 光混淆，与黄色的 LED 光色保持一致性，增加了观赏性。LED 异型投光灯制作：考虑到桥墩的 泛光照明，根据桥梁建筑物结构设计一种 在同等水平线状态上发光板相差 10 15的上下区别异型灯具。采用不锈钢金属件折成异型槽钢， 可做成半圆弧或直条形状， 直接将不同发光视角 匹配合理的 0.5W 大功率 LED 光源放入金属件槽钢内封装，做防水 技术处理。在固定方式上，充分利用桥墩、桥梁隐藏在桥建筑物中， 与桥融为一体，白天与环境统一， 不会引起游客视觉上的不协调。 LED 异型投光灯具重量较轻， 固定起来也比较方便， 安全上有保障。 因此， 在饮马桥用 LED 异型投光灯具替代传统的灯具，对桥墩的泛光照明 是可行的。蓝色 LED 配光曲线交、相依，融为一体