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LED光源在南昌市景观照明中的应用

2007-10-30 作者:admin 来源:阿拉丁照明网论坛 浏览量: 网友评论: 0

摘要: 文章简要介绍了第四代光源——半导体(LED)光源的优点和发展状况,同时探讨了其在城市景观照明中的应用。

1 前言

城市照明是一门科学,是一种文化,同时也是一项艺术。城市照明体现一个城市的形象,代表一个城市的文化,反映一个城市的科学管理,是一项社会系统工程。管理好城市照明的工作,为人民而造福,促进城市可持续发展,是各级城市建设主管部门不可推卸的社会责任。自1879年美国科学家爱迪生发明白炽灯以来,照明技术的发展已经历了128年,我国使用电灯的历史也有上百年。照明发展到今天,已经不只是一项简单地满足人类基本生活需要的技术,而是改善人民生活、推动经济社会和文化发展的物质条件,是城市文明进步和现代化建设的象征。

LED(Light Emitting Diode)又称发光二极管。它是利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中载流子发生复合,放出过剩能量而引起光子发射产生可见光。LED固态照明带来将成为最有效的节能和环保手段之一,并将通过改善人类生存环境、发展照明的新概念和新模式来提高人类的生活质量。

2003年6月,在照明领域,我国由科技部在863计划的支持下,及时启动了国家半导体照明工程。2004年4月,科技部确定工作重点发展新型照明行业,并确定福建厦门、上海、大连和江西南昌为四个国家首批半导体照明产业基地。2005年,又批准深圳作为第五个半导体照明产业基地。通过863计划等科技计划的支持,我国已经初步形成从外延片生产、芯片制备、器件封装集成应用的比较完整的产业链。中国科学院院士郑有曾在中国(南昌)半导体照明产业发展论坛上指出,作为新型照明技术,LED以其应用灵活、绿色环保、调节方便等诸多优点,将引发一次照明领域的革命。

2 半导体照明应用在城市景观亮化中的优点

(1)效率高:LED发光效率并不高,但LED的光谱几乎全部集中于可见光频段。而且单色性好,无需过滤可直接发出有色可见光,光线很纯。而光效差不多的白炽灯可见光效率仅为10%~20%;

(2)能耗少:LED功率一般在0.03~1W,通过集群方式可以满足各种造型的需要。由于其光谱中无紫外线,故无热量,无辐射损失。需要彩色光时,其固有的色彩又避免了白光经过滤色的费时费力和耗能,不会形成光污染,是真正的绿色光源;

(3)安全可靠:LED单体工作电压在1.5~5V之间,工作电流在20~70mA之间,人体接触无危险。灯体采用环氧树脂封装,抗机械冲击、震动能力较强,且无汞、钠等有害物质,可回收;

(4)方便管理:LED光源由于具有上述特点,具有集中控制、分散控制或对点进行可调节性控制等多种方式。通过控制电流调光,不同光色组合调色,加上控制电路以达到多种动态变化效果。其长达10万小时以上的寿命可以减少城市景观亮化的维护工作量;

(5)社会经济效益:与传统的照明产品相比,LED照明产品,尤其是氮化镓基白光LED照明光源体积小、重量轻、方向性好并可耐各种恶劣条件,在功耗、寿命以及环保等方面均有不可比拟的优越性,足以对传统光源造成巨大冲击。随着第三代半导体材料氮化镓的突破和蓝、绿、白光LED的问世,LED逐步成为照明行业的主流产品之一。LED照明产业难度和风险都大大低于微电子产业,能够发挥我国的优势。特别是位于产业链下游的芯片封装和照明系统产业,既是一个技术密集型产业,又是一个劳动密集型产业,能够充分发挥我国人力资源来带动相关产业。我国目前每年用于照明的电力接近2500亿千瓦时,若其中能有1/3采用半导体照明,每年就可节电800亿千瓦时左右,基本上相当于三峡电站的年发电量。

3 LED光源在南昌市景观照明中的应用

科技部有关领导提出,要以2008年北京奥运和2010年上海世博会的契机,推动半导体在城市景观照明中的应用。南昌市近年来加快对城市照明的建设完成,南昌市城市照明设计管理部门配合市政府改造城市、美化亮化的同时配合国家半导体产业基地的建设,较早地发展和推广了半导体产品在城市景观照明中的应用。

2001年,南昌市照明管理部门首次会同大连某公司把灯光与具有文化内涵、地域特色的雕塑有机结合起来。采用有机半透板,透体玻璃钢等作框架,集群LED灯作主光源,利用微电脑控制等技术研发制作了青山湖明珠、巨型温度计等灯光雕塑。2002~2004年,又陆续在南昌体育公园、象湖、青山湖、滕王阁等地制作安装了苍穹落霞与孤骛齐飞天外来客二龙戏珠等灯光雕塑,其主光源大部分采用了半导体。绚丽的色彩、变幻的灯光让南昌城的夜景更加迷人,也使南昌成为全国城市亮化中独具特色的灯雕之城,让原来枯燥的亮化成为白天是雕塑,是景点;晚上是灯饰,是亮点。灯光雕塑凭借半导体照明的独特优势,成为城市夜景照明的点晴之作。

2004年年底南昌市照明管理部门和江西联创公司合作,在南昌玉带河的照明亮化中大面积推广采用了LED照明。

南昌玉带河原名城南排渍道,是上世纪50年代人工开挖而成的。全长12.2km,为树状明渠,共分干渠、西支、东支和中支。近年来由于河道堵塞、排水不畅,成为城区的龙须沟。自2000年开始,南昌市政府斥巨资进行了综合改造,使玉带河除了具有排水功能外还具备了景观功能。中国园林艺术与西方园林造景相互融合,水景交织成为人们观光休憩的最佳场所。2004年玉带河全面实行亮化,重塑了城市的水景环境。对玉带河的亮化设计注重传统与现代相结合,选用绿色照明方式,以白色为主基调,两岸交叉五层次布灯,在灯光的引导下让游人有移步易景的感觉。LED灯主要应用于沿河轮廓,亮化14座桥梁,两隧道装点,采用一段一光色,一桥一景观、一隧道一特色的方式布局。在以白色为主光色的基调下,通过LED灯的串灯、线灯、组群等方式,利用半导体光源本身具有的配光特性变幻出汉瓦流光、梦入江南、斜阳烟明,玉带映象等灯光主题,形成共享性、开放性、人文性、艺术性的沿河空间,激活了景观资源,提升了水岸区域价值。

4 结束语

目前,LED的价格普遍高于普通白炽灯和荧光灯,而且大功率型LED器件获得高通量的最大障碍依旧是芯片的取光方式和高出光效率封装结构的设计,这些都需要靠规模生产来降低成本和技术创新来解决。作为城市照明设计管理部门,希望LED技术能早日突破,为城市的夜晚添光增辉。

读 图 时 代
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