浅谈LED照明在民用建筑领域的应用

【摘要】本文主要对LED灯具的主要优势、在民用建筑领域的应用情况以及应用过程中需注意的问题等方面进行了较为详细的归纳和分析，最后对LED灯具在民用建筑领域的应用前景作了相应的展望。

【关键词】LED灯具、民用建筑、节能、应用前景

中图分类号： TE08 文献标识码： A

随着我国城市规模和城市人口数量的不断扩大，日渐突出的生态环境和电力供需矛盾等一系列问题已为我国的经济发展和社会发展带来了越来越严峻的挑战，因此在各领域采取相应的节能措施已刻不容缓。据相关资料显示，在发达国家，照明所消耗的电能占总发电量的比例为百分之十九，而我国也达到了百分之十二。由此可见，如果在照明领域采用高效的节能技术，将会极大地缓解电力供需矛盾，同时为社会创造出巨大的经济效益。LED灯具由于其突出的节能环保特点，近些年已在民用建筑照明领域得到了越来越多的重视和运用。

1 LED灯具介绍

LED的英文全称为Lighting Emitting Diode（即发光二极管），其是一种可以将电能直接转化为可见光的固态半导体器件，LED的核心部件是一个半导体晶片，该晶片是由P型半导体和N型半导体连接后形成的P-N结组成，其中P型半导体中的空穴浓度远大于自由电子浓度，N型半导体中的自由电子浓度远大于空穴浓度。LED的发光原理是：将电流接于半导体晶片两端，促使电子运动到P区和空穴结合，然后以光子的形式向外发出能量，完成发光过程。P-N结的材料可以决定LED的发光颜色。

LED问世于20世纪60年代，其刚开始主要用于仪器的指示光源，后来逐渐在交通信号灯、大尺寸显示屏以及汽车信号灯等领域得到广泛应用。1998年日本中村修二博士发明白光LED后，LED光源在照明领域的应用便得到了快速发展。

2 LED灯具的主要优势

相比于白炽灯、荧光灯等传统光源，LED具有很多独特的优势，其主要体现在以下方面：

2.1 高效节能

一般普通白炽灯的光效为5-10流明/瓦，节能灯和荧光灯的光效为40-70流明/瓦，但LED的光效则可达到80-120流明/瓦。在达到同样照明效果的情况下，LED灯具的耗电量约为白炽灯的八分之一，普通荧光灯的二分之一，节能效果明显。

2.2 环保绿色

LED灯具为全固体发光体，内部不含铅或者汞等有毒物质，其次自身具有很好的耐冲击性，不易破裂或爆炸。此外在使用过程中不会产生紫外线和红外线，不会吸引蚊虫环绕，也不会使被照物出现褪色现象，LED是一种真正的绿色光源。

2.3 使用寿命长

一般白炽灯的使用寿命为3000小时左右，荧光灯及普通节能灯的寿命则一般为3000-6000小时左右，而LED的理论光源寿命在100000小时以上，不过现阶段受限于驱动电源寿命，LED灯具的使用寿命一般在30000小时左右，但随着驱动电源技术的革新，LED灯具的寿命将具有很大的提升空间。

2.4 体积小安全性高

LED灯具的核心是封装在环氧树脂里的一块很小的发光晶片，因此在达到同样照明效果的情况下，LED灯具与其他传统灯具相比，体积更小，重量更轻。此外LED采用24V直流供电，所需电压电流很小，使用过程中不会产生安全隐患。

2.5 无频闪响应时间短

由于传统灯具均使用交流电供电，因此在使用过程中难免会产生频闪现象，长时间使用会对人的眼睛产生一定的伤害，而现目前市面上使用的LED灯具95%均为直流型灯具，使用过程中不会产生频闪现象。此外LED灯的响应时间为纳秒级，与白炽灯毫秒级的响应时间相比，优势明显。

2.6 调光性好

LED灯具的发光亮度与其驱动电流的大小成定比关系，通过调节器驱动电流的大小可以很方便地调节其发光亮度，因此LED灯具具有很好的调光性能。近些年LED卓越的调光性能已得到了照明行业越来越多的关注和重视。

3 LED灯具在民用建筑领域的应用现状

经过多年的技术发展和市场推广，LED灯具在民用建筑领域的应用越来越广，其主要应用于以下几个方面：

3.1 指示照明

LED灯具由于具有功率小，使用寿命长的特点，现已被广泛应用于指示照明领域中，如应急疏散指示灯、安全出口指示灯、LED电子显示屏、地下室车位指示器等等。

3.2 装饰照明

LED灯具由于具有很好的环境协调性，造型多样等特点，现已被广泛应用于各类建筑装饰照明设计中，如设于走道或玄关的暗藏LED灯带、设于电梯厅或会议室的LED灯棚、设于大堂或宴会厅的大型LED组合灯具等等，通过使用LED灯具更能突显出这些建筑装饰的华丽和气质。

3.3 景观照明

LED灯具由于具有优异的节能效果、灯光色彩丰富以及造型多样等特点，近些年来在建筑景观照明中得到了大量应用，如变化多端，效果绚丽的建筑外墙泛光照明、内廷草坪灯、庭院灯、地灯等等。通过使用LED灯具可以达到很高的景观效果，同时为使用方节省很大部分的运行成本和维护成本。

3.4 功能照明

LED灯具由于具有上述优势，现目前已逐渐渗透到民用建筑功能照明领域，大有取代传统照明灯具之势。现在已经有不少大型超市卖场、酒店、办公楼甚至是学校开始广泛采用LED照明替代原有的传统照明灯具，通过这一举措为使用方节约了数量可观的电费，灯具维护费用等等。

4 LED灯具在民用建筑领域应用过程中需注意的问题

LED照明技术虽然经过多年的迅猛发展，LED灯具在照明领域取得了极大的成功，但是其自身仍存在一些问题，不少照明设计师在设计过程中对LED灯具的选择仍然较为慎重，这也对LED灯具的进一步发展造成了不小的阻碍，其自身的不足主要体现在以下方面：

4.1 散热性差

和传统灯具一样，LED灯具在使用过程中会产生不少的热量（一般情况下有大概60-70%的能量会转化成热能），LED灯具自身的散热性能则直接影响到LED的光衰和使用寿命，现目前市场上的LED灯具常常采用自然散热的方式，其散热效果并不理想，因此极大地影响了LED灯具的照明效果和使用寿命。

4.2 价格贵

由于制造成本较高和大部分核心专利均被国外掌握等原因，造成了LED灯具的价格一直处于高位，特别是大功率LED灯具的价格，和传统灯具相比，更是高的离谱，一般人很难承受，这对LED灯具的普及造成了不小的困难。

4.3 质量参差不齐

现目前国家没有严格的LED灯具国家标准或者行业标准，而市场中LED灯具品种繁多，价格差异巨大，一般人很难正确选购，此外很多厂家为了控制售价增加销量，人为压低生产成本，造成LED灯具质量难以保证，如灯具色温漂移、散热不好、色衰严重、显示指数太低、蓝光危害等等。

4.4 使用寿命问题

市场上使用的LED灯具95%均为直流驱动LED灯具，灯具需要通过直流驱动模块才能点亮，而直流驱动模块的质量一直是制约LED发展的瓶颈，现目前直流驱动模块的使用时间一般在30000小时左右，但是LED灯芯的使用时间理论上可以达到100000小时以上，因此就会出现LED灯芯还没坏，但直流驱动模块坏了，从而不得不整体更换灯具，这就对LED灯具寿命长的优势大大折扣，降低LED灯具的性价比，进而降低其市场竞争力。

4.5 谐波问题

直流LED灯具在使用过程中由于有整流环节，因此会产生一定量的谐波，当大规模使用后，将会对供电系统造成危害，这也是设计人员在照明灯具选择时有所顾虑的另一重要原因。

5 结语

虽然LED灯具在民用领域的应用具有很大优势，也取得了喜人的成绩，但其自身同样存在着各种各样不容忽视的问题，需要在今后的时间里加以改进和克服，不过随着LED照明技术的发展以及相应国家规范的出台，LED作为新型绿色照明光源将会在民用建筑领域拥有广阔的发展前景。

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