小议智能LED灯在建筑照明中的应用

【摘要】本文结合笔者多年实际工程经验，介绍了智能LED感应灯的特点主要技术指标，在此基础上对其在建筑照明领域中的应用进行了探讨。

【关键词】智能LED灯；红外感应；建筑照明；智能感应控制

中图分类号： TU113.6+6 文献标识码： A 文章编号：

引言：世界上第一支发光二级管（LED）是由美国通用电气公司在1962年制成的，距今已经走过了51个年头。经过几十年的研究，从1992年日亚化学发明蓝光芯片，到1997年诞生第一支白光LED灯，LED等开始逐步进入居民的日常生活，越来越多的LED等在普通照明领域内得到了广泛应用。此后，针对LED灯固有的可控性强、寿命长以及环保节能灯特点，世界各大科技强国加大了对智能LED灯的研究力度，制定出各自的发展计划。2003年由科技部牵头，我国启动了“半导体照明计划”，并将这一计划列入“十一五”规划，这标志着我国在智能LED灯的研究方面进入新的发展阶段。本文第一部分重点介绍传统LED灯的特点及其固有的局限性，第二部分介绍智能LED灯的特点及其主要技术指标，第三部分在此基础上对智能LED灯在建筑照明中的应用进行探讨，最后是结论和参考文献。

传统LED灯的局限性

从技术层面上看，传统LED灯（主要是白光LED灯）趋向于不断提高亮度，LED在实验室中已经达到了最高160lm/W，虽然真正投放市场的产品尚无法达到这个亮度，但也达到了90lm/W，此外，由于白光LED灯发出的光全部为可见光且大都是定向发光，因此从很大程度上大大提高了光的利用率。由此可见，在普通建筑照明领域引入LED灯只是应用和时间的问题。但在实际应用中我们可以发现，传统LED灯过于依赖其内部PN结温度，如果不能有效释放PN结温度，很容易引起严重的光衰，但光衰大于35%时，作用照明用LED灯的使用寿命就到此为止了。依据所采用的封装技术的不同，目前可将LED灯划分为两类：一是采用金属板如铝或铜等材料封装LED灯，优点是可以在保持较高光通量的同时持续工作，从而有效地解决了LED结温问题，因此，在日常照明中应用该种LED灯只需将热量导出灯壳外，解决灯壳与基板的结构问题就可以了；另一种是直插式LED，通常是采用树脂封装，单颗功率较小，仅仅依靠两根引脚导出结温，缺陷是显而易见的，很容易在实际应用中产生光衰。

从价格层面上看，传统LED灯的价格是与其功率大小成正比的，目前由于价格普遍偏高，很难在建筑照明领域得到更大规模的应用。相对于大功率LED灯来说，小功率LED灯具有较为明显的价格优势，目前在辅助照明、电筒和景观灯场所得到了广泛应用，但小功率LED灯也同样存在结温问题，限制了它在长时间建筑照明领域中的应用。

智能LED灯的主要技术指标

智能LED灯的主要技术指标为：1.克服传统LED灯照射角度小的缺陷，并采用特殊封装技术增加照射幅度，照度均匀。2.高亮、节能、高效，功率高于普通白炽灯。3.具备光控功率，可自行根据采光情况开启或关闭。4.具备红外感应功能，有效消除声控灯所需的各种噪音，消除环境噪声干扰，提高了灯光控制的准确率，感应距离和角度适中，消除误动作。5.稳定性高，采用可靠高效的恒流源，最大限度地提高了LED光源的使用寿命和稳定性。6.开灯响应时间短，LED灯寿命不受反复开关的影响。7.在220V系统中待机功率小于0.2W，平均月耗电为0.2度每月，适用于光伏照明系统。8.宽电压，DC12V-60V自适应，AC70V-250V自适应，在电压波动较大的地区尤为适用。9.显色性大于70Ra，中间色温可提供较为舒适的照明。10.可适应-25度至60度的工作环境，经过测试，在该温度范围内可正常工作，适应性强。11.使用寿命大大超过传统LED灯，经测试智能LED灯的使用寿命超过5万小时，从而大幅减少更换灯具所需的材料和人工费用。12.采用全固体光源，具备较强的抗冲击性和抗震性，可靠性高。13.可根据实际应用需要灵活设定参数，只需简单的操作（可调期间或插拔跳线），用户就可实现对延时时间、声控（或红外）灵敏度、光敏度等的灵活调整。14.不含有任何有害物质如汞等，无污染，是名副其实的绿色光源。15.具备联网功能，只要触发了一盏智能LED灯，其它智能LED灯就会通过联网同时开启，这对于公共建筑主干道和地下车库等应用场所来说特别有用，可在实现节能的同时保证原有使用功能。

智能LED灯在建筑照明领域中的应用

为了抑制传统LED灯长时间点亮会产生的严重光衰，我们可以在传统LED灯中加入智能控制措施，这就是智能LED灯。相对于普通照明来说，智能LED灯具有更为显著的节能优势。在间隙照明应用中，小功率智能LED灯可以在最大程度节省电耗的同时有效解决光衰问题。通常来说，智能LED灯可以应用于以下景观及装饰应用场合中，例如走廊、建筑物楼道灯公共照明；博物馆、图书馆和地下车库等大环境补充感应照明；医院病房、宾馆客房、储藏间、过道、住宅玄关等小环境实现临时照明。基于这个设计理念，笔者提出了一种新型智能红外LED灯，可应用于上述场所的间隙照明。该智能LED灯采用特殊技术，将控制器与LED封装在一起，作为一种新型照明灯具，集智能控制、光控、声控和红外于一体，灯具在光控作用下会可自行打开或关闭，初始设定是白天自动处于关闭状态，夜晚当有人走动或者照度低于设定值时会自行打开，灯具打开后的照明时间可事先设定。

智能LED灯在安全防范系统中的应用已经有很多年，所需的技术较为成熟，它通过热释电传感器捕捉温度变化场所的红外信号，进而将这种红外信号转换成电信号加以利用。笔者将智能LED灯应用于建筑照明中，主要是考虑到它具有更准确和更方便的优势，例如，将智能LED灯应用于建筑照明可有效解决传统声控产品任意受环境噪声影响诱发误动作的缺陷，比其触摸延时开关更为卫生和方便等。

此外，一系列智能控制技术可应用于感应控制之上，例如应急和感应多功能照明等，通过将其嵌入到光伏系统中，从而实现每个灯都可接收消防信号的功能，甚至于可以再感应灯中集成烟雾和火焰传感器，进而将信号传输到报警中心；通过联动多个传感器，可实现联网功能，对网络中的所有LED灯实现共同控制；通过楼控系统或其它设备控制感应灯中内置的地址码，做出灯光引导系统；通过结合安全防范系统，用最低的成本实现照明和报警的一体化。

结论

综上所述，智能LED灯体现了新一代节能光源的发展方向，是科技发展的新成果，智能LED灯具备较高的能量转化效率，可不依赖灯丝发热实现发光，同时其光利用率也因其具备定向发光和可见光的特性而得到极大提高，从理论上说，智能LED灯的能耗仅为白炽灯的10%，相对于荧光灯来说，智能LED灯的节能效果更为出色，仅为前者的50%。根据中国绿色照明工程做过的专项调查可以发现，我国每年的照明用电消耗巨大，达到了3000亿度以上，假如将部分荧光灯或全部白炽灯都用智能LED灯代替，就能至少节省三分之一的照明用电，这部分节省的用电量达到了1000亿度，相当于三峡工程全年的发电量。对于我们国家来说，能源问题始终是制约我国经济发展的一大瓶颈，因此智能LED照明具有十分重要的意义。

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