1、建筑化 LED照明设计流程与策略分析 摘要： LED具有建筑化照明的天生优势，建筑化 LED照明充分发挥了 LED所具备的特点。本文分析 LED用于建筑化照明的优势、建筑化照明的特点、一般设计思路和设计流程，并针对 LED的技术特点，分析建筑化 LED照明设计中需要注意的问题。 关键词： LED，建筑化，照明，设计流程，策略 引言 建筑化照明是在建筑室内外光环境设计中，试图通过建筑自身的构件，将光与空间的逻辑关系表达、组织起来，并充分考虑它们的相互作用，使之充满活力并协调发展。在建筑化理念的设计中，照明器具自身成为次要因素，光线和阴影成为主要表现手段，建筑构件与灯具融合为一体，室内外空间或环境
2、要素的内涵占据视觉场景的构图主体部分，而不再受光源或类似发光体的干扰。而 LED作为新型光源和新型照明技术的代表，以其自身所具备的特点在建筑化照明中正在发挥日益重要的作用，与建筑化照明可说是天生的匹配。本文分析建筑化照明的设计要点和一般思路和 具体的设计流程，并针对 LED 的技术特点，分析 LED 用于建筑化照明的优势与设计中需要注意的问题。 建筑化照明的含义 建筑化照明，是将灯同建筑构件 (顶棚、屋檐、梁、柱、地板、外墙挑檐等 )合成一体，采用埋入式隐蔽光源，利用建筑物的表面反射或透过光线，达到使建筑物的一部分光辉夺目的目的，从而使建筑和照明融为一体的照明方式。这种见光不见灯的照明方式，可
3、突出简洁高雅的格调，具有优良的光环境质量。 建筑化照明的特点 建筑化照明通常具有以下优点： (1) 光线扩散性好，整 个空间照度十分均匀，光线柔和，阴影淡薄，甚至完全没有阴影； (2) 消除了直接眩光，并大大减弱了反射眩光。 (3) 室内大空间的建筑照明采用嵌入式或半嵌入式建筑化照明，可以避免凸出灯具，而使空间更显得整齐美观，易于体现新型设计理念。还可将照明灯具、空调设备、消音设备、防灾设施等统一布置安装，并将建筑物梁及设备管道等隐蔽起来，使整个建筑物更整齐美观。 (4) 采用不同光源、灯具和不同的建筑形式结合起来，实现建筑艺术多样化。 (5) 建筑化照明使灯具设计、照明设计与建筑室 外环境设
4、计协调统一，不仅能改善建筑物的功能品质和环境质量，提高视觉功效，而且还会营造出一种和谐自然的环境气氛。 (6) 便于建筑物的工业化施工，容易保证施工质量，减少笨重体力劳动。 但是不成功的建筑化照明可能具有如下缺点： (1) 耗费过多能源和投资。 (2) 传统光源灯具体积较大，既不容易隐藏，建筑表面又难以找到足够的出挑来架设，给设计和施工都带来一定的困难和局限； 而新兴的半导体照明 LED 新技术，恰恰可以满足建筑化照明的上述优点，同时经过缜密设计可以避免 上述缺点。 建筑化照明的设计流程 建筑化照明设计要求深入分析设计对象，综合考虑设计要素，掌握设计标准，编制设计方案，进行照明计算与灯具布置，
5、做出艺术处理，创造环境艺术氛围，最后进行环境评价，力求保证人工光环境的质量。 建筑化照明的设计流程如图 2 所示。 LED 应用于建筑化照明的优势 LED 光源体积小，结构紧凑，应用灵活。可在狭小空间投光，利于隐藏；也便于利用多颗粒 LED光源组成线或面，甚至各种不规则的造型，但能耗并不高，用做建筑化照明的光源，美化建筑环境，营造 “ 见光不见灯 ” 的艺术效果。 LED 灯本身具有装饰性，还可以装入透明中空的管线中，沿建筑构件外沿装置，获得线状光带，由于体积小，不发光时也不会引人注意。 LED 光源除了无汞、节能、节材、无有害射线等优点外，在照明领域中，特别是在景观照明中，还有很多出类拔萃的
6、优势。如： (1) 体积小巧，适于柔性设计，能适应几何尺寸和不同空间大小的装饰照明要求，诸如：点、线、面、球、异形体乃至任意艺术造型的灯光雕塑。 (2) 固态照明，可靠性高，具有固体光源的最大优点，不充气，无玻璃外壳 ，无气体密封问题，耐冲击、耐振动，适于复杂环境、异形结构使用。 (3) 可控性好，响应时间快（微秒数量级），可反复频繁亮灭，基本无惰性，不会疲倦。 (4) 结构简单、安全，无启动器、镇流器或超高压变压器。 (5) 色彩纯度高、变化丰富：三基色数字化控制技术，可演变任意色彩，表现力强。 (6) 结构轻量化，对灯具材质强度和刚度要求较低。 表 1LED 产品与建筑化照明传统灯具性能对
7、比 名称 耗电量 (W) 工作电压 (V) 协调控制 发热量 耐候性 可靠性 使用寿命 (h) 金属卤素灯 100 220 不易 极高 差 低 3000 霓虹灯 500 较高 高 高 较差 宜室内 3000 镁氖灯 16W/m 220 较好 较高 较差 较好 6000 日光灯 4 100 220 不易 较高 差 低 5000 8000 冷阴极 15 W/m 需逆变 较好 较好 较差 较低 10000 钨丝灯 15 200 220 高 高 差 低 3000 节能灯 3 150 220 不宜调光 低 差 低 5000 LED 灯 低 12 36 多种形式 低 强 高 10 万 从 LED 灯与传统
8、灯性能对比可以看出， LED 是一种符合照明技术发展大趋势和绿色环保要求的光源。 LED 建筑化照明应用需要解决的问题 目前在世界范围内，半导体照明产品的外延生产、晶片制造、器件封装、集成应用等几个环节已形成比较完整的产业链， LED 的光效不断攀升，而价格则在持续下降，为其大规模应用提供了前所未有的良好机遇。以前制约LED 在建筑化照明中应用的价格和光效两大瓶颈正趋于解脱。 在目前的情况下，建筑化 照明设计中 LED 照明技术与产品应从以下方面寻求突破： （ 1） 标准化、模组化，满足人们对建筑环境照明个性化的需求 LED 的模组化，为照明设计带来了便利，通过设计者充分合理的布局，使 LED
9、 处于良好的工作状态。 LED 的产品在满足个性化照明方面使传统光源相形见黜， LED 产品形制的多样化将达到前所未有的程度。因此， LED 产品个性化的研发与设计是所有 LED 灯具供应商必须要面临的最大挑战。 （ 2） 照明设计师与建筑师合作，致力于 LED 照明组件模数化，并与建筑构件相结合 LED 必 须与城市设计和建筑设计相结合，才能满足设计者的需求。目前生产厂家已经将作为地面铺装的夜间装饰产品的尺寸与地砖的尺寸相协调，即符合模数的要求： 150150 ； 200200 ； 200100 ； 300300 ；400200 等。下一步应在更多建筑构件的灯光化处理方面寻求与 LED 技术
10、的融合，实现工厂化产品生产。 （ 3） 将功能照明中的 LED 配光设计理念和光学设计成果应用于建筑化照明构件的设计，如 LED 光学透镜技术、 LED 背光技术和 LED 导光板技术等，同时结合控光棱纹面罩，得到更为灵活、合理的 LED 灯具设计 思路。 （ 4） 研发更为人性化、符合人的视觉、心理、生理和性别、年龄需要的建筑化 LED 照明应用技术。 结语 LED 进入照明领域引发了照明技术的革命性飞跃。而建筑化照明为 LED的应用提供了一个更加广阔的舞台。随着建筑化照明理念在建筑与景观环境设计、照明设计和工程领域越来越受到重视， LED 的作用将会日益突出。 参考文献 陈琼，刘红，李金国等，发光二极管 LED 光源模型研究 ,光源与照明，2005.3. 杨姗姗，袁景玉， LED 在美术馆照明设计中的应用，灯与照 明， 2006.4. 赵清泉，半导体发光二极管及其照明的应用，光源与照明， 2005.3. 胡华，马剑，可持续照明设计理念初探，照明工程学报， 2003.3. 肖辉乾，建筑物的建筑化夜景照明初探，中国照明学会（ 2005）学术年会，上海， 2005.9. 纪永春，照明 LED 的应用及展望，高新技术， 2005 NO.24 李勋栋，郝洛西，建筑外立面 LED 照明建筑化应用研究，照明工程学报，2009.9. 注：文章内所有公式及图表请用 PDF 形式查看。
