一、城市景觀燈光--LED光源的機遇與挑戰(zhàn)
+L-(Lz[p HSlAm&Y\ 隨著我國經濟的持續(xù)發(fā)展和人民物質生活質量的提高,人們對于居住的城市的環(huán)境要求越來越高,“白天需要綠色,晚上需要燈光”。尤其是城市夜晚的景觀燈光,已成為一個重要的部分。城市夜晚的景觀燈光,已成為一個重要部分。城市夜晚的燈光,已從早期的簡單照明正在演變?yōu)槌鞘幸雇淼木坝^照明。這就是說,城市燈光正在從照明向著多姿態(tài)多彩的動態(tài)效果演變,燈光的亮麗與否,已成為城市夜晚一道靚麗風景線。如一幢大樓,就是一處景觀,就有泛光照明、內透照明以及輪廓照明之分。
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I!u fw\[ 城市景觀燈光這一時代特征,極大地刺激著照明工業(yè),人們在不遺余力尋找高效節(jié)能,長壽命低維護,環(huán)保型無污染,多色彩的新穎光源,來取代傳統(tǒng)的白熾燈和充氣光源。這就給LED光源帶來機遇,LED作為半導體固體“冷”光源,正好符合上述要求,以勾畫城市建筑物線條輪廓的線光源--光柱為例,它按用傳統(tǒng)光源可以節(jié)省電能5~8倍,壽命則可提高10~20倍,也不會產生污染物質。近年來LED光柱已逐步被景觀燈光工程所采用。
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+Inf#: LPS]TG\ LED光源在這一時代機遇下,可以一顯身手,但是要真正取代傳統(tǒng)光源,LED行業(yè)還須接受性價比的挑戰(zhàn),如何提供在亮度、色彩、可靠穩(wěn)定,價格可被接受的產品,是需要LED行業(yè)從芯片到器件到燈具成品共同努力去接受挑戰(zhàn)的。
O)D+u@RhH -:|t^RM;FT 二、城市景觀燈光工程--應用LED光源的初涉
HImQ.y!B .2x`Fj;o1 景觀燈光在某種意義上,它可以體現(xiàn)一座城市,一條街區(qū)或一幢建筑或一條道路的夜晚特征。就一般城市而言,它所采用光源的基本要求為:“變、亮、跳、省、長”的效果。
&H:2TL! :89AYqT" 1.“變”
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qBa “變”,就是要求所用的光源,可以按照預定要求,在色彩,在亮度,在燈光因素配置等各方面加以變化。以一幢建筑物勾畫的輪廓燈--光柱為例,用LED光源可利用紅、綠、藍三基色原理,在微處理器控制下可以按不同模式加以變化,例如水波紋式連續(xù)變色或定時色彩變化等,形成夜晚的高樓大廈其輪廓多姿百態(tài)的效果。在城市街道或綠地中,我們用草坪燈、地埋燈、庭院燈等各種不同造型不同功能的LED光源,可以將它形成色彩絢麗的燈光幻影。這種“多色彩,多亮點,多圖案”的變化,正好顯現(xiàn)了LED光源的特色。
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Q NU(YllPB 2.“亮”
bq"dKN` I9hZ&ed16 “亮”,燈光色彩要亮麗動人。LED光源,由于其不受空間的限制,因而可以“積木”式地任意拼裝不同亮度,不同色彩(不同波長)的光源,因而可以構成接近自然的“赤、橙、黃、綠、青、藍、紫”的七彩燈光。我們用LED光源設計制作的大屏幕墻,LED燈鑲嵌在整個大樓墻面上,起到“想象之中,意料之外”獨特的視覺效果。
*DuP~8 8Uoqj=5F 3.“跳”
P$Fq62;}r4 gh<2i\})' “跳”,其燈光讓人感覺“耳目一新”。用LED光源,可以較為方便地制成流水般跑動和奔放跳躍的動態(tài)光源,很適合用在橫跨路面的立交橋上和大面積草坪的周邊環(huán)境上。眾所周知,LED的接通與斷開的時間以微秒計,因此是傳統(tǒng)光源無法比擬的,用了LED光源構成的跑跳式燈光,可以讓人感到心曠神怡,激情蕩漾,可充分體現(xiàn)燈光動態(tài)效果。
66l+cb NflRNu:- 4.“省”
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pB>t “省”,即為省電,也就是燈光光源的長期使用的能源成本。作為LED光源,與白熾燈相比,其節(jié)能是顯而易見的,這是它的優(yōu)點所在,這里就不再贅述。
6rh^?B ]z"7v 5.“長”
FSHC\8siS qV:TuR-|w “長”,就是使用壽命和維修更換的頻率。LED光源有人稱它謂長壽燈,意為永不熄滅的燈。作固體發(fā)光器件,其理論壽命在5~10萬小時,其使用壽命遠比傳統(tǒng)光源要長,因此在一些不易更換維護的場合使用,其維護成本可大為降低。當然,作為一個燈具,其壽命還受到諸葛亮如裝配工藝、輔助材料、其它電子元器件等影響與制約。即使如此,在篩遠了早期失效器件后,其使用壽命遠比其它光源為長。
j)Y68fKK 2W6t0MgZ 我們在江蘇、浙江、北京、上海等幾個城市景觀燈光工程中,以“敢為天下先”的勇氣與信心分別提供了各種色彩(包括變色)的光柱已近達10000余米,向國內外提供各種色彩的裝飾燈、地埋燈、草坪燈、水下燈、庭院燈約30000只以上。從實踐中感到LED光源基本上可以達到“變、亮、跳、省、長”的效果。
]<:qMLg !f)^z9QX8 在北京某商業(yè)大街的景觀燈光工程中(號稱亞洲第一條LED燈街),采用了我們用GaN基材的綠、藍、白LED光源,以及InGaAIP的紅、黃LED光源制作近3000M的各色光柱和數以千計的各色裝飾性燈具,使用LED管子近百萬只;旧鲜惯@條街在夜晚呈現(xiàn)流光異彩,色彩繽紛和萬朵星光的景觀。
[f#7~ p.x!dt\1kC 三、城市景觀燈光--LED光源實踐中的若干問題
x?n13C 8w9?n3z=} 在LED光源的產品中,大多數產品,例如光柱、草坪燈、地埋燈、裝飾燈等,均是用市電供電,這就要求在這些燈具中設置AC-DC轉換電路,以適應LED電流驅動的特征。以光柱為例,為便于建筑上的安裝與設置,需要在數十米長光柱間相互對接而只能用一個電源接入點,因此每根光柱內要設置一個既能獨立工作又能相互對接的獨立電源。這個電源既要有一定的供LED所需的接近恒流的正向電流輸出,又要有較高的變換效率,否則就會失去LED節(jié)能的優(yōu)點,另外成本低也十分重要,選擇的途徑有開關電源、高頻電源、電容降壓后整流電源等多種,根據電流穩(wěn)定性,瞬態(tài)過沖以及安全性、可靠性的不同要求作不同選擇。我們制作了可以放置在E-27標準燈頭內的高頻電源和開關電源,使LED的供電十分安全可靠,電源鏟率達90%,一個內置這類電源的LED燈具,可以適應交流85V~240V的工作電壓范圍而燈內LED的電流基本不變。電源是影響LED光源可靠性和適應性的一個重要組成部分必須作重要考慮。
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/V;; f6JC>Np LED光源產品另一個重要考慮因素是LED器件的可靠性評述,作為半導體器件,LED的失效模式研究對評估LED光源的壽命十分重要。我們認為LED器件同樣符合“浴盆曲線”這一失效規(guī)律,因此如何篩選早期失效器件--即“加速”壽命試驗方法的研究顯得尤為重要。到目前為止,我們沒有得到芯片廠商或封裝廠商提供的LED芯片或器件的失效率的詳實資料或技術規(guī)范,籠統(tǒng)地向客戶承諾LED工作壽命幾萬小時是不確切和容易引起誤解的。這方面軍要通過摸索與實踐,使生產與應用各方取得共識,從而獲得對“工作壽命”的共同“語言”解釋。
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