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摘要：随着LED技术的进一步成熟，LED将会在居室照明灯具设计开发领域取得更多更好的发展。21世纪的灯具设计将会是以LED灯具设计为主流，同时充分体现节能化、健康化、艺术化和人性化的照明发展趋势，成为居室灯光文化的主导。在新的世纪里，LED照明灯具必将会照亮每个人的居室，改变每个人的生活，成为灯具开发设计的一次伟大变革。本文主要LED灯具的应用及其发展趋势。
关键词：LED；应用；发展
引言
随着LED行业照明的发展，人们对灯具的质量、舒适度等照明总体性能的要求全面提升。“照明应以人为本”已达成共识，不再过于追求高光效，而是考虑人对光的感觉，希望人造发出的光能接近自然光，尽可能地接近昼夜节律。可见，更高光色品质、更舒适健康的光环境照明技术将是未来行业发展主流趋势。
一、LED灯具的优点
1）节能。白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4。
2）长寿。寿命可达10万小时以上，对普通家庭照明可谓一劳永逸。
3）可以工作在高速状态。节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉。
4）可固态封装。由于是冷光源类，所以它很方便运输和安装，可以被装置在任何微型和封闭的设备中，不怕振动，基本不用考虑散热。
5）环保。LED灯的组装部件可以非常容易的拆装，没有汞等有害物质，不用厂家直接回收。
二、LED灯具的应用
1、景观照明
由于LED不像传统灯具光源多是玻璃泡壳，它可以与城市街道家具很好的有机结合。可以在城市的休闲空间如路径、楼梯、甲板、滨水地带、园艺进行照明。对于花卉或低矮的灌木，可以使用LED作为光源进行照明。LED隐藏式的投光灯具倍受青睐。固定端可以设计为插拔式，依据植物生长的高度，方便进行调节。
2、植物照明
近年来，植物照明市场日趋火热，尤其是在欧美、日本等市场，而目前国内植物照明市场还处于起步阶段，需求量远不如欧美、日本等市场。不过，随着国家开发需求之后，国内植物市场将迎来快速发展时期。
全球LED市场高速增长，已逐步取代白炽灯、荧光灯等其他照明光源，渗透率持续快速提升，2017年全球LED渗透率达到36.7%，较2016年上升5.4%。随着LED照明技术的迅速发展，LED照明产品的稳定性、使用寿命、智能化、显指、光效等性能指标逐步保持稳定，达到客户接受状态，产品市场应用持续提高。
3、家用照明
（1）在客厅中的应用
在家庭中，客厅照明灯所营造的光环境尤为重要，只有在良好的视觉工效设计下，才能充分发挥客厅照明灯的效果。然而，客厅照明灯具容易损坏，影响照明质量，对居民造成不必要的损失影响。所以，相关人员有必要对家用照明灯具加以改装。在改装过程中，应注意以下问题。首先，制定可行的照明灯具改装方案，避免灯具改装后出现眩光等问题。其次，对瓷灯头及其引线进行合理的安装，避免接线不当造成的多样化故障问题，能够充分发挥家用照明灯具在客厅中的应用效率，为人们打造更具柔和性的居住空间环境。
（2）在卧室中的应用
家用照明灯具在卧室中的应用，其应用效果良好。对卧室光空间进行合理的优化，不仅能够增强卧室的温馨感和舒适性，而且可以满足人们日常生活的实际需求。在家用照明灯具改装中，应彰显其装饰性、功能性的特点。一方面，卧室灯具应具有装饰性，可以给人以满足之感，对增强居民家庭环境的温馨度发挥着积极的作用；另一方面，卧室灯具具有功能性特征，可以满足居民日常生活的实际需求。但是，在家用照明灯具改装后，其使用寿命虽然延长，具有经济实用性，但是灯光的柔和度可能有所下降，对家庭卧室空间的整体光环境产生不良影响。基于此，有关人员有必要对家用照明灯具的改装技术进行深入研究，以提升改装技术水平。
（3）在阳台或庭院中的应用
在阳台或庭院中，合理利用家用照明灯具，能够使居住空间更具精致性。家用的阳台或庭院照明灯亮度相对较为逊色，却能烘托温馨的气氛，而灯具的损坏几率较大，直接影响家庭居住空间的整体环境氛围。所以，家用照明灯具改装在其中有应用。灯具改装过程中，相关人员应注意以下几方面：一是了解阳台等区域的布光特点，在实际改装工作中，应建立在不违背其特点的基础上进行，确保灯具改装后可以发挥同样的效果。二是灯具改装中，应注重融入个性化设置，不仅能够促进照明灯具改装工作的深入开展，而且能够为人们营造个性化的空间。
4、娱乐场所及舞台照明
由于LED的动态、数字化控制色彩、亮度和调光，活泼的饱和色可以创造静态和动态的照明效果。从白光到全光谱中的任意颜色，LED的使用在这类空间的照明中开启了新的思路。另外，LED克服了金卤灯使用一段时间后颜色偏移的现象。LED光源没有热辐射，可以使空间变得更加舒适。目前LED彩色装饰墙面在餐饮建筑中的应用已蔚然成风。
5、视频屏幕
全彩色LED显示屏是当今世界上最为引人注目的户外大型显示装置，采用先进的数字化视频处理技术，有无可比拟的超大面积与超高亮度。根据不同的户内外环境，采用各种规格的发光像素，实现不同的亮度、色彩、分辨率，以满足各种用途。它可以动态显示图文动画信息，利用多媒体技术，可播放各类多媒体文件。世界上目前最有影响的LED显示屏，当属美国曼哈顿时代广场纽约证券交易所，总计使用了18，677，760只LED，面积为10，736平方英尺。屏幕可以划分成多个画面，而同时显示，将华尔街股市的行情一目了然呈现在公众面前。另外崛起在上海浦东陆家嘴金融中心的震旦国际总部，整个朝向浦西的建筑立面镶上了长100m的超大型LED屏，总计面积达到3600平方米，堪称世界第一。
6、智慧路灯
随着智慧城市建设不断发展，智慧路灯作为市政建设的重要基础设施，早已不再是简单的照明工程，而是城市物联网的端口，将发挥更大的“综合体”作用，让智慧城市的建设更好的落地。智慧路灯集LED智能调光、视频播放、5G信号基站、环境监测、安防监控、新能源汽车充电、一键求助&语音广播等多项功能于一体，搭配光环境软件管理平台，可将智慧路灯采集的数据进行集中展示和功能管理控制。
三、LED照明灯具设计发展趋势
1、节能化
研究资料表明，由于LED是冷光源，半导体照明自身对环境没有任何污染，与白炽灯、荧光灯相比，节电效率可以达到90％以上。在同样亮度下，耗电量仅为普通白炽灯的1/10，荧光灯管的1/2。如果用LED取代我们目前传统照明的50％，每年我国节省的电量就相当于一个三峡电站发电量的总和，其节能效益十分可观。
2、健康化
LED是一种绿色光源。LED灯直流驱动，没有频闪；没有红外和紫外的成分，没有辐射污染，显色性高并且具有很强的发光方向性；调光性能好，色温变化时不会产生视觉误差；冷光源发热量低，可以安全触摸；这些都是白炽灯和日光灯达不到的。它既能提供令人舒适的光照空间，又能很好地满足人的生理健康需求，是保护视力并且环保的健康光源。
由于目前单只LED功率较小，光亮度较低，不宜单独使用，而将多个LED组装在一起设计成为实用的LED照明灯具则具有广阔的应用前景。灯具设计师可根据照明对象和光通量的需求，决定灯具光学系统的形状、LED的数目和功率的大小；也可以将若干个LED发光管组合设计成点光源、环形光源或面光源的"二次光源"，根据组合成的"二次光源"来设计灯具。
3、艺术化
光色是构成视觉美学的基本要素，是美化居室的重要手段。光源的选用直接影响灯光的艺术效果，LED在光色展示灯具艺术化上显示了无与伦比的优势；目前彩色LED产品已覆盖了整个可见光谱范围，且单色性好，色彩纯度高，红、绿、黄LED的组合使色彩及灰度（1670万色）的选择具有较大的灵活性。灯具是发光的雕塑，由材料、结构、形态和肌理构造的灯具物质形式也是展示艺术的重要手段。LED技术使居室灯具将科学性和艺术性更好地有机结合，打破了传统灯具的边边框框，超越了固有的所谓灯具形态的观念，灯具设计在视知觉与形态的艺术创意表现上，以一个全新的角度去认识、理解和表达光的主题。我们可以更灵活地利用光学技术中明与暗的搭配、光与色的结合，材质、结构设计的优势，提高设计自由度来弱化灯具的照明功能，让灯具成为一种视觉艺术，创造舒适优美的灯光艺术效果。例如半透明合成材料和铝制成的类似于蜡烛的LED灯，可随意搁置在地上、墙角或桌上，构思简约而轻松，形态传达的视觉感受和光的体验，让灯具变成充满情趣与生机的生命体。
4、人性化
毋庸置疑，光和人的关系是一个永恒的话题，“人们看到了灯，我看见了光”，正是这句经典的话语改变了无数设计师对灯的认识。灯具的最高境界是“无影灯”也是人性化照明的最高体现，房间里没有任何常见灯具的踪迹，让人们可以感受到光亮却找不到光源，体现了把光和人类生活完美结合的人性化设计。
LED灯具积小质轻，可选用不同光色的LED组合成照度柔和的各种模块，任意安装在居室中，居室照明灯具的光源可能来源于地面、墙面、窗台、家具、饰物等。因此，未来居室照明将不再局限于单个灯具，而将由单个灯具照明转化为无照明器具感的整体照明效果的无影灯。不同的光色和亮度对人的生理和心理能产生不同的影响，人们在很多情况下并不需要很亮的白光，可能黄光或其它颜色的光更适合生理和心理的需要。三基色LED可以实现亮度、灰度、颜色的连续变换和选择，使得照明从普遍意义上的白光扩展为多种颜色的光。
因此，人们可以根据整体照明需要（如颜色、温度、亮度和方向等）来设定照明效果，实现人性化的智能控制，营造不同的室内照明效果。即使居室中只有LED发光天花板和发光墙面，人们也可以根据各自要求、场景情况，以及对环境和生活的不同理解，在不同的空间和时间选择并控制光的亮度、灰度、颜色的变化，模拟出各种光环境来引导、改善情绪，体现更人性化的照明环境。
到2020年我国绿色照明工程需要实现总体目标：①通过照明节电实现大幅度的节能减排，促进社会可持续发展，为2020年全面建成小康社会提供绿色照明产品支持，为2050年建成现代化国家提供具备中华文化特色的照明；
②大幅度降低千流明能耗，将照明产业建设成为节能环保型战略新兴产业。重点发展半导体照明产业，在特种照明产品上有所突破。普及智能控制，实现低碳照明；
③实现我国由绿色照明产品的制造大国向创新和制造强国的转变，实现量到质的转变，促进高效照明领域自主创新、掌握核心技术、提升装备水平。
结束语
LED作为新型照明设备，确实具有很多独特的优势。但不可回避的是，LED自身还存在有些许的问题和不足，这还仍需要我们继续对其研究、完善，使LED能够在我们生活当中发挥出最好的效果。
参考文献
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[4]董丽，刘华，王尧，孙强，刘英，辛迪，荆雷.紧凑型LED配光设计中光源模型可靠性研究[J].光子学报，2014.
论文作者:刘勇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年9期
论文发表时间:2019/8/21
标签：灯具论文; 光源论文; 照明灯具论文; 亮度论文; 环境论文; 居室论文; 效果论文; 《建筑学研究前沿》2019年9期论文;