（安宁市公园管理站，云南，昆明，650300）
【摘 要】随着光电技术和生物科学的发展，人造光源越来越多地应用在园林景观照明中。于是，如何运用合适的照明手段来展现夜间园林景观的独特魅力，成为园林景观建设的一个重点课题。LED以其低能耗、寿命长、环保等特点，广泛应用于日常生活，特别是园林景观照明。本文简要介绍了LED概念、发展历史、原理、基本特征、实际应用及存在问题，因地制宜，与实际结合，解决了当下LED应用存在的部分问题，但也提出了新的思考。
【关键词】LED技术；园林景观照明；因地制宜；应用
随着社会经济的快速发展，人们的生活水平提高了，对居住环境的要求也越来越高，而园林工程就在这种形势下兴盛起来。园林景观逐渐与城市结构结合起来，开始美化城市环境，构建出丰富人文内涵城市。人们对夜生活需求的加大也使得园林建筑必须考虑到夜间景观照明，而如今人造光源越来越多地应用到园林景观照明中，通过园林灯光语言的表达和诠释，不仅是对白天景观的升华，也包含着传递自然景观与人文景观本身的美，使LED成为制造园林景观的重要角色。
一、LED概述
1．LED照明的概念
LED（Light Emitting Diode）又称发光二极管，是一种能发光的半导体电子元件，又被称为半导体发光二极管，是目前应用最广泛的人造光源。
1.1发展历史
LED是应用半导体PN结发光源原理制成，问世于20世纪60年代初，1964年首先出现红色发光二极管，之后出现黄色LED。直到1994年蓝色、绿色LED才研制成功。1996年由日本Nichia公司（日亚）成功开发出白色LED。
1.2工作原理
LED主要由PN结芯片、电机和光学系统组成其发光体-晶片的面积为10.12mil（1mil=0.0254平方毫米），目前国际上出现大晶片LED，面积达40mil。其发光过程包括三部分：正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中，当电子经过该晶片时，带负点的电子移动到带正点的空穴区域并与之复合，电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的间隙越大，产生的光子能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应，可见光的频谱范围内，蓝色光、紫色光携带的能量最多，橙色光、红色光携带的能量最少。由于不同的材料具有不同的间隙，从而能发出不同颜色的光。
1.3基本特征
（1）发光效率高。LED经过几十年的技术改良，其发光效率有了较大的提升。白炽灯、卤钨灯光效为12-24流明/瓦，荧光灯50-70流明/瓦，钠灯90-140流明/瓦，而改良后的LED光效可达到50-200流明/瓦，而且其光的单色性好、光谱窄，无需过滤可直接发出可见光。
（2）耗电量少。LED单管功率0.03-0，0.06瓦，采用直流驱动，单管驱动电压1.5-3.5V，电流15-18Ma，反应速度快，可在高频操作。同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯泡的八分之一，荧光灯管的二分之一。
（3）寿命长。采用电子光场辐射发光，灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而采用开关电源模块LED灯体积小、重量轻，环氧树脂封装，可承受高强度机械波冲击和震动，不易破碎，平均寿命达10万小时。LED灯具使用寿命可达5-10年，可以大大降低灯具的维护费用。
（4）安全可靠性强。发热量低，无热辐射，冷光源，可以安全触摸；能精确控制光型及发光角度，光色柔和，无眩光；不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。内置微处理系统可以控制发光强度，调整发光方式，实现光与艺术结合。
（5）环保。LED为全固体发光体，耐震、耐冲击不易破碎，废弃物可回收，没有污染。光源体积小，可以随意组合，易开发成轻便小型照明产品，也便于安装和维护。
LED以其固有的特点广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏、景观照明灯领域，在我们日常生活中随处可见，但由于其亮度差、价格昂贵等条件的限制，无法作为通用光源推广使用。
近几年来，随着人们对半导体发光材料研究的不断深入，开关电源模块LED制造工艺的不断进步和新材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发和应用，各种颜色和超高亮度LED取得了突破性进展，其发光效率提高了近1000倍，色度方面已实现了可见光波段的所有颜色，其中最重要的是超高亮度白光LED的出现，使LED应用领域跨越至高效率照明光源市场成为可能。曾有人指出，高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯灯泡后，最伟大的发明之一。
二、LED在公园景观照明中的应用
2.1设计原则
LED光源在园林景观照明中的应用应遵循三个设计原则：
（1）功能性照明。在园林景观设计中，首先是“明亮”，满足照明的基本功能。
（2）意境和景观环境的营造。园林景观具有高欣赏性和艺术价值，园林景观照明不能破坏其原有的艺术价值和审美价值，应在此基础上营造出另一种景观美感，让人身心愉悦，给人带来绝佳的意境享受。
（3）地域人文性。园林景观建设总是会体现出当地的地域文化，符合当地人的审美思想和意识。同样，园林景观照明也要有地域人文性，考虑到当地的地域文化、历史文化以及空间组合美学，设计出别具一格的园林景观照明系统，增强园林的景观效果。
2.2设计要求
自然环境空间是室外设计的根本基础，合理良好的空间形式，自然而然的就对空间中灯光色彩与大自然色彩配置提出了下意识的要求。只有把握好空间的色彩，才能更好低形成形色互补，融为一体，所有的空间、色彩等都是通过光来体现的。光反映了空间的特性，反映了空间的品位，反映了空间的情感。白天，自然光通过太阳光的直接照射，夜晚则通过光源在空气中的配置来营造美好的感觉。采用LED光源，强调局部照明和重点照明，强调配光，色温与显色，强调光源点在空间中的适当分配，使光线在空间中产生节奏感。
对于公园照明设计，注重自然环境创意构造，空间仅作为舞台上光色、光影，自然环境才是主角。建筑物的夜景照明是利用灯光照明来塑造被照物的夜间形象，从而起到美化、标识的作用，其基本要求如下：
（1）突出主题、特征鲜明、强调建筑物形象的塑造；
（2）照明的技术性与艺术性结合；
（4）节约资源；
（5）避免对建筑物内及观察者产生眩光或光干扰。
2.3设计实施
2.3.1建筑物夜景照明
建筑物的夜景照明，最常用的有泛光照明、轮廓照明、内透光照明等。
公园观鱼楼建筑立面的泛光照明就是用投光灯按一定角度直接照射建筑物立面重塑。
建筑物夜间夜景照明的形象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其效果不仅显现观鱼楼的全貌，而且将建筑物的造型，立体感，饰石材料和材料质感，乃至装饰细节处理都能有效地表现出来。泛光照明不是简单地重现观鱼楼的白天形象，而是利用投光照明的光、色、影的手段，重塑观鱼楼在夜间更加动人、俏丽、雄伟壮观的形象。
观鱼楼轮廓照明和百花湖湖堤就是用LED点光源每个30-50Cm连续安装形成光带，并用通体发光LED灯带等线性灯饰直接勾画建筑轮廓，使之在夜晚同样显现遂人的风姿。
公园正大门内透光照明就是利用装置在特殊位置的灯具从建筑物内部向外透射光线，形成玲珑剔透的夜景照明效果。
2.3.2拱桥观赏型
拱形桥是百花湖南北湖湖堤进出道口。为充分表现此桥的建筑特色，以黄色为主要色调，蓝色、红色为辅助色调，营造庄重、大方的气氛。在大桥两侧采用LED景观装饰光带(LED发光二极管)为主体立面照明，形成黄色通体明澈的光带，动感追逐的灯光效果，驱动的空间川流不息。从视觉倾向冷静，清爽，比较符合公园特点。
桥墩照明，为体现底部具有稳重感，采用吸壁式投光灯，光源高压钠灯呈黄色，形成金黄色的照明效果，视觉倾向明亮柔和，烘托周围气氛。
拱形桥外侧采用LED景观装饰光带红色，勾勒轮廓，使整个拱桥造型独特，以各个立面的不同照度变化加深立体感观赏价值。夜晚通过用灯光这种特殊语言重塑拱桥造型的建筑特色，使它无论在白天还是黑夜都成为百花公园重要的景观，有了“白天是景，夜里添情”的韵味。
2.3.3地面发光型
美好的氛围由光而来。无论是皓月当空的夜晚，还是紧张、繁忙的白天，各种造型的灯光在大自然环境映照下，展示一幅繁荣昌盛的景象。为了追求人与环境舒适照明，展现城市人文精神与风貌，提升城市居住环境品质，增设户外活动空间场所为主题，安装“发光地面”灯进行环境照明，通过生动的发光图形，让人的视觉产生一种低层面的整装图案效果，给人以美的享受，创造一种新鲜奇特的感觉，与自然环境浑然一体，耐人回味。“发光地面”灯光源采用LED技术，丰富了场景内容，给整个环境注入了活力。
（1）水景是园林景观的重要组成部分。百花湖水面的夜景照明方法主要是利用水面造景实景和岸边树木及栏杆的照明在水面形成倒影。倒影与实景，相互对照，衬托、正反相映，加上倒影的动态效果，使人情趣盎然美不胜收。
（2）树木是构成园林景观四大要素之一。树木品种繁多，千姿百态，除美化环境，供人鉴赏之外，也有调节和保护环境的功效。地面灯根据树木高矮、大小、外形特征和颜色区别对待、安装，和谐自然。
（3）园内道路的照明采用LED地埋灯投光，从入口将游人引向各个景点。路径走向蜿蜒曲折，给人创造一种步移景异，曲径通幽的效果。
（4）根据公园中的“小伙伴”等雕塑作品特征，对关键的部位如：头部、神态、用料、色彩及周围环境出发，采用侧面自上而下投光，达到神态真实、光彩适宜、立体感强的照明效果。使用窄光束灯具配以适当的光源，避开了游人视线的方向，防止眩光干扰。
2.4设备安装
主要遵循以下原则：
（1）景观园林照明要使景观照明与景观协调采取因景制宜，因建筑特色制宜的方法，达到美化的水平。还应当注重人性化和智能化。景观园林照明的艺术透过光和照明的合理运用，可以使周围环境展现生命的活力。
（2）景观园林照明在运用LED灯具时，LED的设计要有柔性化，做到白天美化，夜间艺术亮化。
（3）通过对附着在建筑物上的发光体的亮度和图案来构建景观园林照明的夜景时，应注意使灯具表面亮度及灯具照明方向适合观赏者的视线，因此，从灯具设计到安装应进行综合考虑，LED的设计要光束集中同时安装的角度和距离能提供最美的景观。
（4）在景观园林照明工程中使用LED产品时，应当从经济性、技术先进性、可靠性、建设成本、维护管理等方面进行考虑，这样能大大提高灯具的可靠性。
总之，LED景观园林照明是技术性和艺术性完美结合的工程，只有规划与设计并重，重抓设计理念、创意，并细化技术方案，才能使每一个LED景观园林照明成为城市中一道美丽的风景。这样景观园林照明设计才会完美、动人。
三、存在的问题及创新
3.1存在的问题
（1）光通量进一步提高。采用LED作为照明光源，必须可以发出更多的光，必须具有更高的能量效率。
（2）LED发出的光与自然光仍有一定的差距。开关电源模块白炽灯具有非常强的黄色光的成分，给人一种温暖的感觉。而白光LED发出的白光带有蓝色光的成分。在这种光的照明下，人们的视觉不很自然。
（3）价格较高。这是影响LED照明普及的主要原因。但是，近年来出于MTD2002晶片技术的改良，制造成本正在急剧下降，近三年来LED的价格下降了近50%，其正朝着高效率、低成本的方向发展，这为LED在照明领域的应用提供了有利条件。此外，较好的性价比也可以弥补成本价格方面的不足。
3.2创新与实践
3.2.1协调地将LED丰富的颜色应用到园林景观照明中
随着材料和技术的开发研究，LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。怎样将这些不同颜色的光以组合、排列、混合等形式配合园林植物景观的变化而变化，必须充分理解LED的基本原理和应用特性，将现成的技术应用到设计当中，使园林美、植物美和灯光美有机的融合，使LED成为制造园林景观的重要角色。
3.2.2避免LED灯光对园林植物的影响
由于夜晚景观灯光的使用，许多趋光病害虫会对园内植物造成伤害，为解决这一问题，在园林景观照明中应用LED植物生长灯，既可以有效规避园林灯光照明对植物伤害的问题，并且对促进植物的生长发育、开花结果、抗病抗虫等加以选择性的应用，又能在园林夜间造景中启用低碳、节能、环保新光源产品，可谓一举多得。
3.2.3太阳能-LED灯景-园林造景有机统一
在提倡低碳经济的时代，节能减排无疑是促进一个行业、一个领域永葆生机的首要问题。太阳能是取之不尽用之不竭的清洁能源，怎样将太阳能的能量转化为LED灯具的能量来源，这是解决LED灯具能够永远受到青睐的永恒课题。基于太阳能的LED灯具应用在园林灯光造景之中，这将是园林造景中一场重要的革命。所以LED今后在研发和园林景观中的应用将是一个新课题。
四、结束语
园林景观照明是园林景观建设的重要组成部分，它既满足人们夜生活的需要，也给园林营造出与白天不同的景观效果。而LED以其高效率、美观自然、节能等优势，在园林景观照明中得到了广泛的应用。随着开关电源模块LED技术的迅猛发展，其发光效率的逐步提高，LED的应用市场将更加广泛，但同时仍然有如何解决散热、如何大面积照明等一系列实际问题亟待解决。总而言之，LED光源将广泛融入湖光山色之中，成为城市中一道美丽的风景。
参考文献：
[1]关志成.LED在园林景观照明中可持续应用问题探析[J].安徽农学通报，2010，16（12）.
[2]扈靖,袁樵,李鹏飞.园林景观照明设计的探索与实践——汾河景区[J].光源与照明,2010(2).
[3]宋艳红.浅析园林景观照明的设计营造[J]城市建设理论研究(电子版),2013(11).
[4]章海骢.请关注LED应用中的一个新动向.2006年中国照明学会青年学术论坛——半导体(LED)照明设计与应用.
[5]余文1,王文和2*YUWen1,WANGWen he2*.浅谈城市居住区园林景观工程中的创新——以北京龙湖唐宁ONE园林景观工程为例Theinnovationontheurbanresidentiallands capeengineeringofBeijingLonghuTangningONEforexample[J].北京农学院学报.2013(03).
[6]蔡明诚LED灯光让城市更美好、更加温馨.中国(天津)第二届现代城市光文化论坛.
论文作者:黄玉兵
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年7月总第212期
论文发表时间:2016/9/18
标签：园林景观论文; 景观论文; 光源论文; 园林论文; 灯具论文; 灯光论文; 建筑物论文; 《工程建设标准化》2016年7月总第212期论文;