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摘要：LED照明已成为21世纪居室照明领域的一种趋势。灯具设计的内容与形式主要是光,LED光源促使照明灯具设计开发的革新,从很大程度上改变了我们的照明观念,灯具设计的语言和概念可以自由发挥和重新确立,灯具在视觉与形态的创意表现上具有了更大的弹性空间。因此，面对光源的改革,灯具设计理念必然变化,工业设计师必须对灯具设计进行重新思考,利用新光源的各种优势,同时更多地探究人的需求,特别是潜在需求,设计出具有实用价值、更人性化的家居灯具产品,让使用者体会到光带来的舒适感,让居室光环境更加科学合理。
关键词： LED；灯具；设计
引言
LED照明的应用成为目前备受瞩目的焦点话题，许多人认为它带来了三次照明领域的革命，将会成为继白炽灯、荧光灯和高强气体放电灯之后最具潜力的新一代光源。目前在国内，LED光源与灯具的市场也应运而生，但灯具品质良莠不齐，对照明设计师也是一种考验，需要慎重的选择与实践经验的不断反馈与评判。
1 LED灯具的概念界定
灯具，是指可以透光、分配和改变光源光分布的器具，包括所有用于固定和保护光源所需的全部零部件，以及与电源连接所必需的电路辅助装置，但不包括光源本身。具体而言，灯具是一个由以下部件组成的完整的照明系统：灯泡；分配光的光学部件；固定灯泡并提供电气连接的电器部件（指灯座、镇流器等）；用来支撑和安装的结构部件（或称机械部件）。其中，灯具的结构部件作为灯具的关键组成部分，对灯具照明功能的实现、照明效果、整体造型乃至使用寿命都起着至关重要的作用，并往往成为灯具设计的焦点所在。
LED，是Light Emitting Diode的缩写，中文名称是“发光二极管”，它是一种可以将电能直接转化为光能的固态半导体器件。LED灯具就是以LED为光源的新型照明灯具。
2 LED光源照明的优点
LED作为被公认的第四代绿色照明光源，随着其自身缺点的不断改进及更新换代，将逐步取代现有的大部分光源。相比较其它光源器件，其优越性备受人们关注，归纳起来有以下显著的优势：
（1）使用寿命长：使用寿命可达5万—10万小时，而普通白炽灯却只有1000小时，即使节能灯也只有5000小时左右的寿命；
（2）更节能环保：与传统的白炽灯、节能灯相比，在同样的亮度下，LED的耗电量只有白炽灯的1/10，节能灯的1/5，节电效率可以达到900l0以上；
（3）体小量轻，便于造型：LED体积很小，点光源指向性很强，因此需要排成阵列来达到一定的照度。因此LED在光源的形态上打破了传统的白炽灯或荧光灯的形态，可以是点、也可以是线或者是面，甚至可以是体；灵活自由、便于造型；
（4）安全无污染：LED的工作电压是2—3.6V，工作电流是0.02-0.03A。低压直流，发热量低，属于冷光源，对眼睛的刺激最小，可安全触摸，更安全。LED灯管不含任何有害金属物质，不用厂家特殊回收，可二次回收再利用，不污染环境；而节能灯是汞蒸气受激发而发光，因此节能灯废弃物的金属汞污染非常严重；
（5）可控性强：LED可以轻而易举地通过调节电流的变化来实现亮度、色温的变化，以满足不同用户、不同场合的需求，这一点对于白炽灯和节能灯来说是几乎很难实现的；
（6）响应时间快：传统白炽灯的响应时间是毫秒级，而LED的响应时间是纳秒级。因此采用LED制作的刹车灯即使在高速状态下也能顺时启动，大大提高了汽车的安全性能。同样，在室内照明中，与需要启动器工作的荧光灯相比，LED光源极大地缩短了灯具的响应时间。
综上所述，这些都是LED替代白炽灯和节能荧光灯的主要因素。正是这种种无法比拟的优势，LED光源为未来灯具的设计留下了无限广阔的空间。
3 LED灯具设计策略
3.1LED光源置换传统光源的灯具设计策略
LED光源作为替换白炽灯、荧光灯的产品，需满足传统灯具的产品尺寸需求、性能参数及配光要求。如使用LED光源，要拆除原有灯具的基座，会对建筑和室内环境产生一定破坏，这会给传统灯具的淘汰和替换带来阻力，因此LED发展和推广的过程中，既要发挥LED优势特征，又要不破坏家居环境的有机统一，LED灯泡插口设计就必须与传统灯具的插口基座相配合，以做到在新光源与传统灯具的完美对接，家庭不必重新添置新灯具，也能享受到新光源所带来的实惠。
传统荧光灯是全方位360°发光，使用时有部分光线是通过反光罩的折射光，实际用于照明的光量只有总光量的65%左右，而LED日光灯的发光角度在120°到180°之间，对于平面安装、只需单向照射的荧光灯基本都有效光。
现有的LED灯泡也是定向发光，常规灯泡的发光角度是270°，如直接替代白炽灯安装在传统灯具（如台灯）或照明空间中，会出现半亮半黑的弊端，所以在目前LED灯泡替换白炽灯的过度时期，应结合LED灯泡的这种特点设计相应的内部反光罩或是其他结构，来尽可能达到像白炽灯那样的超过270°全角度出光的照射效果，使需被照射面的照度均匀度，满足消费者使用习惯。
3.2利用LED体积小巧、冷光源优势的灯具设计
（1）弱化灯具实体
在灯具设计中，无论是为了装饰外形还是体现照明，对光的运用是最终目的，一切的造作都是为了满足人对光的需求。LED在与整体环境的融合上是目前其他人造光源无法比拟的。冷光源的LED体积小巧，能以各种形式集成足够照明的电路，它可以弱化自身，有机地与建筑、家具、甚至纺织品等不同属性的材质紧密结合，融为一体，使建筑和家居中的物品根据需要散发光线。它打破了传统人造光源灯具设计模式的条条框框，使灯具设计拓展了“灯”的边界，“灯”的概念也被扩大，丰富了产品属性，也使灯具与环境的关系也更为协调口通过设计使LED灯具参与家居环境、与家中物体融为一体正逐渐成为LED设计方向之一。
（2）灯具平面化
今天LED光源技术的发展，对所有灯具设计师来说无疑是福音，点光源，光源体积小、重量轻，可以突破传统光源技术上的限制，打破了以往灯具设计的常规，不再受制于光源散热等困扰。从灯具设计角度出发，光源的点状特征成为了未来灯具设计的立足点和发挥方向：以“点”作为灯具外在形态的表现基础，再将连续的点光源紧密连接，从而连“点”为“线”，或者将“线”组合成“面”，最终组成灯具或平面或立体的外形，以最简单的几何图形为表现形式，做到点、线、面的灵活调整和运用，可合并为整体，同时也可以化整为零。下图中LED灯具设计，重点利用LED点光源的特征，采用最简洁而不失美感的几何形为灯具外形，它又可I 80“调节光线角度。根据实际需要，在大空间中可以把状LED灯具做集束或大面积的平行铺陈和排列使用，以增加特定范围内照明的范围和亮度：在狭小的居室空间，可以把灯一具还原到单一的几何线条，确实体现了外形化繁为简，真正将设计的重心移位于灯具的功能。
（3）智能控制，真正节能
对LED的智能控制，我认为最重要是在节能方面。白炽灯与节能灯一是通过增加电阻实现明暗控制，并不是真正的节能。LED灯具可通过对内部芯片的集成编程，配备光敏感应器，形成自动调光系统，根据外部环境而自动调节亮度，实时计算照射进室内空间的自然光的变化，自动地、动态的根据家中亮度情况调节自身亮度，达到真正节能的效果。当中午照射进家中的光线强时，LED灯具所发光的亮度降低甚至不发光；当阴天屋内照明不足时，LED灯具便通过光敏感应器得知屋内照度不足从而加强灯具亮度。让光照到需要照射到的地方，才能实现真正的节能环保。
4结束语
随着LED技术的进一步成熟，LED将会在照明灯具设计开发领域取得更多更好的发展。21世纪的局势灯具设计将会是以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，成为灯光文化的主导。
参考文献
[1]家用灯具的设计研究[D].李帅.齐鲁工业大学,2015.
[2]室内灯具设计研究[D].赵鹏.西安理工大学,2009.
[3]LED普通照明灯具设计趋势研究[D].邵振波.上海交通大学,2007.
[4]基于人文要素的灯具设计研究[D].吴云荣.山东大学,2007.
论文作者:洪如俊
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/9
标签：灯具论文; 光源论文; 白炽灯论文; 荧光灯论文; 亮度论文; 灯泡论文; 传统论文; 《基层建设》2017年3期论文;