摘要：伴随着半导体发光材料技术的不断探索研究以及“绿色照明”概念的提出，LED光源在照明设计中得到了较为广泛的应用。LED光源作为一种绿色光源，具有经济、环保、耗电量小、发光效率高、工作电压低等优点，在现代各类照明应用中起到了重要作用。本文简要阐述了LED光源的特点，并对其在室内照明、建筑照明、道路照明设计中的应用进行了详细探讨。
关键词：LED光源；照明设计；应用
1 LED光源的照明优势
LED光源可以发出各种颜色的可见光，产生亮度也有所不同。LED主要是利用芯片处在不同工作环境条件可产生不同的亮度，如超高亮、高亮、普亮；也可发出可见光和非可见光。不同类型的光可生成出不同类型的色彩值，如表1所示。从表中可以看出，光谱窄的光，光强相对较强，代表LED的发光率高；一般节能的LED，其单管的驱动采用直流通电，工作功率在0.03-0.06W之间，这样产生的光源耗电量低；反应灵敏的LED灯，工作电压一般在1.5-3.5V，工作电流在15～18 mA，这样所产生的电转光效率约等于100%。现在市面上，白色可见光的LED灯价格是相对比较高的，其光源辐射小、不含紫外线和红外线、无污染、防眩晕等特点，这使得LED灯成为新一代的照明光源。
表1 LED光源颜色
2 LED光源在各类照明设计领域中的应用
2.1 LED在室内照明设计中的应用
室内照明光源的使用，要利用美学和科学相结合的方式来设计。一般要实地考察室状况，根据用户提出的要求做合理化设计。LED室内照明设计过程中，通常采取以下三种方式：第一，设计师结合房屋特点，需实地测量房屋各个布局的空间尺寸、采光、布局等方面，综合制定房屋内安装LED灯的安装位置，让房屋中的灯光和房屋映衬更加具有实用性和艺术美感；第二，结合LED灯的发光特点，计算出灯源的发光强度和影响区域，做到经济性和实用性，避免出现灯光曝光和眩晕的情况发生；第三，要做好用户需求访谈工作，结合居住房屋使用者的情感感受，使得室内灯光更具生活化。
2.2 LED在道路照明设计中的应用
LED灯可以应用到道路的照明中，可以最大限度地发挥其光照强度和节能性。LED灯的公路照明设计要结合公路的照明的特点，发挥其车辆监控、车道照明、车辆密度等作用，合理设计LED灯的亮度和位置。在设计道路照明中，还要考虑到夜间灯光对驾驶员的视觉干扰影响，在安装LED灯位置的时候，要充分计算出路面车辆到灯位置的灯光强度，是否可以达到不干扰驾驶员的效果。最后，LED灯在路面照明中，还要营造出灯光美感，给道路带来明亮和谐的生活体验。
2.3 LED在建筑外观照明设计中的应用
LED灯另外一个重要应用领域是对建筑外观的灯光改造。一些城市夜间环境离不开灯光，建筑外观灯光营造已经成为现代城市夜间环境中必不可少的因素。建筑外观灯目前有两种方式，分泛光照明和内透照明。泛光照明主要是通过在建筑的一定距离外，通过LED灯光灯的强照射，让建筑处在灯光灯照射范围之中，营造出一种建筑浮在灯光之中的视觉现象，比较有名的夜间灯光建筑如埃菲尔铁塔、圣母院、凯旋门等，都采用这种灯光表现夜间建筑。内透明灯光应用比较多，城市夜间里一些大厦表面出现的灯光画面，大都采取这种方式。通过由内到外的灯光衬托，使得建筑更具表现力，而且也方便日常维护，比较有名的内透式夜间建筑，如上海的金茂大厦等。
2.4 LED在植物工厂照明设计中的应用
光对植物有一种特殊的作用，是被用于光合作用的原料之一。通过控制光照强度的大小可以有效地改造植物本身的生产特性。例如，用波长650 nm的红色LED光源照射温室番茄就可以很好地提高番茄的新鲜感；对油菜、小白菜等植物用不同的波长光照也可以有效地提高其生产速度和营养价值。曾经有研究试验表明，用单组LED光源照射菠菜、胡萝卜、甜菜等蔬菜可以提高其光合作用，增强植被生长形态。因为LED灯可以灵活地控制光照光谱谱宽在±20 nm，完全满足植被的生产需要；通过LED的蓝光和红光可以促进植物的VC和蛋白质含量。
3 LED光源在照明设计中的应用策略
LED灯光有着非常广阔的应用场景。在以上介绍的应用领域中，如何合理设计LED光源一直是业界研究的重点。本文主要从以下4个方面介绍LED灯源的应用策略。
3.1具体表现形式的设计
LED灯的设计目前大都采取颜色较为单调的白色为主，不能很好地满足美感的要求。因此在设计LED灯时，要充分利用现代新型材料，通过新的发光元素，原本单调的色源可以发出更多颜色不同的光照，让LED灯更加具有颜色表现力，其次也可以通过透明和半透明的环氧树脂来设计实体外部，这样设计的LED外观更加美观，而且可以利用环氧聚酯的粘合性和散热性，让LED的使用寿命更长。
3.2各种颜色的选择应用
LED灯的发光原理，主要是通过击穿二极管来达到雪崩状态下的发光特性。这样可以通过调节极性电压很好地控制LED灯的开关。现代对LED灯的控制，一般采用数字化的方式来实施对LED灯的光照强度和色彩的调节。在LED灯的应用场景之中，对颜色的要求多种多样，应根据具体应用场景实施对LED灯光源的选择，结合设计配色要求，设计出具有艺术表现力和实用性的LED灯光组。
3.3 LED灯的隐蔽性应用
LED灯应用时，要考虑到安装结构的隐蔽性，这样可以有效地保持原有物体的完整性，这一点对LED的安装尤其重要。LED灯本身是集成的发光体，每一个灯源都非常小，所以很容易结合建筑物特点去隐蔽发光实体。一般采取以下三种方式，第一，充分利用建筑物的天棚，可以将LED嵌入到其中，以组为单位，合理选择安装位置，通过调节灯光强度，达到灯光表现效果；第二，将LED灯安装按照条形形状以组为单位，安装在天棚之中，通过将LED按照条状色彩规律串联排列，加大灯光的照射强度，呈现出彩条带的灯光效果；第三，在建筑物的天棚、墙面或者地板，通过增加发光面的方式来表现灯光效果，这种情况通常要把LED灯固定在某一支架之上，使其发出嵌入式线条的发光角度。
3.4风格与特色的选择
LED灯的设计方案要结合设计和应用场景的风格合理的制定方案。一般在不同文化、城市环境中，LED灯的色彩的选择、安装的方案都存在不同的地方。在实施照明方案时，要实际考察现场安装环境，结合地域特点，综合把握安装方案，充分发挥LED灯的优势和特点。例如，嘉仕伯啤酒LED灯箱设计就在设计之初，首先进行了LED灯光环境的调研，由于其灯箱采取塑料边框和雕刻面板，所以其LED灯光安装的实施选择了在透明氧中封灌发光二极管来达到LED灯光调节控制。这样设计出的LED灯光组更加艺术表现力，通过外部电路的合理控制，可以让灯箱表现出不同的颜色变化，组合的灯光效果，得到市场的一致好评，俨然是一个成功的灯光艺术品。
4结束语
LED灯光照明的出现是新时期照明技术的一次重大革命，它使得照明领域有了新的展示方式，丰富了人们的日常生活，同时也了增强了大众的审美体验。LED灯具有光照强度高、灵活性强、低功耗的特点，也使得其开始被广泛得应用到人们的生活之中。随着对LED光源的设计和应用的深入研究，LED灯必将改变人们的生活方式，促进社会发展。
参考文献：
[1]周明.LED光源在城市道路照明中的推广和应用[J].中国高新技术企业，2016（19）：88.
[2]朱为东.绿色建筑照明设计中LED光源的应用[J].智能建筑电气技术，2018，12（04）.
[3]李钊，蔡婕.LED植物照明灯具在植物工厂照明领域的应用及展望[J].科技视界，2014（26）：286.
论文作者:黄凯华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：灯光论文; 光源论文; 建筑论文; 夜间论文; 方式论文; 可见光论文; 植物论文; 《基层建设》2019年第7期论文;