大功率LED照明在城市夜景中的应用

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商业化城市白日景观给人感觉是繁忙现代化的，而拥有古文化古建筑的城市，则给人一种怀古思旧的心情，充满文学涵养的气质。夜间的城市景观则需要透过照明设备及适宜的照明设计，给予城市夜景另一种生命及气氛。城市夜间亮化工程包括一般基础功能性照明，即汽车道路照明、街道照明、交通指示照明等，但真正给予城市建筑夜间生命的则是建筑物整体景观照明设计，利用不同的照明设计手法去表现出建筑物结构与外观气质美，散发出现代建筑结构力学的美，亦可将古建筑物表现得古色古香，韵味十足。
在城市夜景照明设计规划中，常常大量使用高功率型的高压气体放电灯，即使是一般小型建筑物也大量使用。如果照明设备角度未调整至正确位置，往往将过多的光投射于夜空中，不仅是照明电气上的浪费，更形成一种光污染，破坏自然环境，而建筑物却无法突显出她的美。其实适当地使用照明设备在建筑物外观照明上，即使是小型的投光灯、泛光灯及一些庭园景观灯等等，都可将城市夜景照明做得非常美。LED照明设备即具有体积小、功率小、颜色饱和且不具有紫外光，白天灯具的外型不会影响到建筑物外观整体景观，晚上也不会对建筑物及夜空造成紫外线伤害，更可将建筑物外观点缀得美仑美奂。
LED光源寿命可达10万小时，但是目前许多工程个案却无法看到这项优点，反而给使用者看到的是光衰严重，且寿命短，根本用不到一万小时就坏了。这是因为大家所使用的LED是电子工业界最常使用的指示功能的Ф3mm～Ф5mmLED，利用简单的电子电路加大电流来增加其发光强度，但是LED只获得了短暂的高亮度，却失去了LED应有的寿命。真正要将LED应用在照明上，LED的本身品质及控制电路都相当重要。因此我们慎选LED，且坚持不使用Ф3mm～Ф5mmLED作为照明设备光源。
有了好的LED还不行，驱动器及灯板的电路设计也非常重要。针对这些LED开发一系列定电压定电流控制电子电路，利用高科技集成电路技术将每颗LED的输入电流控制在最佳电流值，使得LED能获得稳定的电流，并产生最高的输出光通量，同时LED寿命亦可达到5万小时仍具有70%的光输出。
以绿色的5mmLED举例说明：
(1)当电压达3.5V时，LED上的电流为20ｍA，处于正常工作范围；
(2)当电压达3.8V时，LED上的电流为50mA，已经超过了LED的正常使用标准，其寿命及光衰会大幅度下降；
(3)当电压达4.2V时，LED上的电流为110mA，LED将会迅速损坏。
散热对LED而言亦是相当重要，它影响到LED的光输出及寿命，所以品能光电技术（上海）有限公司针对此问题开发出一系列带有散热片的MBPCBLED产品，同时配以导热胶的材料应用。灌胶后的LED产品散热好，并且防水特性更好，即使置入水中也不会短路。任何电器如果进水，都会造成电路上的短路而损坏电器。LED也是如此，如果LED的正负极进水，或驱动LED的线路进水，就会很快影响LED的寿命。LED照明设备在城市夜景照明中的应用，我们以品能光电两个工程实例来作一探讨。先以成都双流县棠湖公园拆墙透绿的改造工程为例，业主欲将公园现有硬件规划改建为群众文化娱乐广场，且成为日后居民的亲子公园藉以提升居民生活品质。在改建后，我们配合环境的布局，利用灯具可靠的电气性能及良好的照明效果，为公园的夜景增添一道风景。此项工程是将原有的96套传统PAR38型水下灯具改装成LED灯具，由于是亲子公园的功能性设计，因此灯具的防水性必须非常好，且不能有电气上的安全隐患。因此我们先用LUMILEDS的1WLuxeonLED，在一套水下灯具内装有3颗这种LED，所以一套LED水下灯具耗电量3W。
单套LED灯具的初期投资成本约是传统灯具的4～5倍，但LED光源的寿命长及用电量低，所以在5000小时后的运行费用加上灯具初期投资成本作一比较，可清楚看出传统灯具的费用已超过LED灯具，点灯5000小时，以每天点灯6小时计，约2年多的时间即可回收投资。再根据表２可得知整体的费用比较。
LED灯具在使用5万小时后，运行费用比传统约44万元（518，400－74，880＝443，520）。所省下的电费非常可观。
另一实例则以仿古建筑照明设计应用为例作说明，工程是在西安古都的一个大型仿古公园，公园内有许多仿唐朝时期的古建筑物，在四角攒尖亭上安装LED灯具，如果用一般传统照明设备不外乎使用PAR38型投光灯具或是大功率型投光灯具，但这些灯具往往只能呈现出大面积均匀照度分布，照明效果是平面的，设有层次分明的立体感，而仿古建筑的美就在于那一砖一瓦所堆砌出来的层次美感、内敛而不浮华的民族文化气质美。
在整体照明设计时，首先考虑到的是亭顶的莲花座部分，莲花座的美在于花叶的丰腴外形及叶与叶间的层次感，更要考虑到白天的景观，灯具的选用必须朝迷你型方向思考。于是分别针对莲花座外形搭配选用110°及15°光学角的LED防水模块灯具，115°模块功能是照亮莲花座顶，而15°模块则是安装在莲花叶下方，利用窄光束角的光学特性，将莲花叶的丰腴及层次感表现得淋漓尽致。
而瓦砾沟的照明表现则在强调出瓦砾与瓦砾间的层次及瓦沟与瓦背间的明暗对比，因此我们用1W光束角为45°的小型投光灯，如此可将整个瓦面打亮而且有层次感。整个四角攒尖亭的设计共使用了三种不同的灯具，所展现出的照明效果已超越了一般传统灯具所达到的效果。