LED产品在信号塔照明中的应用 高娉婷 乌鲁木齐幻美一方城市规划有限公司 摘要：文章通过对于照明行业大环境分析，及其LED产品特性及其发展优势，以信号塔为照明载体，通过信号塔艺术照明和工程施工方面LED产品应用的研究，探讨LED产品在信号塔照明的优势与发展前景，并以实施案例证明观点，进一步说明LED产品的发展趋势。

 

　　引言： 中国迅速发展，城市化程度不断提高。随着生活水平的逐渐提升，审美意识的增长，人们对城市灯光也有了更高要求。在城市景观照明中信号塔作为e时代的建筑产物，也成为城市建筑景观中夜景文化的重要载体。信号塔的照明被列入建筑景观照明中城市照明的一部分。随着世界能源危机的日益严重，各国都在努力实施“节能减排”工程。我国十一五规划更是明确指出了“把把节约资源作为基本国策”，发展高效、节能、环保的新型照明灯具已刻不容缓。LED照明产品以其寿命长、发光效率高、不含汞、抗震好、少维护等优点，是被照明界广泛认可得理想照明产品。在信号塔照明更拥有其发展优势。

 

 

　　（1） 节能减排、高效照明是关键任务。 LED照明灯具产业以突出的节能优势引起了国家的高度重视，《国家中长期科学和技术发展规划纲要》将半导体照明产品明确列为“重点领域及其优先主题”，提出“重点研究高效节能、长寿命的半导体照明产品”。 近年来，在很多政府会议和相关发展规划中都极力倡导节能减排的理念。LED作为节能的先锋，将是照明的主流。

 

　　（2） （二） LED灯具在景观照明领域的优势 1. 产品光源优势 LED光源除了无汞、节能、节材、对环境无电磁干扰、无有害射线五项优点之外，在景观照明中，还有很多如：低压供电；结构简单；可控性好；轻质结构；柔性化好等优势。 2.灯具美化性能好 在景观照明中，灯具安装要保护景观和环境，防止灯具有碍观瞻，要做到白天美化，夜幕下艺术亮化。这就需要灯具的结构与安装因景制宜，因建筑特色制宜，很多标准灯具是满足不了以上要求的。LED灯具设计的柔性化，特别适合因景制宜的非标灯具设计，使景观照明与景观协调，达到美化环境的新水平。 3.LED的智能化控制技术 LED景观照明的智能化控制技术，属于模拟或数码技术、或微机控制技术领域，多数为紧凑型或嵌入式系统,变化花样繁多；既有单灯控制，又有群控模式；非标设计很多。

 

　　（3） （三） LED产品在信号塔照明中得推广意义 信号塔是新兴电子化时代的附属建筑产物，随着电子时代到来的到来，信号塔越来越多的在城市中出现。因受到用途的制约，信号塔的夜景照明还未全面展开，但是随着照明的不断发展，信号塔照明也将成为照明产业很有开发价值的一块。

 

　　1.信号塔特色照明产业 信号塔有别与埃菲尔铁塔、东京铁塔的观赏与商业性能，但是作为城市建筑中的新兴物，正慢慢融入城市夜景规划范围，对于信号塔照明来说照明设计趋势是做到实用性与美观性，既很好的迎合城市环境又有自己的独特性。 a.信号塔照明分析 那些比较有观赏价值的铁塔照明中以高亮度及其特色照明为主要形式，观赏的艺术价值是其照明设计的重点。对于信号塔因受到功能影响，它一般处于比较偏的地方，所以在夜景照明中，融入城市夜景环境，做到节能环保与美观功能即可。 b.杜绝高亮度、拒绝光浪费 对于景观性铁塔，地处比较繁华的旅游观光区或者城市广场之类，以其丰富的文化背景和建筑特色吸引游客，景观照明中多采用高强多量的灯具产品。但是从塔式结构的外立面分析，钢架式结构使其照明时受光面小，要达到高亮度目的将造成不必要的光浪费。所以对于信号塔的设计，主要采用高效率节能的LED产品，最大限度的利用塔身结构立面，采用密集式布灯方式，达到高效节能，功能性与艺术美学于一体的照明设计。

 

　　2.LED产品在信号塔照明中的普及 信号塔照明的普及是基于国家对于LED节能减排新能源的大幅度推广的前提下展开的。就信号塔而言不管从建筑结构到照明装饰形式上，LED产品都有其绝对优势在信号塔照明中大力推广。随着城市照明的不断发展，信号塔也将是未来照明中不容忽略的一部分。 总结：在信号塔设计中LED产品是大势所趋，不管从光色到灵活性，再到节能减排的目的，LED产品在信号塔亮化设计中将更大范围内发挥其产品优势！  项目研究内容 （一）LED的发展及特性 LED(Light Emitting Diode),发光二极管，是一种可以直接把电转化为光的半导体器件，依靠材料中的正负极电荷复合来发光。LED的内在特征决定了它是最理想的代替传统的光源，有着广泛的用途。 1.高光效 传统荧光灯与HID光源（高压钠灯、金卤灯、汞灯）均为360度方向发光，在户外照明中不得不采用外射器来利用它们向上发射的光线，这种方式使得传统灯具的光效难以突破78%，而采用LED光源的灯具可采用棱镜折射的方式二次配光，光学系统的效率直逼90%。 2.合理的配光 LED体积非常小，在设计中可以视为点光源，这使得光学设计师可以为相应的场合设计最合理的配光形状。

 

　　3.节能 这首先表现在LED灯具的高光效和合理配光；由于LED光源的电气特性，它可以平稳的工作在很大的功率变化区间，这样可以方便设计师按照国家标准中的相关规定合理分时段调整功率。

 

　　4.长寿 LED光源的平均寿命＞50000小时，在具有良好的散热灯具中还可以进一步延长，这是节能灯寿命的10倍，高品质HID光源的5倍。

 

　　5.安全、环保 LED处于低电压直流工作状态，而且工作稳定。它比传统灯具更适合工作在对温度、电气指数敏感的区域。LED灯具它不再含有大多数传统灯具（采用荧光灯、汞灯、钠灯、金卤灯的灯具）都含有的有害物质汞，也不产生对环境有害的紫外线，是名副其实的绿色灯具。

 

　　（2）LED产品在信号塔亮化艺术设计上的优势 随着社会的不断发展进步，照明设计的需求也在不断的变化。在现代社会中，越来越强调人与物及环境的和谐相处的理念即人性化的设计，以及与地域文化相结合的文化设计理念，在信号塔的照明艺术设计中这些因素也是设计师的考虑重点，是其发挥灵感的方向，在完成这个设计中，产品的选择是设计成败的关键性因素，作为节能光源，LED产品以独特的性能、灵活的安装控制等特点很好的配合了设计师在照明艺术上的构想。在以信号塔这些新兴特种照明载体上，LED产品以其对于被照物的适宜性而脱引而出。

 

　　1.以人为本，科学照明 信号塔照明设计在设计过程中应充分考虑景观周围环境，如所属城市方位、以及近景环境、中景环境、远景环境等。如果该信号塔座落在以居民住宅区为主的区域则应该注意注重夜晚强光影响附近居民休息、合理分段控制亮灯时间段，以及功率大小。根据所属环境的不同，调整LED产品在整个塔身中的应用。在整体夜晚环境的把握中合理布灯，避免不该产生的光污染与光浪费。如果能做到科学布灯及选取灯具，结合LED产品的灵活性控制，将很大程度发挥其LED产品的照明优势，做到科学照明。

 

　　2.注重视觉感官 设计师应根据不同的环境，既要考虑到灯具的造型、灯具、亮度、照度、明暗层次、色彩变幻、光色氛围、空间搭配等基本因素，还要考虑到不同类型景点所需的不同设计风格、设计要求。设计师应通过一系列设想，提高夜间景观的文化品位，挖掘地方传统特色。

 

　　3.LED产品注重结合文化元素 在景观照明设计中设计师的注重点，不只局限于提高照明亮度和精美度，还考虑到能够满足人们的审美需求以及热爱美好景观的心理需求，考虑到城市的历史环境和文化特色。设计既要起到美化周边环境的作用，为城市整体景观增色，又要让人在无意识中调节情绪、陶冶情操。充分体现出夜景照明设计的艺术性。表现过程中有突出城市的文化氛围， 信号塔照明中LED产品是一种更新形势灵活的文化表现方式，对信号塔景观照明的文化体现具有现实意义。

 

　　（3）LED产品在信号塔亮化工程上的优势 信号塔照明设计，避开传统概念中的只要高亮度与璀璨为主，对于它的照明，定位是介于建筑照明与景观照明中间的，所以以融入周围夜景环境、提高夜景氛围为主。

 

　　1. 绿色照明 绿色照明设计主要是改善人们生活质量，提高人们照明环境，但追究其本质则为“能源节约”。在绿色照明理念中之所以如此强调能源节约，其原因是在全世界能源紧张。 a.光污染问题 针对夜间照明的光污染主要包括：眩光污染、侵扰光污染和颜色污染这几项。杜绝光污染除了选用绿色照明产品，还有就是根据被照物进行合理科学布灯，有效进行灯光控制系统，减少光污染问题。 b.LED绿色照明设计与节能 绿色照明工程要求的照明节能要充分运用现代科技手段提高照明器材效率来实现。正确选择适宜的光源、灯具以及如何合理布置是保证照明质量和美化生活的同时节能环保。现在铁塔照明为了突出其城市或地域的夜景标志性作用，往往在设计过程中会出现为了观赏效果而有些不计成本的采用大量灯具的现象，这样既降低了实际照明效率又浪费了能源，还无端的产生了光污染问题。其实在信号塔照明中，设计者完全可以通过结合多方面因素，合理、灵活的选用灯具。最大限度的控制光污染与浪费，做到节能环保。

 

　　2. “因地适宜” 信号塔因为受到其辐射的限制,中相对比较重视中景与远景的观测，尤其是远景观测。所以灯光布局上顶部的高亮程度为重点表现区域，让其达到远观的最佳效果。考虑到信号塔的结构特 点：受光面窄，灯具安装位置受局限等原因，灯具选择上采用发光角度窄，高光效的特点，及其轻巧的外观效果，让信号塔在白天也一样美观。所以LED产品的独特性能，比较合适信号塔亮化中 对于灯具的极高要求。 项目研究实例分析 LED产品应用案例分析 1.案例简述： 乌鲁木齐水磨沟信号塔，位于乌鲁木齐水磨沟区水塔山上，是一次LED在信号塔照明中的实际案例，本次设计均采用LED照明产品，旨在以实际案例深入了解LED在信号塔照明中应用的优势。  2.设计原则： 在对信号塔的设计中，主要考虑到灯光的处理时能同时尊重并且要加强建筑物独特的结构，增其人文内涵与可观赏性。设计考虑到它的空间环境，以及所处位置，采用小功率LED以密集打亮的方法，用低调、精巧的处理形式进行夜景表现，增加它夜晚的观赏性。考虑到白天效果，灯具的安装充分考虑其白天的美观性。

 

　　3. 设计思路： 以小功率LED的集中打灯方式，对信号塔进行夜晚亮化设计，为了增强其远观效果，顶部在原来规律的布灯情况下，增加LED稍大功率的暖白，让信号塔更具层次感。使得远景与近景出现不同的视觉冲击力，打造乌鲁木齐夜色下新亮点，让其成为小型“埃菲尔”。塔结构与LED亮化产品完美的结合，功能性与美观性共存，塑造信号塔完美的夜晚艺术氛围。 (CAD灯具分布图)

 

　　4. 设计展示： 信号塔夜晚效果

 

　　5. 工程施工： 此次水塔山亮化工程施工出现的问题: a.塔身钢架结构使其受光面过于狭窄，使远观效果受阻 b.灯具布灯怎样体现其夜景中明暗的层次感 c.受空间局限性，灯具外造型必须小巧，保证白天的美观性。 工程施工问题解决： a.选择窄光束、高光效灯具，避免光浪费。 本次设计中从项目的实际出发，照明做到高效节能的原则，考虑到信号塔功能性美化性，所以对于它的照明以实用美观为原则，做到绿色照明。选用摘光束投光灯，增加其竖向光照范围，避免采用宽广角度投光灯带来的光浪费。 b.塔身均匀根据结构布灯、顶部加灯，高强度打亮。 信号塔布灯过程中塔身均以四角双向朝上的打灯方法， 考虑到信号塔夜间的远观效果，信号塔顶部加入稍大功率暖白投光灯。整体布灯中，在解决了远观的体的同时，也使得信号塔夜晚更具灯光明暗层次感，避开了意味只要求高亮度的亮化审美误区。 c.合理选择灯具外形，灯具简洁美观。 设计中均采用小功率投光灯，而对于外观上，根据塔结构特色及灯具安装位置，选择外形较为轻巧的灯具造型与信号塔相配对，使其不会影响白天的美观。 研究总结与展望 LED产品作为绿色节能的第四光源，被大力推广，在本次科学论据以及实验证明LED产品在性能其他方面相对其他照明产品更加适合信号塔的照明，但是现阶段LED产品也存在技术等方面的不成熟，所以LED在信号塔中的应用还需要进一步深入实践探究。不过相信LED未来将以绝对优势在信号塔照明被广泛应用。

 

　　参考文献： 1. 迈克·詹克斯,伊丽莎白·伯顿,凯蒂·威廉姆斯，紧凑城市:一种可持续发展城市，北京，中国建筑工业出版社,2004。 1. 《建筑照明设计标准》编写组，建筑照明设计标准培训讲座，中国建筑工业出版社。 2. 埃菲尔铁塔 维基百科 3. 东京铁塔 维基百科 4. 肖凤强 《LED舞台灯具在长安大戏院应用》刊登于《固态照明》2011 2期 5. J.R. 柯顿，A.M.马斯登， 光源与照明[M]，上海，复旦大学出版社，2000，165~168 6. 陈超中、施晓红、李为军、王晔《LED灯具特性及其标准解析》《周公照明电器》2010年第11期 7. 照明学会（日）李农、杨燕《照明手册》.科学出版社 8. 《绿色照明工程实施手册》中国建筑出版社 9. 《照明设计师》.中国照明学会 （转载请注明原作者）