摘 要：概述了高亮度發(fā)光二極管(LED)的優(yōu)點(diǎn)，在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，以及在建筑應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞：高亮度發(fā)光二極管；建筑照明
引 言
高亮度發(fā)光二極管隨著GaN技術(shù)的突破，已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展. 高亮度可見(jiàn)光LED已普遍應(yīng)用在生活中的各個(gè)領(lǐng)域,如:顯示、交通號(hào)志、汽車電子、背光源、建筑照明、建筑裝飾等. 隨著市場(chǎng)的應(yīng)用，高亮度發(fā)光二極管得到了空前的發(fā)展。
目前我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初步形成珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲、東南地區(qū)、北京、石家莊與大連等北方地區(qū)的四大區(qū)域，每一區(qū)域基本形成了比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈。我國(guó)高亮度LED產(chǎn)業(yè)2005年將繼續(xù)加速發(fā)展，在這部分產(chǎn)業(yè)中,以LED照明產(chǎn)業(yè)最為成熟，LED建筑照明市場(chǎng)容量將繼續(xù)擴(kuò)大。
1·高亮度發(fā)光二極管的優(yōu)點(diǎn)
發(fā)光二極管(L ight Emitting Diode; LED)是由于半導(dǎo)體材料中電子與空穴的復(fù)合而產(chǎn)生光子,屬于冷光發(fā)光,較傳統(tǒng)的燈泡有許多的優(yōu)點(diǎn)，如：
(1)壽命長(zhǎng)、耗電量低:壽命長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)小時(shí),消耗能量較同光效的白熾燈減少90%.
(2)驅(qū)動(dòng)電壓低: LED使用低壓電源,供電電壓在6 - 24V之間.
(3)適用性:尺寸很小,每個(gè)單元LED可以制備成各種形狀的器件,并且適用于易變的環(huán)境.
(4)對(duì)環(huán)境污染:無(wú)有害金屬汞.
2·高亮度發(fā)光二極管在建筑領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)
2. 1在建筑物室內(nèi)照明方面的優(yōu)勢(shì)
由于LED壽命長(zhǎng)、耗電量小,因此室內(nèi)照明工業(yè)在我國(guó)有巨大的發(fā)展空間. 作為新型高效固體光源,LED具有長(zhǎng)壽命、節(jié)能的顯著優(yōu)點(diǎn),將成為人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后的又一飛躍,其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義巨大. 我國(guó)是一個(gè)能源消耗大國(guó),作為發(fā)電大國(guó),大約81%為火力發(fā)電,而照明用電約占全國(guó)用電總量的12%. 火力發(fā)電每年需求燃燒大量的原煤和石油,同時(shí),產(chǎn)生大量的粉塵和CO2、SO2 等氣體,造成嚴(yán)重的能源浪費(fèi)、環(huán)境污染以及溫室效應(yīng). 未來(lái)15年,發(fā)展LED照明將減少50%電力需求,相
當(dāng)于減少200萬(wàn)t的CO2 排放。
盡管LED發(fā)光效率目前尚低于小型熒光燈,但它有其它熒光燈等其它光源所不具備的優(yōu)點(diǎn). 而熒光燈由于含有有害金屬,目前的生產(chǎn)企業(yè)還沒(méi)有對(duì)廢舊燈泡進(jìn)行處理或回收,因此在不久的將來(lái),汞污染會(huì)作為一個(gè)嚴(yán)重的污染問(wèn)題擺在我們面前. 因此發(fā)展具有高效、環(huán)保、節(jié)能的半導(dǎo)體LED照明對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)、持續(xù)發(fā)展意義重大. 預(yù)計(jì)在2010 - 2020年內(nèi),LED照明逐步取代現(xiàn)有白熾燈和熒光燈進(jìn)入普通照明領(lǐng)域,從而引發(fā)照明工業(yè)的新飛躍,給社會(huì)帶來(lái)巨大的能源和環(huán)保效應(yīng).
2. 2 在建筑裝飾方面的優(yōu)勢(shì)
盡管目前LED還達(dá)不到普通照明的要求,但由于其光色豐富,壽命長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)電壓低等優(yōu)點(diǎn),這是霓虹燈所不能比的,尤其LED驅(qū)動(dòng)電壓低,供電電壓在6 - 24V之間,特別適用于公共場(chǎng)所,LED已經(jīng)逐步取代建筑裝飾的霓虹燈.
LED不僅色彩豐富、而且靈活多變,在建筑輪廓裝飾方面優(yōu)勢(shì)明顯,可以對(duì)建筑的細(xì)節(jié)雕琢和刻畫,更為逼真,同時(shí),隨著城市夜景亮化的擴(kuò)大,尤其國(guó)家倡導(dǎo)綠色照明后, LED具有非常廣闊的市場(chǎng).
城市夜景照明是一個(gè)龐大的工程,既需要高強(qiáng)度氣體放電燈來(lái)給城市的亮化定下基調(diào),也需要色彩多變的LED照明來(lái)點(diǎn)綴,所以LED將以其節(jié)能、可靠、光色豐富與形式多樣等優(yōu)點(diǎn),將在城市夜景照明中大顯身手.
3·在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用
在建筑景觀照明市場(chǎng),LED應(yīng)用廣泛,包括建筑裝飾、室內(nèi)裝飾、旅游景點(diǎn)裝飾等,主要用于重要建筑、商業(yè)中心、名勝古跡、橋梁、社區(qū)、家居、休閑娛樂(lè)場(chǎng)所的裝飾照明,以及集裝飾與廣告為一體的商業(yè)照明. 為了配合科技奧運(yùn)、綠色奧運(yùn)、人文奧運(yùn),北京市已提出要用LED作為照明光源來(lái)美化首都夜景。
3. 1 室內(nèi)照明
LED屬于典型的綠色照明光源,發(fā)光效率高、光線質(zhì)量高、無(wú)輻射,而且可靠耐用、維護(hù)費(fèi)用極為低廉等,LED將是未來(lái)室內(nèi)照明的主流. 由于LED在照明方面的發(fā)展?jié)摿?一些先進(jìn)國(guó)家與地區(qū)對(duì)LED的發(fā)展制定了國(guó)家級(jí)的發(fā)展計(jì)劃. 我國(guó)也于2003年緊急啟動(dòng)了“國(guó)家半導(dǎo)體照明工程”從“十一五”開(kāi)始,國(guó)家將把半導(dǎo)體照明工程作為一個(gè)重大工程進(jìn)行推動(dòng). 加快我國(guó)高亮度LED從外延、芯片、封裝到應(yīng)用整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展已是我國(guó)的大勢(shì)所趨。
在照明方面,若使用目前發(fā)光效能較高的螢光燈具( 66 - 751m /W)替換常規(guī)使用的60W 白熾燈泡,在每年點(diǎn)燈時(shí)間為3500h的情況下來(lái)計(jì)算,一年約可節(jié)約電量約6. 89億度. 螢光燈具有雖然具備較高的發(fā)光效能、較低的制造成本等優(yōu)點(diǎn),但是因?yàn)槲灩鉄艟叩臒艄苤泻?而且用于封裝螢光燈具的材料又以可吸收紫外線的玻璃為主,玻璃易碎的特性加上汞廢料的不易回收,均會(huì)嚴(yán)重地造成環(huán)境的污染,歐盟已經(jīng)明令將在2007年開(kāi)始禁用這些含汞制品,因此新型照明燈源的開(kāi)發(fā)成為各國(guó)政府發(fā)展的
目標(biāo),LED更是目前各國(guó)在照明方面發(fā)展的重點(diǎn) |
