一、前言
城市照明是一門科學，是一種文化；是一項藝術。城市照明體現(xiàn)一個城市的形象，代表一個城市的文化，反映一個城市的科學管理，是一項社會系統(tǒng)工程。管理好城市照明工作，為人民造福，促進城市可持續(xù)發(fā)展，是各級城市建設主管部門不可推卸的社會責任。
從1879年美國科學家愛迪生發(fā)明白熾燈，給人類帶來夜間光明以來，照明技術的發(fā)展已經歷了125年，我國使用電燈的歷史也有122年。照明發(fā)展到今天，已經不只是一項簡單的滿足人類基本生活需要的技術，而是改善人民生活，推動經濟社會文化發(fā)展的物質條件，是城市文明進步和現(xiàn)代化建設的象征。
LED（Light Emitting Diode）又稱發(fā)光二極管，它是利用半導體芯片作為發(fā)光材料，當兩端加上正向電壓，半導體中載流子發(fā)生復合，放出過剩能量而引起光子發(fā)射產生可見光。LED固態(tài)照明帶來的第三次照明領域的革命，將成為最有效的節(jié)能和環(huán)保手段，將通過改善人類生存環(huán)境、發(fā)展照明的新概念和新模式來改善和提高人類的生活質量。
2003年6月，我國由科技部在“863”計劃的支持下，在照明領域中，及時啟動了“國家半導體照明工程’。2004年4月，科技部確定工作重點——發(fā)展新型照明行業(yè)，并確定福建廈門、上海、大連和江西南昌為首批四個國家半導體照明產業(yè)基地。通過“863”計劃等科技計劃的支持，我國已經初步形成從外延片生產、芯片制備、器件封裝集成應用的比較完整的產業(yè)鏈。中國科學院院士鄭有最近在南昌半導體照明產業(yè)發(fā)展論壇上指出，作為新型照明技術，LED以其應用靈活、綠色環(huán)保、調節(jié)方便等諸多優(yōu)點，將引發(fā)一次照明領域的革命。
二、半導體照明應用城市景觀亮化的優(yōu)特點
1、效率高
LED發(fā)光效率并不高，但LED的光譜幾乎全部集中于可見光譜段。而且單色性好，無需濾色片就可直接發(fā)出有色可見光，光線純。光效差不多的白熾燈可見光效率僅為10％～20％。
2、能耗少
LED功率一般在0．03～1w，通過集群方式可以滿足各種造型的需要，由于其光譜中無紫外線。需要彩色光時其固有的色彩又避免了白光經過濾色的費時費力和耗能。不會形成光污染，是真正的綠色光源。
3、安全可靠
LED單體工作電壓1．5～5v之間，工作電流20～70mA之間，人體接觸無危險。燈體環(huán)氧樹脂封裝，抗機械沖擊、震動能力較強且無汞、鈉等有害物質，可回收。
4、方便管理
LED光源由于有上述特點，可以集中控制和分散控制或對點進行可調節(jié)性控制等多種方式。通過控制電流調光，不同光色組合以調色，加上控制電路以達到多種動態(tài)變化效果。其長達10萬小時以上的壽命更是減少了城市景觀亮化的維護工作量。
5、社會經濟效益
與傳統(tǒng)的照明工具相比，LED照明產品，尤其是氮化鎵基白光LED照明光源體積小、重量輕、方向性好并可耐各種惡劣條件，在功耗、壽命以及環(huán)保等方面均有不可比擬的優(yōu)越性，足以對傳統(tǒng)光源市場造成巨大沖擊。
隨著第三代半導體材料氮化鎵的突破和藍、綠、白光LED的問世，LED照明工具將逐步替代白熾燈和熒光燈，成為照明行業(yè)的主流產品。LED照明產業(yè)難度和風險都大大低于微電子產業(yè)，能夠發(fā)揮我國優(yōu)勢。特別是位于產業(yè)鏈下游的芯片封裝和照明系統(tǒng)產業(yè)，既是一個技術密集型產業(yè)，又是一個勞動密集型產業(yè)，能夠充分發(fā)揮我國人力資源帶動相關產業(yè)。我國目前每年用于照明的電力接近2500億度，其中若能有1／3采用半導體照明，每年就可節(jié)電800億度左右，基本上相當于三峽電站的年發(fā)電量。
三、LED光源在南昌市景觀照明中的應用
科技部有關領導提出，要以2008年北京奧運和2010年上海世博會的契機，推動半導體在城市景觀照明的應用。半導體照明產業(yè)化具有重大的社會效益，同時具有刻不容緩的緊迫感和必要性。南昌市近年來快速在中部內陸城市中崛起。作為照明管理部門，我們配合市政府改造城市，美化亮化的同時配合國家半導體產業(yè)基地的建設，較早地發(fā)展和推廣了半導體產品在城市景觀照明中的應用。
2001年我們首次會同大連光環(huán)境科技發(fā)展有限公司把燈光與具有文化內涵，地域特色的雕塑有機結合起來。采用有機半透板，透體玻璃鋼等作框架，用LED燈做主光源，利用微電腦控制等技術研發(fā)制作了“青山湖明珠”、“巨型溫度計”。2002～2004年陸續(xù)又在南昌體育公園，象湖，青山湖，滕王閣等地制作安裝了“展翅高飛”、“珍珠燈”、“一網情深”、“蒼穹”、“天外來客”、“二龍戲珠”等等燈光雕塑，其主光源基本采用半導體。絢爛的色彩，變幻的燈光讓南昌城的夜景更加迷人，也使南昌成為全國城市亮化中獨具特色的“燈雕之城”，讓原來枯燥的亮化成為“白天是雕塑，是景點；晚上是燈飾，是亮點”。“燈光雕塑”憑借半導體照明的獨特優(yōu)勢，成為城市夜景照明的點睛之作。
經過20多年的努力，南昌在半導體發(fā)光材料與器件科研和產業(yè)化方面取得了長足進步，在產業(yè)、研發(fā)和人才方面具備一定優(yōu)勢，在國內占有重要地位。其上游外延材料、中游芯片制造、下游器件封裝及應用產品等均實現(xiàn)了規(guī)?；a，品種涵蓋了紅外、紅光、橙光、黃光、綠光、藍光、白光LED等產品，具備了進一步大規(guī)模生產和向高檔產品發(fā)展的基礎。其中江西聯(lián)創(chuàng)公司的上游和中游產品規(guī)模和南昌大學在半導體發(fā)光材料科研方面都處于國內領先地位。根據(jù)科技部在全國范圍內的調研論證，江西位列全國四個半導體發(fā)光材料與器件產業(yè)鏈相對完整的產業(yè)區(qū)域之一。
2004年底我們又和江西聯(lián)創(chuàng)光電科技股份有限公司合作，高起點、前瞻性的在南昌玉帶河的景觀照明亮化中大面積推廣采用了LED照明。
南昌玉帶河原名城南排漬道，是五十年代人工開挖而成的。全長l2．2公里，為樹狀明渠，共分干渠、西支、東支和中支。近年來由于河道堵塞、排水不暢，成為城區(qū)的“龍須溝”。2000年開始南昌市政府巨資進行綜合改造，玉帶河除了排水功能外還具備了景觀功能。其間中國園林藝術與西方園林造景相互融合，濱水步道、親水平臺、休閑綠地、景觀林木，水景交織成為人們觀光休憩的又一場所。而且玉帶河如穿城項鏈把南昌城內的青山湖、象湖、東湖、西湖、撫河等湖水貫通激活。2004年玉帶河全面實行亮化，讓夜晚的玉帶河如銀河落波，重塑了城市的水景環(huán)境。我們對玉帶河亮化設計注重傳統(tǒng)與現(xiàn)代相結合，選用“綠色照明”方式，以白色為主基調，兩岸交叉五層次布燈。在燈光的引導下讓游人有移步易景的感覺。
LED燈主要用應用于沿河輪廓，l4座橋梁亮化，兩隧道裝點，采用“一段一光色，一橋一景觀、一隧道一特色的”方式布局。在以白色為主光色的基調下，通過LED燈的串燈，線燈，組群等方式，利用半導體光源本身具有的配光特性變幻出“漢瓦流光”，“夢人江南”，“斜陽煙明”，“玉帶映象”等燈光主題。形成“共享性，開放性，人文性，藝術性”的沿河空間，激活了景觀資源，提升了水岸區(qū)域價值。
四、結論
我們看到目前LED的價格普遍高于普通白熾燈和熒光燈，而且大功率型LED器件獲得高光通量最大障礙依舊是芯片的取光方式和高出光效率封裝結構的設計。這些都尚需要研究單位和生產廠家靠規(guī)模生產來降低成本和技術創(chuàng)新來解決。目前半導體發(fā)光技術的瓶頸似乎都集中在芯片制造和器件封裝上，但從長遠來看，新材料的開發(fā)是重中之重。半導體照明走向普及雖然不是件遙遠的事情，樂觀者認為是5年，不樂觀者認為是15年。但我們近期的發(fā)展目標應該是特種照明，如景觀照明、裝飾燈等領域。作為城市照明設計和管理部門，我們愿第四代光源——半導體（LED），能早日成為我們城市景觀照明的主流產品，為夜晚添光增輝。
（作者單位系江西省南昌市路燈管理處）
關注我們
公眾號：china_tp
微信名稱：亞威資訊
顯示行業(yè)頂級新媒體
掃一掃即可關注我們
