园林景观LED照明工程设计实例：LED照明工程设计与施工

1.冰雪景观照明工程设计实例

（1）LED冰雪景观照明灯具性能

冰雪艺术景观是冰雪建筑与灯光艺术的结合体，冰雪是载体，灯光是冰雪景观的灵魂。LED光源以其自身具备的诸多优势，逐渐成为冰雪景观照明的发展趋势。与传统光源相比，LED的节能、使用寿命长、可靠性高、环保、易于变光变色控制等优势非常突出。但是LED照明属于新兴产业领域，尤其在冰雪景观领域的应用有着更大的挑战性，因此采用LED光源的灯具研制开发工作必须清晰掌握LED特有的发光特性和数据指标，才能最终符合需求。

LED装饰照明与冰雪景观相结合的过程中，遇到的挑战将来自于：景观艺术效果、LED器件封装技术、灯具防护等级、驱动控制系统和线缆的低温适应性等。将各种故障隐患从方案设计阶段开始防范，保证技术风险的有效规避，是最终实现LED装饰照明与冰雪景观完美结合的有效途径。

从景观设计方角度考虑，最被关心的问题是LED灯具在冰体内的投光效果、亮度的显着性和照明控制系统能够实现的特技显示效果。设计方要通过了解这些内容，并通过冰建筑建模和照明效果建模的方式来对设计方案进行预评估，最终确定方案的整体艺术效果。这是对冰雪景观设计方案建立客观评价体系的一个必不可少的过程。

从景观施工方角度考虑，主要有两方面要求：一是安装方便；二是可靠性高。安装方便强调的是保证较高的施工效率、无需培训、接线快捷、只需一种工具甚至徒手即可完成；可靠性高强调的是LED照明系统的低故障率，要保证高效、流畅、无需调换检修的安装过程。冰雪景观的建设工期仅有短短的几天，而且是在低于-20℃的室外环境施工，因此上述两点要求是工程顺利实施的一个重要保证。

从景观经营业主角度考虑，在满足设计方和施工方要求的基础上，要保证节能、可回收性好、成本低三点要求。节能要求较好实现，因为LED自身光效就比包裹色片的荧光灯光效高，而且低温状态下，光效差别更加突出，再加上变光变色的控制因素，因此LED冰雪景观照明的节能效果远远好于荧光灯。但是要保证可回收性好和低成本的要求就需要进一步投入研发。

LED冰雪景观照明灯具的配光方案推荐采用R、G、B三基色的构成方式，这个配光方案尽管成本较高，但是有三个方面的积极因素：一个是采用R、G、B三基色合成光的色彩表现力最强，可形成对大多数颜色可见光的模拟表现；另一方面的因素是这种配光方案能够适应不同景观的设计要求，保证回收重复使用的兼容性最好；最后一方面的积极因素是便于LED冰雪景观照明系统的标准化。

在LED配光方案部分，已经提到了选用R、G、B配光方案的出发点就是为了日后的标准化做准备。在其他方面，包括驱动部分、控制部分，甚至灯具的外形尺寸，都需要形成标准，让更多的LED企业按照标准提供产品，并通过投标竞争，提高产品的性价比，以让冰雪景观照明建设承包方通过标准化得到最大的受益，这也是LED冰雪景观照明系统未来发展的一个重要目标和方向。

与以往相比，传统光源属于每年冰雪景观建设投入的耗材，而LED灯具属于固定资产，因此从LED的配光方案设计开始，就要保证LED照明灯具对不同应用设计方案的适应性和兼容性。

投光效果是决定整体LED冰雪景观照明效果的一项重要参数，最理想的投光效果是将LED的光泛射到冰层上，形成通体发光的多面体光源，同时面光源的亮度显着性要符合景观的观赏性要求，这里需要掌握两方面的内容。

1）冰的透光和反射特性。通过实验对比LED各基色光在1m厚冰体和0.3m厚冰体内的光强，两者透光特性几乎相同，也就是说冰体本身的透光性非常好。但是由于采冰属于粗犷型工作，冰材被分割成长方体后，6个端面的平整度和透明度非常差，两块冰之间的分割面会对光线产生严重阻隔，透光性极差，因此在冰雪景观立面艺术效果设计过程中，要充分考虑投光效果在冰体内部和拼接处的变化，以指导冰雪景观立面艺术效果的设计方案。

2）LED各基色光在冰体内的光通量最低限定值。为了达到冰雪景观立面投光的亮度显着性，可通过实验测试和主观评价的方法，总结出LED投光灯具各基色光在冰体内的光通量最低限定值，为LED冰雪景观照明的推广应用提供了宝贵的指导数据。应用环境条件是：冰体长度1m，光投射方向的冰体厚度1m，灯具光轴距冰体外立面水平距离0.2～0.3m，各基色光的辐射能量为：红色光源通量≥150lm；绿色光源通量≥300lm；蓝色光源通量≥50lm。

LED冰雪景观照明系统施工和运行环境恶劣、维修难度大、可回收性要求好，这就对系统的可靠性提出了很高的要求。保证LED冰雪景观照明系统的可靠性有两个要点。

1）提高LED灯具各部构件的防护等级和抗冲击性、线缆接头、驱动电源以及外置控制器的防护等级都应保证达到IP67以上，同时提高这些构件的抗冲击性，对保证系统可回收重复使用至关重要。

2）提高各部构件在低温环境和冷热交变环境运行的适应性。

（2）LED冰雪景观照明灯具结构

对LED冰雪景观照明灯具的各主要构件的技术要求如下：

1）LED光源器件封装：一般来讲硅胶灌封的LED较为可靠，硬质环氧灌封的蓝绿色LED经常发生掉电极故障，红色经常发生因冷热交变引起的下面电极开路故障。

2）LED灯具：要充分考虑密封工艺是否会因冷热交变引起灯具壳体开裂，可以考虑用硅胶材料密封，用环氧树脂封顶的处理工艺。

3）集成电路选型：驱动类IC推荐采用普通商用等级的高速CMOS型芯片，控制类IC可选用工业等级产品，无源器件的选型比较特殊，在设计时一定要充分考虑低温-20℃下与器件标称值的偏差。

4）线缆选型：无论电源线缆还是信号线缆，必须采用耐低温橡胶绝缘导线，不能选用聚氯乙烯塑料绝缘导线。

（3）LED冰雪景观照明的灯具选型

LED冰雪景观照明灯具分为投光型和透光型两种：

1）投光型LED灯具，它是指将光投射至景观立面，通过平面反射表现景观效果的灯具。自从冰雪艺术景观出现以来，设计师们就想寻求一种只见冰发光，而看不到灯具的照明方案，这在传统光源应用时期是很难做到的。而LED的出现为制造“一种通体发光的冰”提供了有效的技术手段。这需充分利用LED的单边发光特性，将LED灯具嵌入冰体内部，让灯具的光轴法线与观察方向垂直，因此观察者看不见灯具光源发光，只能看见冰体被照亮的反射面发光。这种冰体内部嵌入式的LED灯具对冰的质感表现效果最好，因此将会成为LED冰雪景观照明应用量最大的灯具。这种灯具要求有较大的光辐射功率，因此往往采用大功率LED器件作为灯具光源。另外，有些雪雕景观还需要一种外置投光式LED灯具，用于外立面投光照明。

2）透光型LED灯具，它的光轴方向与观察方向平行，大部分光从冰外立面直接辐射出来，因此无论将其置于冰内或冰外，视觉最敏感的就是光源本身，因此降低了冰雪景观材料晶莹剔透质感的可观赏性。通常这种类型的灯具应用于冰雪景观建筑需表现的主体线条和外轮廓装饰。

灯光是冰雪景观的灵魂，而LED的出现为冰雪景观的灵魂赋予了生命的活力。LED光源的动态颜色变化、灰度变化和构图变化为冰雪景观带来了全新的艺术感观和发展空间，将凝固的冰雪艺术用动感的灯光效果诠释成全新的艺术概念，LED冰雪景观照明效果如图3-17所示。

(www.xing528.com)

图3-17 LED冰雪景观照明效果图

2.LED景观树照明工程设计实例

LED景观树是一种仿植物形象的景观树彩灯，将美化、绿化、亮化有机地结合在一起，运用现代科技手段和新型材料加工而成，树杆叶片为仿真材质。LED景观树光源为LED，高度一般在3～6m，广泛应用于广场、庭院、休闲广场、大堂等场所。它节能耐用的特点弥补了传统景观灯的不足，是同类灯具的革命性产品。LED景观树系列产品有LED仿真树、LED樱花树、LED桃花树、LED枫叶树、LED桃花树、LED水果树、LED花枝等。

（1）LED景观树灯优点

1）树的主杆为钢管，树枝为钢管或钢筋，外包仿真树皮，均采用高硬度、抗老化的环保材质，叶片为柔性抗老化材质，光源为LED，均做防水处理，寿命长。

2）220V电压输入，树灯光源实际电压为12～54V（内置变压器），可保证使用的安全性。LED树灯不同于其他的LED产品，直流低压可以减少在室外由于天气原因所造成的损坏，再加置光源上双层热缩套管的保护可以有效避免风力和水流的侵害。

3）LED景观树灯节能、亮度高，功率小是LED的明显长处。环保：无有害金属汞，无红外线和紫外线辐射；

4）寿命长：产品经济寿命长达5万h，每天8h连续点亮可用15年；

5）设计空间大：可实现与景观艺术品的有机融合，达到艺术与灯光完美结合的效果；

6）树型美观大方，枝条花瓣丰满，颜色鲜艳，有逼真的感觉。颜色交换闪烁和渐变闪动，夜幕下更有起到点缀和装饰的作用。LED景观树灯色彩艳丽，胜过其他任何光源。

（2）LED景观树灯材质

1）树干为钢管，外皮外包PU材料，高仿真树身结构，添加专利配方，使得树身坚固、永不开裂、防锈、防水。220V电压输入，树灯光源为12V（树身内置变压器），节能环保，可保证使用的安全。

2）树枝采用优质钢丝，外皮外包PU材料，拆装式树枝结构。黄金分割树枝与树叶的比例，使得树枝协调。树枝可以随意弯曲，缔造艺术的灵感，随时可以改变树枝的造型。

3）树叶采用优质高纯度PVC材料，添加柔性、抗老化、防紫外线材质，使得树叶（花朵）易清洁，花朵颜色不褪色。光源为5mm的LED颗粒灯，花朵和LED灯珠处均做防水处理，采用低压供电，具有低耗、寿命长的特点。树叶（花朵）均可采用不同造型，选用各种浅色易透光的颜色作为树叶（花朵）的白天景观颜色，配合不同颜色的LED灯珠，呈现丰富、多彩的各类树叶（花朵）。无论白天、晚上，LED树叶（花朵）均可表现出丰富的艺术及灯光效果。

（3）LED景观树应用

LED在景观树中的应用代表着都市人渴望回归大自然的心情。树代表了灵性，树景花朵是休闲广场和绿地公园不可缺少的一部分。LED光源体积非常小，并且能够配合各种景观树花朵，让花朵也呈现出七彩的变化，这些特性决定了崭新的LED景观树灯的诞生。另外，LED光谱分布情况决定了其色纯度和饱和度，尤其突出花朵的绚丽多彩，具有很强的竞争优势。LED景观树的应用也从单纯的灯饰产品发展到在景观装饰上的发展。LED景观树灯的应用更让人们观赏到LED所带来的美感和艺术的完美结合。LED作为新型光源，是掀开LED景观装饰照明的先锋，它节能耐用的特点弥补了传统景观灯的不足，将LED景观树的应用引起更强烈的关注，带给景观灯饰行业无限商机和遐想，是同类灯具的革命性产品。LED景观树的应用随着城市建设步伐的加快而普及，休闲广场和绿地公园成为了城市的亮点。

LED景观树外观非常逼真，白天夜晚均能观赏，这是天然植所不具备的，特别是夜晚观赏非常迷人梦幻，户外防水，节能省电，若选用低压供电方式安全更可靠，而且效果逼真。越来越多的城市美化、广场装饰、公园、别墅、花园开始采用LED景观树灯，LED景观树是现代城市景观设计美化亮化的点睛之作，在特殊生态环境可当作照明灯具使用。LED景观树照明效果如图3-18所示。

图3-18 LED景观树照明效果图

（4）LED景观树灯安装

叶片和LED颗粒灯固定在每个枝条上，施工方只要按照LED景观树灯本身的连接槽固定，再将枝条和主杆上相对应的电源线插接头连接即可，坚固便捷。LED景观树灯的维护较之其他景观灯简洁方便，只要把损坏灯串取下，装上新的灯串即可。具体步骤如下：

1）树身固定。

2）树杈安装并固定，对接上插头。

3）把带花朵的树枝插入树杈再固定，对接上插头。

4）把树枝随意扳开弯曲。

5）关闭总电源，接上电源线（低压的需先连接变压器，闪动的需先连接控制器），通电试亮灯。