建筑夜景照明中线型轮廓灯的发展和应用
引言
轮廓照明在建筑上的应用有多种方式。
一种方式是以点光源(白炽灯、节能灯、LED点光源等)沿建筑物外沿布灯,以点连成线,勾出建筑物轮廓,我们称之为点状轮廓灯;另外一种方式是以连续性线型光源勾勒建筑物轮廓,这也是目前使用最多的方式,我们称之为线型轮廓灯;还有一种方式,以发光面(投光、内透、背光板等)构成建筑物轮廓,也可认为是一种轮廓照明,我们称之为面型轮廓灯。
本文围绕线型轮廓灯勾勒建筑物轮廓的照明方式,讨论该照明方式的发展、应用缺陷和如何正确应用。
1 线型轮廓灯的发展和现状
线型轮廓灯分为硬性和柔性两种。
硬性轮廓灯包括霓虹灯、冷阴极灯、日光灯等,柔性轮廓灯包括传统美耐灯、LED美耐灯、LED柔性霓虹灯、侧发光光纤等。
霓虹灯发明于19世纪末20世纪初,是最早应用于夜景照明的线型轮廓灯。
1926年上海南京东路伊文思图书馆柜窗上出现我国第一个霓虹灯广告。
1927年我国第一支霓虹灯由上海远东化学制造厂制成,并用于上海中央大旅社。
霓虹灯为低气压冷阴极辉光放电发光,从原理上来讲,是属于冷阴极灯的一种。
一般地,霓虹灯是指直径在 6 mm到12 mm之间的冷阴极灯管。
以10000 伏/60 毫安电感变压器配套2400K色温/20毫米直径/2米5长度的灯管为例,功耗一般每米为21 W。
霓虹灯光效比普通日光灯低。
国内的霓虹灯小作坊众多,大多粗制滥造,寿命2000-8000不等,应用时断亮现象较多。
由于霓虹灯功耗大、采用15KV以上高压驱动、外壳为易碎的玻璃,再加上LED美耐灯、LED柔性霓虹灯的出现并大规模运用,霓虹灯在建筑轮廓勾边上的应用逐渐减少,但在店招店牌上的应用规模仍不可小视。
冷阴极灯管直径在6 毫米以下或15mm以上。
冷阴极灯可认为是高质量的霓虹灯,在工艺、使用电极、安全性等方面比霓虹灯要求更高,光效得到提高,寿命可达20000小时。
因为与霓虹灯相同的易碎、高压启动特性,冷阴极灯在建筑轮廓勾边上的应用逐渐减少,在室内作为槽灯应用却十分广泛。
日光灯为热阴极弧光发光,阴极温度比较高,寿命比冷阴极灯短。
由于防水性能等原因,日光灯较少实用在轮廓照明上,如需使用,也必须有一定的防水外壳。
传统美耐灯(或称彩虹管)由樊邦宏于1985年研发成功。
传统美耐灯大多采用微型白炽灯泡或氖泡为光源,封装在塑料包层内成为柔性灯带,一般功率为34瓦/米左右。
白炽灯泡寿命短,约1000小时。
氖泡为冷阴极发光,体积较小,管径在3-6mm,长度为10-20mm,寿命约3000小时。
白炽灯或氖泡为点光源,所以传统美耐灯近看为点状发光。
由于白炽灯和氖泡外壳强度差,功耗也大,目前正在被LED美耐灯所取代。
LED美耐灯或称LED彩虹管、LED蛇皮管,包括扁三线、扁四线、扁五线、圆二线等各类规格。
LED美耐灯工艺与传统美耐灯类似,将5mm、3mm或椭圆直插LED光源封装在塑料包层内,并可以分路控制亮灭,产生变化效果。
由于LED为固体发光,封装好的LED为环氧外壳,不易破碎,方便包装、运输、安装,问世至今得到了广泛应用。
LED为点光源,所以LED美耐灯近看也为点状发光。
LED柔性霓虹灯达到了真正的线性发光。
LED柔性霓虹灯的光源封装在雾化塑料包层内,光线可经包层内介质均匀混光。
因此,LED柔性霓虹灯出光均匀,光线柔和不刺眼,加上整体可弯曲,在要求较高的场合得到比LED美耐灯更广泛的应用。
从功率上来看,根据LED和密度的不同,一般每米为4-8W。
LED丽虹灯(LEON)采用透明塑料微透镜达到线性出光的目的,达到较高亮度的同时,光线柔和性不如LED柔性霓虹灯。
功率与LED柔性霓虹灯区别不大。
LED数码管是另一种应用较多的线型轮廓灯。
LED数码管出光面一般为乳白PC罩,可以保证均匀混光。
一般为每米108颗或144颗直插或贴片LED,功率约12W。
LED数码管充分利用了LED控制灵活的特点,其中,实现单色常亮、突变或渐变效果的,一般称为护栏管;可产生RGB七彩(整体)变换的一般称为数码管;除了RGB七彩变换,还能产生流水、追逐、跑马、扫描等更多效果,有8段、16段或32段,可显示图文的,一般称为像素管。
不同厂家还有其它不同的称呼,本文统称LED数码管。
不同厂家的LED数码管因为工艺不同,防水、寿命等关键质量因素天差地别。
侧发光光纤利用光学上的全反射原理,将光源(一般是气体放电灯或LED)出光通过塑料线条导光引出,经过多个包层的特殊处理,达到通体均匀发光的效果。
侧发光光纤因为光源在远端,光纤中间没有电路等结构,几乎不存在防水等问题,在室内和室外照明中都得到了一定应用。
不同厂家的侧发光光纤功率不一,一般每米为0.2W-1W,适用于亮度要求不高,或环境亮度低的场合。
从整个市场来看,霓虹灯(冷阴极灯)曾一度占有线型轮廓灯市场上的主导地位。
目前,因为LED 的节能、控制灵活、不易碎等原因,LED相关线型轮廓灯产品逐渐开始占有压倒性的市场份额。
但是在选购的过程中,用户应对产品增加了解,优选LED品质好、灯具防水好、质保期长的产品。
2 采用线型轮廓灯进行建筑物轮廓照明的缺陷与正确应用
目前,由于照明设计简单,灯具安装方便,线型轮廓灯,尤其是LED线型轮廓灯在各个城市的夜景照明工程中得到了大量的集中应用。
这些应用,在城市“亮起来”的同时,也对城市夜景照明带来一定的负面影响。
首先,大量线型轮廓灯的集中使用,使得建筑物(群)平面化,没有主次之分,表现的只有一个个框框。
其次,轮廓照明缺乏明暗表达,不但没有体现建筑物的轮廓肌理和立体感,线条灯过高的亮度反而让游人忽略了建筑本身的特色和文化,起到了喧宾夺主的反作用。
同时,轮廓照明大量彩光的使用,造成整个城市的喧嚣艳俗,使得整个城市都失去了品位,遑论城市特征的体现。
另外,大量低品质的线型轮廓灯的大范围应用,缺亮断亮现象随处可见,严重影响了城市的夜间形象。
因此,夜景照明不应贪图设计安装简便,应引入科学的照明设计,慎用线型轮廓照明灯具。
线型轮廓灯的使用,应遵循小范围、情趣化的原则,在建筑物(群)的局部使用,避免大范围的简单堆砌;与建筑物结构相结合,利用建筑物局部圆弧等结构,或者采用乱序布灯,颠覆轮廓勾边的呆板无趣,营造与建筑物定位相一致的情景照明。
在局部使用过程中,线型灯具的亮度应加以控制,使其与其它部位的夜景照明亮度相匹配,增加立体感,慎用彩光,避免影响投光照明等其它照明方式的设计效果。
另外,设计、施工、业主单位应关注灯具质量的影响,优选高品质的线型轮廓灯具。
3 结论
线型轮廓灯的发展与光源的发展同步,经历了霓虹灯、传统美耐灯、LED等不同阶段。
目前,由于LED等新型光源的出现,线型轮廓灯因其节能、照明设计简单、安装维护方便等优点,在建筑物夜景照明工程中得到了大量的集中应用。
但是这种简单堆砌会使建筑物平面化,无法体现建筑物的特征,对夜间景观的表达起到了反作用。
因此,应当谨慎使用线型轮廓灯,遵循小范围、情趣化的应用原则,真正达到美化建筑夜景的效果。