浅析LED冰雪景观照明系统方案设计[1]

　　冰雪艺术景观发源于哈尔滨，由于采用了冰雪作为表现载体，因此形成了非常独特的景观艺术文化，目前，已经发展成为世界上规模最大的冰雪艺术景观，并形成了独具地方特色的旅游文化产业。

　　问题与挑战

　　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。冰雪景观的灯光经历了烛光、白炽灯到荧光灯这样一种发展历程。尽管冰雪景观雕塑和建筑艺术日趋完美，但是其应用的传统光源已经严重阻碍了冰雪景观艺术效果的提升，主要原因有以下几个方面：

　　（1）传统光源无法实现动态变换的照明效果，延续近40年的静态景观照明效果已经阻碍了冰雪景观艺术效果的提升，目前最迫切的需求就是，将凝固的冰雪景观转化为动态的、有生命力的景观艺术。

　　（2）传统光源不可回收的痼疾为冰雪景观的建设带来了巨大的资金压力。传统的白炽灯和荧光灯易损、无法回收，每年均需重复投入，而且报废光源中的重金属物质严重污染了环境。以哈尔滨冰雪大世界为例，每年在冰雪景观应用的荧光灯数量高达40万只，景观融化后荧光灯直接报废，灯管内的汞对松花江水质造成了每年54万m3的严重污染。

　　（3）绿色节能是冰雪艺术景观旅游文化产业的发展趋势和方向。每年冰雪大世界的一项重要成本投入就是电费开销，传统光源光效低，尤其是在低温运行环境下耗能更大，因此采用绿色节能照明光源是冰雪景观节约能耗的有效保证。

　　在此背景下，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、长寿、高可靠性、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。那么，让我们来看看冰雪景观对LED灯具有哪些方面的要求。

　　冰雪景观照明的需求特点

　　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十五天，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我们下大力气投入研发。

　　总而言之，设计方的要求是“效果好”,施工方的要求是“简单快捷”,经营业主的要求是“物美价廉”.下一步讨论如何来满足这些要求。

　　LED冰雪景观照明系统设计方案需要考虑的几点问题

　　1、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类型。

　　投光型LED灯具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类型。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。我们需充分利用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类型。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。

　　另外一种类型是透光型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。