中國(guó)迅速發(fā)展，城市化程度不斷提高。隨著生活水平的逐漸提升，審美意識(shí)的增長(zhǎng)，人們對(duì)城市燈光也有了更高要求。

在城市景觀照明中信號(hào)塔作為e時(shí)代的建筑產(chǎn)物，也成為城市建筑景觀中夜景文化的重要載體。信號(hào)塔的照明被列入建筑景觀照明中城市照明的一部分。

隨著世界能源危機(jī)的日益嚴(yán)重，各國(guó)都在努力實(shí)施“節(jié)能減排”工程。我國(guó)十一五規(guī)劃更是明確指出了“把把節(jié)約資源作為基本國(guó)策”，發(fā)展高效、節(jié)能、環(huán)保的新型照明燈具已刻不容緩。led照明產(chǎn)品以其壽命長(zhǎng)、發(fā)光效率高、不含汞、抗震好、少維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，是被照明界廣泛認(rèn)可得理想照明產(chǎn)品。在信號(hào)塔照明更擁有其發(fā)展優(yōu)勢(shì)。

項(xiàng)目研究背景與意義

（一）節(jié)能減排、高效照明是關(guān)鍵任務(wù)。

LED照明燈具產(chǎn)業(yè)以突出的節(jié)能優(yōu)勢(shì)引起了國(guó)家的高度重視，《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》將半導(dǎo)體照明產(chǎn)品明確列為“重點(diǎn)領(lǐng)域及其優(yōu)先主題”，提出“重點(diǎn)研究高效節(jié)能、長(zhǎng)壽命的半導(dǎo)體照明產(chǎn)品”。

近年來(lái)，在很多政府會(huì)議和相關(guān)發(fā)展規(guī)劃中都極力倡導(dǎo)節(jié)能減排的理念。LED作為節(jié)能的先鋒，將是照明的主流。

（二）led燈具在景觀照明領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)

1.產(chǎn)品光源優(yōu)勢(shì)

led光源除了無(wú)汞、節(jié)能、節(jié)材、對(duì)環(huán)境無(wú)電磁干擾、無(wú)有害射線五項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)之外，在景觀照明中，還有很多如：低壓供電；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；可控性好；輕質(zhì)結(jié)構(gòu)；柔性化好等優(yōu)勢(shì)。

2.燈具美化性能好

在景觀照明中，燈具安裝要保護(hù)景觀和環(huán)境，防止燈具有礙觀瞻，要做到白天美化，夜幕下藝術(shù)亮化。這就需要燈具的結(jié)構(gòu)與安裝因景制宜，因建筑特色制宜，很多標(biāo)準(zhǔn)燈具是滿足不了以上要求的。led燈具設(shè)計(jì)的柔性化，特別適合因景制宜的非標(biāo)燈具設(shè)計(jì)，使景觀照明與景觀協(xié)調(diào)，達(dá)到美化環(huán)境的新水平。

3.LED的智能化控制技術(shù)

LED景觀照明的智能化控制技術(shù)，屬于模擬或數(shù)碼技術(shù)、或微機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，多數(shù)為緊湊型或嵌入式系統(tǒng),變化花樣繁多；既有單燈控制，又有群控模式；非標(biāo)設(shè)計(jì)很多。

（三）LED產(chǎn)品在信號(hào)塔照明中得推廣意義

信號(hào)塔是新興電子化時(shí)代的附屬建筑產(chǎn)物，隨著電子時(shí)代到來(lái)的到來(lái)，信號(hào)塔越來(lái)越多的在城市中出現(xiàn)。因受到用途的制約，信號(hào)塔的夜景照明還未全面展開(kāi)，但是隨著照明的不斷發(fā)展，信號(hào)塔照明也將成為照明產(chǎn)業(yè)很有開(kāi)發(fā)價(jià)值的一塊。

1.信號(hào)塔特色照明產(chǎn)業(yè)

信號(hào)塔有別與埃菲爾鐵塔、東京鐵塔的觀賞與商業(yè)性能，但是作為城市建筑中的新興物，正慢慢融入城市夜景規(guī)劃范圍，對(duì)于信號(hào)塔照明來(lái)說(shuō)照明設(shè)計(jì)趨勢(shì)是做到實(shí)用性與美觀性，既很好的迎合城市環(huán)境又有自己的獨(dú)特性。

a.信號(hào)塔照明分析

那些比較有觀賞價(jià)值的鐵塔照明中以高亮度及其特色照明為主要形式，觀賞的藝術(shù)價(jià)值是其照明設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。對(duì)于信號(hào)塔因受到功能影響，它一般處于比較偏的地方，所以在夜景照明中，融入城市夜景環(huán)境，做到節(jié)能環(huán)保與美觀功能即可。

b.杜絕高亮度、拒絕光浪費(fèi)

對(duì)于景觀性鐵塔，地處比較繁華的旅游觀光區(qū)或者城市廣場(chǎng)之類，以其豐富的文化背景和建筑特色吸引游客，景觀照明中多采用高強(qiáng)多量的燈具產(chǎn)品。但是從塔式結(jié)構(gòu)的外立面分析，鋼架式結(jié)構(gòu)使其照明時(shí)受光面小，要達(dá)到高亮度目的將造成不必要的光浪費(fèi)。所以對(duì)于信號(hào)塔的設(shè)計(jì)，主要采用高效率節(jié)能的LED產(chǎn)品，最大限度的利用塔身結(jié)構(gòu)立面，采用密集式布燈方式，達(dá)到高效節(jié)能，功能性與藝術(shù)美學(xué)于一體的照明設(shè)計(jì)。

2.LED產(chǎn)品在信號(hào)塔照明中的普及

信號(hào)塔照明的普及是基于國(guó)家對(duì)于LED節(jié)能減排新能源的大幅度推廣的前提下展開(kāi)的。就信號(hào)塔而言不管從建筑結(jié)構(gòu)到照明裝飾形式上，LED產(chǎn)品都有其絕對(duì)優(yōu)勢(shì)在信號(hào)塔照明中大力推廣。隨著城市照明的不斷發(fā)展，信號(hào)塔也將是未來(lái)照明中不容忽略的一部分。

總結(jié)：在信號(hào)塔設(shè)計(jì)中LED產(chǎn)品是大勢(shì)所趨，不管從光色到靈活性，再到節(jié)能減排的目的，LED產(chǎn)品在信號(hào)塔亮化設(shè)計(jì)中將更大范圍內(nèi)發(fā)揮其產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)！

項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容

（一）LED的發(fā)展及特性

LED(LightEmittingDiode),發(fā)光二極管，是一種可以直接把電轉(zhuǎn)化為光的半導(dǎo)體器件，依靠材料中的正負(fù)極電荷復(fù)合來(lái)發(fā)光。LED的內(nèi)在特征決定了它是最理想的代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光源，有著廣泛的用途。

1.高光效

傳統(tǒng)熒光燈與HID光源（高壓鈉燈、金鹵燈、汞燈）均為360度方向發(fā)光，在戶外照明中不得不采用外射器來(lái)利用它們向上發(fā)射的光線，這種方式使得傳統(tǒng)燈具的光效難以突破78%，而采用led光源的燈具可采用棱鏡折射的方式二次配光，光學(xué)系統(tǒng)的效率直逼90%。

2.合理的配光

LED體積非常小，在設(shè)計(jì)中可以視為點(diǎn)光源，這使得光學(xué)設(shè)計(jì)師可以為相應(yīng)的場(chǎng)合設(shè)計(jì)最合理的配光形狀。

3.節(jié)能

這首先表現(xiàn)在led燈具的高光效和合理配光；由于LED光源的電氣特性，它可以平穩(wěn)的工作在很大的功率變化區(qū)間，這樣可以方便設(shè)計(jì)師按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定合理分時(shí)段調(diào)整功率。

4.長(zhǎng)壽

LED光源的平均壽命＞50000小時(shí)，在具有良好的散熱燈具中還可以進(jìn)一步延長(zhǎng)，這是節(jié)能燈壽命的10倍，高品質(zhì)HID光源的5倍。

5.安全、環(huán)保

LED處于低電壓直流工作狀態(tài)，而且工作穩(wěn)定。它比傳統(tǒng)燈具更適合工作在對(duì)溫度、電氣指數(shù)敏感的區(qū)域。led燈具它不再含有大多數(shù)傳統(tǒng)燈具（采用熒光燈、汞燈、鈉燈、金鹵燈的燈具）都含有的有害物質(zhì)汞，也不產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的紫外線，是名副其實(shí)的綠色燈具。

（二）LED產(chǎn)品在信號(hào)塔亮化藝術(shù)設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢(shì)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，照明設(shè)計(jì)的需求也在不斷的變化。在現(xiàn)代社會(huì)中，越來(lái)越強(qiáng)調(diào)人與物及環(huán)境的和諧相處的理念即人性化的設(shè)計(jì)，以及與地域文化相結(jié)合的文化設(shè)計(jì)理念，在信號(hào)塔的照明藝術(shù)設(shè)計(jì)中這些因素也是設(shè)計(jì)師的考慮重點(diǎn)，是其發(fā)揮靈感的方向，在完成這個(gè)設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品的選擇是設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵性因素，作為節(jié)能光源，LED產(chǎn)品以獨(dú)特的性能、靈活的安裝控制等特點(diǎn)很好的配合了設(shè)計(jì)師在照明藝術(shù)上的構(gòu)想。在以信號(hào)塔這些新興特種照明載體上，LED產(chǎn)品以其對(duì)于被照物的適宜性而脫引而出。

1.以人為本，科學(xué)照明

信號(hào)塔照明設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮景觀周圍環(huán)境，如所屬城市方位、以及近景環(huán)境、中景環(huán)境、遠(yuǎn)景環(huán)境等。如果該信號(hào)塔座落在以居民住宅區(qū)為主的區(qū)域則應(yīng)該注意注重夜晚強(qiáng)光影響附近居民休息、合理分段控制亮燈時(shí)間段，以及功率大小。根據(jù)所屬環(huán)境的不同，調(diào)整LED產(chǎn)品在整個(gè)塔身中的應(yīng)用。在整體夜晚環(huán)境的把握中合理布燈，避免不該產(chǎn)生的光污染與光浪費(fèi)。如果能做到科學(xué)布燈及選取燈具，結(jié)合LED產(chǎn)品的靈活性控制，將很大程度發(fā)揮其LED產(chǎn)品的照明優(yōu)勢(shì)，做到科學(xué)照明。

2.注重視覺(jué)感官

設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)不同的環(huán)境，既要考慮到燈具的造型、燈具、亮度、照度、明暗層次、色彩變幻、光色氛圍、空間搭配等基本因素，還要考慮到不同類型景點(diǎn)所需的不同設(shè)計(jì)風(fēng)格、設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)師應(yīng)通過(guò)一系列設(shè)想，提高夜間景觀的文化品位，挖掘地方傳統(tǒng)特色。

3.LED產(chǎn)品注重結(jié)合文化元素

在景觀照明設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)師的注重點(diǎn)，不只局限于提高照明亮度和精美度，還考慮到能夠滿足人們的審美需求以及熱愛(ài)美好景觀的心理需求，考慮到城市的歷史環(huán)境和文化特色。設(shè)計(jì)既要起到美化周邊環(huán)境的作用，為城市整體景觀增色，又要讓人在無(wú)意識(shí)中調(diào)節(jié)情緒、陶冶情操。充分體現(xiàn)出夜景照明設(shè)計(jì)的藝術(shù)性。表現(xiàn)過(guò)程中有突出城市的文化氛圍，信號(hào)塔照明中LED產(chǎn)品是一種更新形勢(shì)靈活的文化表現(xiàn)方式，對(duì)信號(hào)塔景觀照明的文化體現(xiàn)具有現(xiàn)實(shí)意義。

（三）LED產(chǎn)品在信號(hào)塔亮化工程上的優(yōu)勢(shì)

信號(hào)塔照明設(shè)計(jì)，避開(kāi)傳統(tǒng)概念中的只要高亮度與璀璨為主，對(duì)于它的照明，定位是介于建筑照明與景觀照明中間的，所以以融入周圍夜景環(huán)境、提高夜景氛圍為主。

1.綠色照明

綠色照明設(shè)計(jì)主要是改善人們生活質(zhì)量，提高人們照明環(huán)境，但追究其本質(zhì)則為“能源節(jié)約”。在綠色照明理念中之所以如此強(qiáng)調(diào)能源節(jié)約，其原因是在全世界能源緊張。

a.光污染問(wèn)題

針對(duì)夜間照明的光污染主要包括：眩光污染、侵?jǐn)_光污染和顏色污染這幾項(xiàng)。杜絕光污染除了選用綠色照明產(chǎn)品，還有就是根據(jù)被照物進(jìn)行合理科學(xué)布燈，有效進(jìn)行燈光控制系統(tǒng)，減少光污染問(wèn)題。

b.LED綠色照明設(shè)計(jì)與節(jié)能

綠色照明工程要求的照明節(jié)能要充分運(yùn)用現(xiàn)代科技手段提高照明器材效率來(lái)實(shí)現(xiàn)。正確選擇適宜的光源、燈具以及如何合理布置是保證照明質(zhì)量和美化生活的同時(shí)節(jié)能環(huán)?！，F(xiàn)在鐵塔照明為了突出其城市或地域的夜景標(biāo)志性作用，往往在設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)為了觀賞效果而有些不計(jì)成本的采用大量燈具的現(xiàn)象，這樣既降低了實(shí)際照明效率又浪費(fèi)了能源，還無(wú)端的產(chǎn)生了光污染問(wèn)題。其實(shí)在信號(hào)塔照明中，設(shè)計(jì)者完全可以通過(guò)結(jié)合多方面因素，合理、靈活的選用燈具。最大限度的控制光污染與浪費(fèi)，做到節(jié)能環(huán)保。

2.“因地適宜”

信號(hào)塔因?yàn)槭艿狡漭椛涞南拗?中相對(duì)比較重視中景與遠(yuǎn)景的觀測(cè)，尤其是遠(yuǎn)景觀測(cè)。所以燈光布局上頂部的高亮程度為重點(diǎn)表現(xiàn)區(qū)域，讓其達(dá)到遠(yuǎn)觀的最佳效果?？紤]到信號(hào)塔的結(jié)構(gòu)特

點(diǎn)：受光面窄，燈具安裝位置受局限等原因，燈具選擇上采用發(fā)光角度窄，高光效的特點(diǎn)，及其輕巧的外觀效果，讓信號(hào)塔在白天也一樣美觀。所以LED產(chǎn)品的獨(dú)特性能，比較合適信號(hào)塔亮化中

對(duì)于燈具的極高要求。

LED產(chǎn)品應(yīng)用案例分析

1.案例簡(jiǎn)述：

烏魯木齊水磨溝信號(hào)塔，位于烏魯木齊水磨溝區(qū)水塔山上，是一次LED在信號(hào)塔照明中的實(shí)際案例，本次設(shè)計(jì)均采用led照明產(chǎn)品，旨在以實(shí)際案例深入了解LED在信號(hào)塔照明中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。

2.設(shè)計(jì)原則：

在對(duì)信號(hào)塔的設(shè)計(jì)中，主要考慮到燈光的處理時(shí)能同時(shí)尊重并且要加強(qiáng)建筑物獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，增其人文內(nèi)涵與可觀賞性。設(shè)計(jì)考慮到它的空間環(huán)境，以及所處位置，采用小功率LED以密集打亮的方法，用低調(diào)、精巧的處理形式進(jìn)行夜景表現(xiàn)，增加它夜晚的觀賞性?？紤]到白天效果，燈具的安裝充分考慮其白天的美觀性。

3.設(shè)計(jì)思路：

以小功率LED的集中打燈方式，對(duì)信號(hào)塔進(jìn)行夜晚亮化設(shè)計(jì)，為了增強(qiáng)其遠(yuǎn)觀效果，頂部在原來(lái)規(guī)律的布燈情況下，增加LED稍大功率的暖白，讓信號(hào)塔更具層次感。使得遠(yuǎn)景與近景出現(xiàn)不同的視覺(jué)沖擊力，打造烏魯木齊夜色下新亮點(diǎn)，讓其成為小型“埃菲爾”。塔結(jié)構(gòu)與LED亮化產(chǎn)品完美的結(jié)合，功能性與美觀性共存，塑造信號(hào)塔完美的夜晚藝術(shù)氛圍。

4.設(shè)計(jì)展示：

信號(hào)塔夜晚效果

5.工程施工：

此次水塔山亮化工程施工出現(xiàn)的問(wèn)題:

a.塔身鋼架結(jié)構(gòu)使其受光面過(guò)于狹窄，使遠(yuǎn)觀效果受阻

b.燈具布燈怎樣體現(xiàn)其夜景中明暗的層次感

c.受空間局限性，燈具外造型必須小巧，保證白天的美觀性。

工程施工問(wèn)題解決：

a.選擇窄光束、高光效燈具，避免光浪費(fèi)。

本次設(shè)計(jì)中從項(xiàng)目的實(shí)際出發(fā)，照明做到高效節(jié)能的原則，考慮到信號(hào)塔功能性美化性，所以對(duì)于它的照明以實(shí)用美觀為原則，做到綠色照明。選用摘光束投光燈，增加其豎向光照范圍，避免采用寬廣角度投光燈帶來(lái)的光浪費(fèi)。

b.塔身均勻根據(jù)結(jié)構(gòu)布燈、頂部加燈，高強(qiáng)度打亮。

信號(hào)塔布燈過(guò)程中塔身均以四角雙向朝上的打燈方法，考慮到信號(hào)塔夜間的遠(yuǎn)觀效果，信號(hào)塔頂部加入稍大功率暖白投光燈。整體布燈中，在解決了遠(yuǎn)觀的體的同時(shí)，也使得信號(hào)塔夜晚更具燈光明暗層次感，避開(kāi)了意味只要求高亮度的亮化審美誤區(qū)。

c.合理選擇燈具外形，燈具簡(jiǎn)潔美觀。

設(shè)計(jì)中均采用小功率投光燈，而對(duì)于外觀上，根據(jù)塔結(jié)構(gòu)特色及燈具安裝位置，選擇外形較為輕巧的燈具造型與信號(hào)塔相配對(duì)，使其不會(huì)影響白天的美觀。

研究總結(jié)與展望

LED產(chǎn)品作為綠色節(jié)能的第四光源，被大力推廣，在本次科學(xué)論據(jù)以及實(shí)驗(yàn)證明LED產(chǎn)品在性能其他方面相對(duì)其他照明產(chǎn)品更加適合信號(hào)塔的照明，但是現(xiàn)階段LED產(chǎn)品也存在技術(shù)等方面的不成熟，所以LED在信號(hào)塔中的應(yīng)用還需要進(jìn)一步深入實(shí)踐探究。不過(guò)相信LED未來(lái)將以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)在信號(hào)塔照明被廣泛應(yīng)用。