任福學

摘要：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。

關鍵詞：LED；照明

自從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(jīng)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(jīng)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(jīng)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，它是利用固體半導體芯片作為發(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(chǎn)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，在照明領域，我國由科技部在“863”計劃的支持下，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(chǎn)業(yè)基地。通過“863” 計劃等科技計劃的支持，我國已經(jīng)初步形成從外延片生產(chǎn)、 芯片制備到器件封裝集成應用的比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈。中國科學院院士鄭有在中國（南昌）半導體照明產(chǎn)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。

半導體照明應用于城市景觀照明的優(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頻段。而且單色性好，無需過濾可直接發(fā)出有色可見光，光色很純。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，故無熱量，無輻射損失。需要彩色光時其固有的色彩又避免了白光經(jīng)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；

2.1 安全可靠：LED單體工作電壓1.5-5V 之間，工作電流2-70mA 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。

3 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照明的維護工作量。

4 社會經(jīng)濟效益：與傳統(tǒng)的照明工具相比，LED照明產(chǎn)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(chǎn)品。LED照明產(chǎn)業(yè)難度和風險都大大低于微電子產(chǎn)業(yè)， 能夠發(fā)揮我國的比較優(yōu)勢。特別是位于產(chǎn)業(yè)鏈下游的芯片封裝和照明系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，既是一個技術密集型產(chǎn)業(yè)，又是一個勞動密集型產(chǎn)業(yè)，能夠充分發(fā)揮我國人力資源帶動相關產(chǎn)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80億度左右，基本上相當于三峽電站的年發(fā)電量。

原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(chǎn)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。作為照明設施管理部門，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(chǎn)業(yè)基地的建設， 較早地發(fā)展和推廣了半導體產(chǎn)品在城市景觀照明中的應用。部分光環(huán)境科技發(fā)展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，形成一種獨特的城市燈光藝術“燈光雕塑”。它采用有機半透板，透體玻璃鋼等作框架，集群LED燈做主光源，利用微電腦控制等技術使作品絢爛多彩、變幻迷人，成為城市夜景照明的點睛之作。

經(jīng)過10多年的努力，大慶市在半導體發(fā)光材料與器件科研和產(chǎn)業(yè)化取得了長足進步，在產(chǎn)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(chǎn)品等均實現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)， 品種涵蓋了紅外、 紅光、橙光、黃光、綠光、藍光、白光LED 等產(chǎn)品，具備了進一步大規(guī)模生產(chǎn)和向高檔產(chǎn)品發(fā)展的基礎。其中江西聯(lián)創(chuàng)公司的上游和中游產(chǎn)品規(guī)模為中國大陸最大企業(yè)， 南昌大學在半導體發(fā)光材料科研方面亦處于國內領先地位。近期，科技部在全國范圍內進行了調研論證， 江西位列全國四個半導體發(fā)光材料與器件產(chǎn)業(yè)鏈相對完整的產(chǎn)業(yè)區(qū)域之一。

于是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工程中大面積推廣采用了LED照明。

大慶市黎明河原名東二排污干渠，是五十年代人工開挖而成的。2000年開始大慶市政府斥巨資進行綜合改造，黎明河除了排水功能外還具備了景觀功能。其間中國園林藝術于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。而且黎明河如穿城項鏈把大慶城內的薩北湖、北湖、蘭德湖、濱洲湖、黎明湖、三永湖等水貫通激活。2002年黎明河全面實行亮化，讓夜晚的黎明河如銀河落波，重塑了城市的水景環(huán)境。黎明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，8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”，“夢入江南”，“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。

但同時我們看到目前LED的價格普遍高于普通白熾燈和熒光燈，而且大功率型 LED器件獲得高光通量的最大障礙依舊是芯片的取光方式和高發(fā)光效率封裝結構的設計。這些都尚需要研究單位和生產(chǎn)廠家靠規(guī)模生產(chǎn)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(chǎn)品，并早日取代路燈建設和維護中大功率的高壓鈉燈、高壓汞燈、金鹵燈等光源，為大家的夜晚添光增輝。

結束語

人類對于色彩的心理反應，是相當復雜的。在照明設計的過程中，對色彩的三個基本方面，即色相、明度、彩度三個方面，應結合起來，綜合考慮總體的照明色彩效果。此外，本文更多的是討論了色彩心理的共性，沒有涉及到不同文化背景下的不同色彩心理效應。其實不同的文化背景，對色彩的感知是存在很大差異的，在設計的過程中也應該具體問題具體分析，避免使用一些尷尬的色彩。