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

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

隨著世界能源危機的日益嚴重，各國都在努力實施“節(jié)能減排”工程。我國十一五規(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照明產品以其壽命長、發(fā)光效率高、不含汞、抗震好、少維護等優(yōu)點，是被照明界廣泛認可得理想照明產品。在信號塔照明更擁有其發(fā)展優(yōu)勢。

項目研究背景與意義

（一）節(jié)能減排、高效照明是關鍵任務。

LED照明燈具產業(yè)以突出的節(jié)能優(yōu)勢引起了國家的高度重視，《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》將半導體照明產品明確列為“重點領域及其優(yōu)先主題”，提出“重點研究高效節(jié)能、長壽命的半導體照明產品”。

近年來，在很多政府會議和相關發(fā)展規(guī)劃中都極力倡導節(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燈具在景觀照明領域的優(yōu)勢

1.產品光源優(yōu)勢

led光源除了無汞、節(jié)能、節(jié)材、對環(huán)境無電磁干擾、無有害射線五項優(yōu)點之外，在景觀照明中，還有很多如：低壓供電；結構簡單；可控性好；輕質結構；柔性化好等優(yōu)勢。

2.燈具美化性能好

在景觀照明中，燈具安裝要保護景觀和環(huán)境，防止燈具有礙觀瞻，要做到白天美化，夜幕下藝術亮化。這就需要燈具的結構與安裝因景制宜，因建筑特色制宜，很多標準燈具是滿足不了以上要求的。led燈具設計的柔性化，特別適合因景制宜的非標燈具設計，使景觀照明與景觀協(xié)調，達到美化環(huán)境的新水平。

3.LED的智能化控制技術

LED景觀照明的智能化控制技術，屬于模擬或數(shù)碼技術、或微機控制技術領域，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；非標設計很多。

（三）LED產品在信號塔照明中得推廣意義

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

1.信號塔特色照明產業(yè)

信號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，對于信號塔照明來說照明設計趨勢是做到實用性與美觀性，既很好的迎合城市環(huán)境又有自己的獨特性。

a.信號塔照明分析

那些比較有觀賞價值的鐵塔照明中以高亮度及其特色照明為主要形式，觀賞的藝術價值是其照明設計的重點。對于信號塔因受到功能影響，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

對于景觀性鐵塔，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多量的燈具產品。但是從塔式結構的外立面分析，鋼架式結構使其照明時受光面小，要達到高亮度目的將造成不必要的光浪費。所以對于信號塔的設計，主要采用高效率節(jié)能的LED產品，最大限度的利用塔身結構立面，采用密集式布燈方式，達到高效節(jié)能，功能性與藝術美學于一體的照明設計。

2.LED產品在信號塔照明中的普及

信號塔照明的普及是基于國家對于LED節(jié)能減排新能源的大幅度推廣的前提下展開的。就信號塔而言不管從建筑結構到照明裝飾形式上，LED產品都有其絕對優(yōu)勢在信號塔照明中大力推廣。隨著城市照明的不斷發(fā)展，信號塔也將是未來照明中不容忽略的一部分。

總結：在信號塔設計中LED產品是大勢所趨，不管從光色到靈活性，再到節(jié)能減排的目的，LED產品在信號塔亮化設計中將更大范圍內發(fā)揮其產品優(yōu)勢！

項目研究內容

（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化為光的半導體器件，依靠材料中的正負極電荷復合來發(fā)光。LED的內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，光學系統(tǒng)的效率直逼90%。

2.合理的配光

LED體積非常小，在設計中可以視為點光源，這使得光學設計師可以為相應的場合設計最合理的配光形狀。

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，這樣可以方便設計師按照國家標準中的相關規(guī)定合理分時段調整功率。

4.長壽

LED光源的平均壽命＞50000小時，在具有良好的散熱燈具中還可以進一步延長，這是節(jié)能燈壽命的10倍，高品質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）都含有的有害物質汞，也不產生對環(huán)境有害的紫外線，是名副其實的綠色燈具。

（二）LED產品在信號塔亮化藝術設計上的優(yōu)勢

隨著社會的不斷發(fā)展進步，照明設計的需求也在不斷的變化。在現(xiàn)代社會中，越來越強調人與物及環(huán)境的和諧相處的理念即人性化的設計，以及與地域文化相結合的文化設計理念，在信號塔的照明藝術設計中這些因素也是設計師的考慮重點，是其發(fā)揮靈感的方向，在完成這個設計中，產品的選擇是設計成敗的關鍵性因素，作為節(jié)能光源，LED產品以獨特的性能、靈活的安裝控制等特點很好的配合了設計師在照明藝術上的構想。在以信號塔這些新興特種照明載體上，LED產品以其對于被照物的適宜性而脫引而出。

1.以人為本，科學照明

信號塔照明設計在設計過程中應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、遠景環(huán)境等。如果該信號塔座落在以居民住宅區(qū)為主的區(qū)域則應該注意注重夜晚強光影響附近居民休息、合理分段控制亮燈時間段，以及功率大小。根據(jù)所屬環(huán)境的不同，調整LED產品在整個塔身中的應用。在整體夜晚環(huán)境的把握中合理布燈，避免不該產生的光污染與光浪費。如果能做到科學布燈及選取燈具，結合LED產品的靈活性控制，將很大程度發(fā)揮其LED產品的照明優(yōu)勢，做到科學照明。

2.注重視覺感官

設計師應根據(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所需的不同設計風格、設計要求。設計師應通過一系列設想，提高夜間景觀的文化品位，挖掘地方傳統(tǒng)特色。

3.LED產品注重結合文化元素

在景觀照明設計中設計師的注重點，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。設計既要起到美化周邊環(huán)境的作用，為城市整體景觀增色，又要讓人在無意識中調節(jié)情緒、陶冶情操。充分體現(xiàn)出夜景照明設計的藝術性。表現(xiàn)過程中有突出城市的文化氛圍，信號塔照明中LED產品是一種更新形勢靈活的文化表現(xiàn)方式，對信號塔景觀照明的文化體現(xiàn)具有現(xiàn)實意義。

（三）LED產品在信號塔亮化工程上的優(yōu)勢

信號塔照明設計，避開傳統(tǒng)概念中的只要高亮度與璀璨為主，對于它的照明，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

綠色照明設計主要是改善人們生活質量，提高人們照明環(huán)境，但追究其本質則為“能源節(jié)約”。在綠色照明理念中之所以如此強調能源節(jié)約，其原因是在全世界能源緊張。

a.光污染問題

針對夜間照明的光污染主要包括：眩光污染、侵擾光污染和顏色污染這幾項。杜絕光污染除了選用綠色照明產品，還有就是根據(jù)被照物進行合理科學布燈，有效進行燈光控制系統(tǒng)，減少光污染問題。

b.LED綠色照明設計與節(jié)能

綠色照明工程要求的照明節(jié)能要充分運用現(xiàn)代科技手段提高照明器材效率來實現(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量和美化生活的同時節(jié)能環(huán)保?，F(xiàn)在鐵塔照明為了突出其城市或地域的夜景標志性作用，往往在設計過程中會出現(xiàn)為了觀賞效果而有些不計成本的采用大量燈具的現(xiàn)象，這樣既降低了實際照明效率又浪費了能源，還無端的產生了光污染問題。其實在信號塔照明中，設計者完全可以通過結合多方面因素，合理、靈活的選用燈具。最大限度的控制光污染與浪費，做到節(jié)能環(huán)保。

2.“因地適宜”

信號塔因為受到其輻射的限制,中相對比較重視中景與遠景的觀測，尤其是遠景觀測。所以燈光布局上頂部的高亮程度為重點表現(xiàn)區(qū)域，讓其達到遠觀的最佳效果?？紤]到信號塔的結構特

點：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，及其輕巧的外觀效果，讓信號塔在白天也一樣美觀。所以LED產品的獨特性能，比較合適信號塔亮化中

對于燈具的極高要求。

LED產品應用案例分析

1.案例簡述：

烏魯木齊水磨溝信號塔，位于烏魯木齊水磨溝區(qū)水塔山上，是一次LED在信號塔照明中的實際案例，本次設計均采用led照明產品，旨在以實際案例深入了解LED在信號塔照明中應用的優(yōu)勢。

2.設計原則：

在對信號塔的設計中，主要考慮到燈光的處理時能同時尊重并且要加強建筑物獨特的結構，增其人文內涵與可觀賞性。設計考慮到它的空間環(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、精巧的處理形式進行夜景表現(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.設計思路：

以小功率LED的集中打燈方式，對信號塔進行夜晚亮化設計，為了增強其遠觀效果，頂部在原來規(guī)律的布燈情況下，增加LED稍大功率的暖白，讓信號塔更具層次感。使得遠景與近景出現(xiàn)不同的視覺沖擊力，打造烏魯木齊夜色下新亮點，讓其成為小型“埃菲爾”。塔結構與LED亮化產品完美的結合，功能性與美觀性共存，塑造信號塔完美的夜晚藝術氛圍。

4.設計展示：

信號塔夜晚效果

5.工程施工：

此次水塔山亮化工程施工出現(xiàn)的問題:

a.塔身鋼架結構使其受光面過于狹窄，使遠觀效果受阻

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。

工程施工問題解決：

a.選擇窄光束、高光效燈具，避免光浪費。

本次設計中從項目的實際出發(fā)，照明做到高效節(jié)能的原則，考慮到信號塔功能性美化性，所以對于它的照明以實用美觀為原則，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的光浪費。

b.塔身均勻根據(jù)結構布燈、頂部加燈，高強度打亮。

信號塔布燈過程中塔身均以四角雙向朝上的打燈方法，考慮到信號塔夜間的遠觀效果，信號塔頂部加入稍大功率暖白投光燈。整體布燈中，在解決了遠觀的體的同時，也使得信號塔夜晚更具燈光明暗層次感，避開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，燈具簡潔美觀。

設計中均采用小功率投光燈，而對于外觀上，根據(jù)塔結構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塔相配對，使其不會影響白天的美觀。

研究總結與展望

LED產品作為綠色節(jié)能的第四光源，被大力推廣，在本次科學論據(jù)以及實驗證明LED產品在性能其他方面相對其他照明產品更加適合信號塔的照明，但是現(xiàn)階段LED產品也存在技術等方面的不成熟，所以LED在信號塔中的應用還需要進一步深入實踐探究。不過相信LED未來將以絕對優(yōu)勢在信號塔照明被廣泛應用。