توسعه سیستم های روشنایی LED اساسا طراحی ساختمان انرژی کارآمد را تغییر داده است، تغییر پارادایم از نور ساده به یک جزء یکپارچه و هوشمند از معماری پایدار خود را به عنوان چراغ های شاخص با شدت پایین به سیستم های هوشمند پیچیده امروز، LED ها برای دستیابی به صرفه جویی در انرژی، انعطاف پذیری طراحی و کاهش هزینه های عملیاتی طولانی مدت در هر دو پروژه تجاری و مسکونی تعریف این مقاله مدرن، توسعه کلیدی و توسعه، و ساخت های فن آوری های تکنولوژیکی آن، و توسعه آن، و توسعه پایدار، ضروری است.

پیشینه تاریخی روشنایی LED

داستان دیود نور (LED) در اوایل دهه 1960 آغاز شد، زمانی که دانشمندان در General Electric، تگزاس ابزار و دیگر آزمایشگاه های تحقیقاتی اولین LED های قابل مشاهده قابل مشاهده قابل مشاهده را توسعه دادند، این دستگاه های اولیه نور قرمز تیره را منتشر کردند و عمدتا به عنوان چراغ های شاخص در تجهیزات الکترونیکی، ماشین آلات و ساعت ها استفاده شدند.

برای دهه ها، چالش اصلی افزایش روشنایی و گسترش پالت رنگی برای شامل آبی بود که برای ایجاد نور سفید از طریق تبدیل فسفر یا مخلوط RGB ضروری است، پیشرفت در دهه 1990 به وجود آمد، زمانی که Shuji Nakamura آبی، سپس در Nichia Corporation، اولین فسفر آبی LED با استفاده از نور سفید رنگ روشن، این کشف به دست آورد Nakamura جایزه نوبل فیزیک در سال 2014 و روشن کردن نور گرم را برای تولید یک پوشش سفید روشن و یا سفید روشن می کند.

در طول 2000s، تولید کنندگان بر بهبود اثربخشی درخشان، رندر رنگ و مقیاس پذیری تولید متمرکز شدند.برنامه های وزارت انرژی ایالات متحده، مانند برنامه نورپردازی دولتی سوئیفت، نقش مهمی در بودجه و معیارهای عملکرد، تسریع انتقال از کنجکاوی آزمایشگاهی به محصولات اصلی ساختمان ایفا کرد.

پیشرفت های تکنولوژی کلیدی

سیستم های LED مدرن شباهت کمی به پیشینیان اولیه خود دارند. نوآوری مداوم در مواد نیمه هادی، مدیریت حرارتی، اپتیک و الکترونیک نورپردازی را تولید کرده است که به طور چشمگیری کارآمد، بادوام و همه کاره تر از هر تکنولوژی قبلی است.

بهره وری انرژی و مزایای زیست محیطی

مهم ترین مزیت نورپردازی LED، بهره وری انرژی استثنایی آن است. LED های با کیفیت بالا فعلی به بازده بیش از 200 لومن در هر وات، در مقایسه با 15 lm / W برای لامپ های کم ارتفاع و 70-100 lm / W برای لامپ های فشرده فلورسنت، این بدان معنی است که LED ها می توانند مصرف انرژی را برای نورپردازی با 80٪ در بسیاری از برنامه های کاربردی به طور مستقیم کاهش هزینه های صرفه جویی در انرژی - و یا استانداردهای حیاتی مانند رد پای زدن آن کاهش دهند.

فراتر از استفاده از انرژی، LED ها مزایای زیست محیطی قابل توجهی را ارائه می دهند که حاوی جیوه، مواد خطرناک موجود در لامپ های فلورسنت است که دفع و بازیافت عمر طولانی عملیاتی آنها را ساده می کند - به طور معمول 50000 تا 100،000 ساعت - به طور گسترده ای کاهش زباله و منابع مورد نیاز برای تولید، بسته بندی و حمل و نقل برای مدیران تاسیسات، جایگزینی کمتر به معنای هزینه های پایین تر کار و نگهداری است.

افزایش رنگ و درخشش Efficacy

LED های سفید اولیه اغلب از رندر رنگ ضعیف رنج می برند، فضاهای سرد یا غیر طبیعی به نظر می رسد. امروز LED ها می توانند به یک شاخص ارائه رنگ (CRI) از 90 یا بالاتر، نزدیک به کیفیت طیفی از نور طبیعی نور خورشید، برخی از محصولات حق بیمه ارائه می دهند یک CRI 95 +، ضروری برای خرده فروشی، مراقبت های بهداشتی و موزه های هنری که در آن درک دقیق رنگ حیاتی است.

پیشرفت در طراحی تراشه، فرمول های فسفر و بنینگر نیز کنترل دقیق بر دمای رنگ مرتبط (CCT)، از گرم 2700K به خنک کردن 6500K. سیستم های سفید قابل نظارت اجازه می دهد تنظیم پویا در طول روز، حمایت از ریتم های شبانه روزی انسان و رفاه متمرکز، در عین حال، بهبود در مدیریت حرارتی - با استفاده از سینک های حرارتی و مواد پیشرفته سفال - تولید ثابت و حتی بسته شدن نور را حفظ می کند.

ادغام در طراحی ساختمان مدرن

نورپردازی LED در حال حاضر یکپارچه در سیستم های ساختمان، قادر به کنترل بی سابقه، زیبایی شناسی و عملکرد انرژی است. معماران و مهندسان دیگر روشنایی را به عنوان یک پس از تفکر درمان نمی کنند، بلکه به عنوان یک عنصر بنیادی فرآیند طراحی است.

روشنایی هوشمند و اتوماسیون

یکی از تأثیرگذارترین تحولات، همگرایی روشنایی LED با کنترل های دیجیتال، سنسورها و سیستم های مدیریت ساختمان است. چراغ های هوشمند LED می توانند به صورت جداگانه مورد توجه قرار گیرند، اجازه می دهد مناطق، صحنه ها و برنامه ها از طریق یک پلت فرم مرکزی برنامه ریزی شوند. Occupancy و سنسورهای نور به طور خودکار کم می شوند یا خاموش کردن چراغ در مناطق بدون اشغال، بهینه سازی استفاده از انرژی بدون قربانی راحتی.

پروتکل های ارتباطی بی سیم مانند Zigbee، بلوتوث Mesh و PoE (Power over Ethernet) باعث می شوند تا به طور واضح، حتی در ساختمان های موجود، این شبکه ها همچنین می توانند داده های مربوط به استفاده از فضا و مصرف انرژی را جمع آوری کنند و صاحبان تاسیسات را با بینش های عملی فراهم کنند.

به عنوان مثال، سیستم هایی که با پیش بینی آب و هوا و حضور زمان گیر ادغام می شوند می توانند سطح روشنایی پیش از موعد را کاهش دهند، کاهش هزینه های تقاضای اوج با هشدارهای آتش نشانی و سیستم های اضطراری تضمین می کند که مسیرهای خروج به وضوح در طول قطع برق روشن می شوند، همه در حالی که با استفاده از انرژی کمتر از روشنایی معمول.

ادغام معماری و انعطاف پذیری Aesthetic

فاکتور فرم کوچک LED ها و خروجی کم گرما، طرح هایی را که با منابع نور قدیمی غیر ممکن بودند، امکان می دهد که نوارهای خطی را در پارچه ها، پله ها و پانل های دستی قرار دهند، می توانند بسیار نازک باشند، و اجازه می دهند طرح های سقف که خالی و بدون رنگ هستند. LED های تغییر رنگ اجازه می دهند یک نصب واحد برای انتقال از وظایف نور سفید عملکردی برای صحنه های رنگی پویا یا رویدادهای نام تجاری پویا.

طراحان به طور فزاینده ای از نورپردازی LED برای تعریف سلسله مراتب فضایی، ایجاد لنگرهای بصری و افزایش راه حل استفاده می کنند. نورپردازی مستقیم که دیوارها یا سقف ها را شستشو می دهد باعث می شود اتاق ها احساس بزرگتر و بهبود روشنایی درک شده بدون درخشش در دسترس بودن اندازه ماژول، زاویه های پرتو و گزینه های رنگی به این معنی است که هر قصد معماری می تواند با یک راه حل نورپردازی مناسب مطابقت داشته باشد.

آینده در روشنایی LED

تکامل تکنولوژی LED بسیار دور از نوآوری های نوظهور است که وعده می دهد مرزهای طراحی ساختمان با کارایی انرژی را از طریق مواد جدید، اتصال و رویکردهای انسانی گسترش دهد.

LED های ارگانیک (OLEDs) و نورپردازی انعطاف پذیر

LED های ارگانیک (OLED) نشان دهنده یک خروج قابل توجه از LED های منبع نقطه معمولی است. OLED مسطح، پانل های نور پراکنده ساخته شده از ترکیبات آلی است که نور را هنگامی که جریان الکتریکی اعمال می شود، آنها یک نمایه نازک ارائه می دهند - اغلب کمتر از 1 میلی متر - و می تواند انعطاف پذیر یا شفاف باشد.در حالی که اثربخشی فعلی OLED پایین تر از LED های معمولی است، آنها به طور استثنایی تولید می کنند، حتی به سرعت در حال رشد نور داخلی و منابع بالا هستند، و ساده و بدون نور، و ساده، و ساده، در حال افزایش می باشد.

نوارهای LED انعطاف پذیر در حال حاضر به یک اصل در روشنایی معماری تبدیل شده اند، اما تحولات آینده ممکن است به پانل های بزرگ و واقعا انعطاف پذیر که می توانند در اطراف ستون ها یا سطوح منحنی پیچیده شوند، امکان می دهد نور به جای یک ثابت اضافی تبدیل به بخش جدایی ناپذیر از مصالح ساختمانی شود.

ارتباطات نور Li-Fi و Visible

Li-Fi (Light Fidelity) از تغییرات سریع در شدت نور LED استفاده می کند - قابل درک برای چشم انسان - برای انتقال داده ها با سرعت بالا، این تکنولوژی از زیرساخت های روشنایی موجود برای ارائه ارتباطات پهنای باند بی سیم استفاده می کند، به طور بالقوه ارائه اتصالات امن تر و کمتر درک شده از Wi-Fi در محیط هایی که فرکانس های رادیویی محدود یا شلوغ هستند، مانند بیمارستان ها، دفاتر باز و تاسیسات استاندارد هنوز هم در سرعت های استاندارد گسترش می یابد.

روشنایی انسانی و روزانه C

آگاهی رو به رشد از تاثیر نور بر سلامت انسان باعث ایجاد تقاضا برای روشنایی انسان محور شده است، که دمای رنگ و شدت را برای تقلید الگوهای نور طبیعی نور سفید در صبح و اوایل بعد از ظهر به ترویج هوشیاری و تمرکز کمک می کند، در حالی که گرم تر، نور دیمر در شب از تولید ملاتونین و خواب آرام سیستم های سفید LED بی درنگ این امکان را بدون وسایل جداگانه و تحقیقات روزانه به عنوان سیستم های استاندارد برای مدیریت های مختلف، تسریع می کند.

نتیجه گیری

سیستم های نورپردازی LED از چراغ های شاخص ساده به راه حل های پیچیده و کارآمد انرژی که به طراحی ساختمان پایدار مدرن یکپارچه شده اند، از طریق پیشرفت های تکنولوژیکی بی وقفه، آنها در حال حاضر ارائه می دهند بهره وری بی نظیر، عمر طولانی، انعطاف پذیری طراحی و کنترل خط مقدم هوشمند، زیرا صنعت در حال حاضر پذیرای LED های آلی، و رویکردهای انسانی متمرکز، نقش روشنایی LED تنها گسترش، افزایش انرژی عمیق تر، توسعه داده های معماری، و توسعه یافته است که در حال حاضر مدیران توسعه می باشد، و توسعه می دهد.