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提要：本文通過對LED的基本原理介紹， LED因其節能、環保、使用壽命長、高效等特點，隨著電子信息技術的快速發展以及先進的多媒體技術，LED媒體建筑幕墻得到普遍應用，極大的提高了城市文化藝術氛圍。LED照明與建筑幕墻是不同領域的專業內容，為了更好的達到整體一致性，避免施工過程中重復設計、增加成本及造成安全隱患，需要一體化考慮。
關鍵詞：LED， 建筑幕墻，LED媒體建筑幕墻、一體化。
1、引言
隨著我國經濟的快速發展，城市中各種特色建筑也應運而生。除了建筑本身的功能、外形特色魅力外，對建筑物的夜間照明、燈光媒體也提出了更高的要求。LED因其具有節能、環保、使用壽命長、高效等相對于傳統光源有著無法比擬的優勢，近年來在建筑幕墻燈光照明中得到了廣泛應用。LED媒體建筑幕墻將聲音、圖像、視頻等融合，給人們一種奇特的藝術享受。利用LED媒體建筑幕墻可以對城市空間進行塑造，從而改變城市的整體形象。
2、LED
LED 是 Light Emittming Diode 的英文縮寫，中文的意思就是發光二極管。LED是一種固態半導體元件，它可以把電能轉化成光能。LED 核心是一個半導體的晶片，在晶片的一端附著在支架是負極，另一端與電源的正極相連，環氧樹脂（詞條“環氧樹脂”由行業大百科提供）封裝整體晶片。半導體晶片有兩部分組成：一是 N 型半導體，絕大多數都是電子，二是 P 型半導體，其內部空穴占主導地位，這兩種半導體就可以有效構成一個“P-N結”。電流通過導線對該晶片作用后，電子就會向 P 區進行轉移，在 P 區域內部空穴與電子進行復合，以光子的形式釋放能量，這就是 LED 發光基本原理。[3]
2.1 LED光源形式
LED光源有點狀(圖2.1)、條形(圖2.2)、LED顯示屏(圖2.4)及LED玻璃(圖2.5)等等。在透明建筑幕墻即玻璃幕墻中幾種形式均有較廣泛使用。在非透明建筑幕墻中如鋁板幕墻、石材幕墻等點狀或條狀使用比較普遍。在非透明幕墻中局部采用洗墻燈也最為普遍(圖2.3)。
2.2 LED顯示屏
LED顯示屏目前應用最廣泛的有兩種形式： LED 雙基色圖文顯示屏、LED 全彩色顯示屏。LED 雙基色圖文顯示屏：顯示器件是由許多紅綠 LED組成的顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。目前，LED 全彩色顯示屏在建筑幕墻應用較為廣泛。LED 全彩色顯示屏(圖2.4)：顯示器件是由許多紅綠藍 LED 組成，可以顯示視頻、動畫等信息[3]。LED顯示屏受維護、安裝等限制，室外空間要求較大。
2.3 LED玻璃
LED玻璃(LED Glass)又稱通電發光玻璃、電控發光玻璃，最早產生于德國，我國于 2006年研發成功。LED 玻璃需要夾膠玻璃及其夾膠玻璃制品，LED燈具及其附件需要與PVB膠片結合。LED玻璃既保持了玻璃超高通透性能，又能通過控制來呈現光電顯示效果，實現視頻播放。LED玻璃有如下特點：
通透性高：LED玻璃的通透率達99%，透光率達80%，不影響視線和采光;
穩定性（詞條“穩定性”由行業大百科提供）高：采用燈驅分離的控制方式，大大增強了LED燈珠的使用壽命和LED光電玻璃的穩定性，且其檢修成本較低;
安裝方式便捷：不破壞建筑結構及玻璃幕墻結構，與建筑幕墻結構達到完美契合，安裝方式與普通玻璃幕墻一致，局部可替代玻璃幕墻。
LED玻璃即可以作為玻璃幕墻裝飾建筑物的效果，又大大提升建筑物夜間形象的藝術表現力。所以LED玻璃近年來在建筑幕墻中應用較為廣泛。(圖2.5)
2.4 LED與建筑幕墻交接預留形式介紹
根據燈光照明要求，建筑幕墻需要給燈具預留足夠空間安裝及布線要求。可參考下圖所示(圖2.6、圖2.7)：
3、LED媒體建筑幕墻
LED 媒體建筑幕墻是一種嶄新的城市藝術形式，作為科學與藝術相結合的現代城市景觀。目前，城市中的各類建筑中LED媒體建筑幕墻大都利用動態屏幕，展示視頻、顯示廣告、城市信息以及人文藝術等等，給人以強烈的視覺沖擊。伴隨電子信息技術的快速發展，先進的多媒體技術，LED媒體建筑幕墻在城市中普遍應用，提高城市文化藝術氛圍。(圖3)
3.1 LED媒體建筑幕墻的原理
LED媒體建筑幕墻緊密連接了建筑和現代城市藝術設計空間的關系。LED 等新型照明材料通過計算機軟件程序的數字控制裝置，使LED顯示屏幕可以傳播圖像、動態 圖片、聲音，甚至與人產生互動。隨著計算機數字多媒體技術和設計軟件技術的發展，通過媒體幕墻技術不斷創新和藝術形式的創意相結合，使得建筑科學和藝術發生了相得益彰的奇跡。甚至LED 屏幕即使在分辨率較低的狀況下，也能使觀眾們看到完整的屏幕圖像，給人們以巨大的“屏幕”與建筑一體化的 LED 屏幕印象。電腦軟件上的控制界面在互聯網上下載圖片、影音、視頻等，LED 媒體建筑幕墻、集成控制系統可以連接到整個建筑，還能實現在不同地區或不同城市的媒體建筑幕墻上同步播放圖像、視頻等。
3.2 LED媒體建筑幕墻是一種新型建材
LED 屏幕作為新型的建筑材料，其耐用、穩定、節能、綠色環保得到業界行家的青睞，通過使用建筑外表面來創作動畫作品，即可以非常容易地更新廣告的內容，還可把整個屏幕顯示為單個或幾個窗口。LED 屏幕可以顯示豐富的光譜顏色，使用大規模成像來構建視頻素材，豐富了設計表現元素。LED 屏幕既美觀實用、低能源消耗并能保護美化環境。
3.3 LED媒體建筑幕墻的應用
LED 媒體建筑幕墻創建出新的城市空間，多變而華美艷麗的屏幕內容吸引著行人的長時間駐留觀看。建筑師和藝術家們通過LED 媒體建筑幕墻技術重新塑造嶄新的城市。城市公共藝術作品可以通過建筑外墻得以創建，城市的建筑和城市的景觀、文化、藝術、商業結合成為一個整體——現代媒體建筑幕墻藝術。實際上，LED 媒體建筑幕墻正在悄然成為我們城市的一種共同的特征。
4、LED照明與建筑幕墻一體化
LED 光源小、壽命長和易于控制的特點，非常適用于城市建筑夜景照明工程。夜景照明工程在滿足照度、亮度、色彩、對比度要求的基礎上，還要滿足燈具和布線隱藏、防眩光等要求，即在不影響建筑物夜景照明效果的前提下，力求做到“見光不見燈”的建筑照明一體化設計。[2]如果夜景照明與建筑幕墻不能達到一體化要求，在白天可能會影響建筑物的整體視覺效果以及影響夜間建筑藝術效果的表達。如果在建筑竣工完成之后再進行外立面的照明設計和施工，往往會受現場安裝條件的限制，照明燈具也無法更好地與建筑融為一體，破壞建筑本身的藝術魅力。一體化既能避免兩者獨立實施導致的弊端，還能保證各自功能完整性。如：可結合建筑幕墻單元系統工廠化裝配的先進工藝，在安全性、經濟性等方面將會擁有更大的綜合優勢。[1]
4.1 一體化的必要性
LED照明與建筑幕墻一體化也就是最初建筑方案確定時，前期建筑幕墻顧問與燈光照明顧問需要同期選擇考慮。即建筑幕墻與燈光照明先期緊密配合、溝通幕墻需給燈光照明預留足夠的燈具安裝空間、可靠的連接點位等。后期建筑幕墻及燈光照明各施工單位合理協調現場，合理有序交差施工，職責分明、做到燈光照明與建筑幕墻整體一致。
4.2 非一體化的弊端
4.2.1建筑設計完成后，燈光照明應該提前介入，為建筑設計師提供能夠滿足設計理念的燈光照明方案。否則可能導致燈光照明的精巧設計構思不能完美呈現。
4.2.2燈光照明方案確定后，需與建筑幕墻單位提前溝通。否則可能會導致燈具支座（詞條“支座”由行業大百科提供）無法安裝、無法放置構件、沒有預留管線孔洞、沒有操作空間、建筑幕墻型材無法隱蔽走線、安裝配合瑕疵等等。造成建筑幕墻整體水密性能下降，更有甚者造成建筑幕墻受力龍骨（詞條“龍骨”由行業大百科提供）的損傷，給建筑幕墻系統穩定性和安全性造成隱患。
4.2.3交叉施工導致構件安裝品控管理存在不足[1]，導致返工造成工期延誤、浪費成本及安全隱患。
4.3一體化設計注意事項
首先，針對不同類別建筑選擇不同表現方式。如高檔酒店、商業辦公、超高層（詞條“超高層”由行業大百科提供）、市政、體育場館、住宅等應根據具體的使用情況及周邊環境考慮燈光照明形式。
其次，考慮如何減少光污染，營造和諧適宜的光環境。在初期一體化設計時，需模擬照明等級、方式、照度、光色等方案，并進行理論計算、模型的試驗及調試，完善方案，使照明效果最佳。
4、 結束語
國家大力提倡綠色照明，在建筑幕墻照明工程中的綠色指標是: 高效節能光源的選用; 光照清晰、柔和，不產生眩光，不產生光污染。LED在建筑幕墻的應用，更多的是滿足高效節能的要求，盡管有一定的防眩光及光污染的技術手段，但是還會產生一定眩光及光污染。但是我們相信，隨著現代科學技術的發展，建筑幕墻新的裝飾照明方式還會不斷進步，終有一天會實現真正意義上的綠色照明。
參考文獻
[1] 趙金，建筑幕墻照明一體化工程設計簡析.綠色建筑（詞條“綠色建筑”由行業大百科提供），2019年，第4期
[2] 包瑞等，建筑照明一體化在北京保利國際廣場夜景項目中的實踐,. 智能建筑電氣技術，2019年5月
[3]何杰，淺談建筑 LED 顯示屏的設計與應用. 信息技術與信息化，2020年，第2期
[4]城市新潮流:LED媒體建筑幕墻.中國建筑金屬結構,2016年，第4期.
作者單位：北京佑榮索福恩建筑咨詢有限公司
