2.2　燈具設計的原則

2.2.1　節能環保

研究資料表明，由于LED是冷光源，半導體照明對環境沒有任何污染，與白熾燈、熒光燈相比，LED的節電效率可以達到90%以上。在同樣亮度下，耗電量僅為普通白熾燈的1/10，熒光燈管的1/2。如果用LED取代目前傳統照明的50%，每年我國節省的電量就相當于一個三峽電站發電量的總和，其節能效益十分可觀。

今天我們更多地強調環境的可持續性，在如何保持舒適生活的同時，使用更少的資源來維護我們的環境。一個超級可愛的小機器人，取名為‘U2Mi2’[you too，me too]，意思是讓我們攜起手來，共同迎接對環境更為友好的LED燈泡，如圖2-1所示。

2.2.2　健康安全

LED是一種綠色光源。LED燈直流驅動，沒有頻閃；沒有紅外和紫外的成分，沒有輻射污染，顯色性高并且具有很強的發光方向性；調光性能好，色溫變化時不會產生視覺誤差；冷光源的發熱量低，可以安全觸摸。這些都是白熾燈和熒光燈達不到的。它既能提供令人舒適的光照空間，又能很好地滿足人的生理健康需求，是能夠保護視力并且環保的健康光源。

由于目前單只LED燈的功率較小，光亮度較低，不宜單獨使用，而將多個LED燈組裝在一起設計成為實用的LED照明燈具則具有廣闊的應用前景。燈具設計師可根據照明對象和光通量的需求，決定燈具光學系統的形狀、LED燈的數目和功率的大小；也可以將若干個LED發光管組合設計成點光源、環形光源或面光源的“二次光源”，根據組合成的“二次光源”來設計燈具。

但LED燈也有其缺陷，如LED燈中包含有銻、砷、鉻、鉛以及其他多種元素。其中，部分LED燈的有毒元素含量已經超過了監管部門制定的標準。實際上，處理LED燈中的有毒元素較麻煩，如果使用普通填埋的辦法處理將會污染土壤和地下水。而如果LED燈破碎，還可能會對直接接觸的人體健康造成損害。

另外，LED燈由于單個發光面比較窄，通常大規模集成在印制電路板上，形成一個比較大的發光源，由此會造成大量熱量的積累，有時會擊穿印制電路板。所以LED燈的散熱一定要好，否則很可能導致LED燈很快損壞。

還需注意的是，LED燈具因為尺寸關系，巨大功率產生的高溫常常集中在一個很小的區域范圍中，如果設計上面又不具備如傳統高溫燈具一樣具有保護人體避免燙傷的設計，那造成意外傷害的機會就會大增。此外，高強度的光擠到了比傳統光源更小的一個光點上，光線可以造成的視覺傷害可能已經不亞于激光了，所以在LED燈具的設計上，還存在著許多需要注意的事項。

目前LED照明產業界一味追求高的亮度，常常忽略掉照明燈具應該追求的是感覺好的光、能讓人真正使用的光。根據LED技術的優勢，找出讓用戶滿意的激發點，才能讓尚未進入普及階段的LED燈具被消費者接受，從而加快LED燈的市場拓展步伐。

2.2.3　藝術趣味

人們在滿足物質生活需要的同時，對美、對藝術也有著非常強烈的追求，對燈具的要求也自然不僅僅局限于使用，還追求著造型的美觀，在賓館酒店、廣告、櫥窗、舞廳、餐廳等場所，以烘托氛圍為主的照明系統稱為裝飾與藝術照明（簡稱裝飾照明），不同功能的LED光源可以組合成彩絢麗的燈光幻影。這種“多色彩、多亮點、多圖案”的變化，體現了LED光源的特點。

過去的燈具在人們生活中扮演單純照明的角色，如今市場上興起的各種各樣個性化的燈具更強調裝飾性和美學效果。藝術型燈具在場所布置、藝術鑒賞、個性化私人空間的裝飾都能發揮出很大的用處，其作用早已不局限在照明上了。甚至，可以將盆栽等景觀藝術與LED燈具相結合，不僅節省了空間，更增加了美感。

光色是構成視覺美學的基本要素，是美化居室的重要手段。光源的選用直接影響燈光的藝術效果，LED在光色展示燈具藝術化上顯示了無與倫比的優勢；目前彩色LED產品已覆蓋了整個可見光譜范圍，且單色性好，色彩純度高，紅、綠、黃LED的組合使色彩及灰度（1670萬色）的選擇具有較大的靈活性。燈具是發光的雕塑，由材料、結構、形態和肌理構造的燈具物質形式也是展示藝術的重要手段。

LED光源可利用紅、綠、藍三基色原理，在計算機技術控制下使三種顏色具有256級灰度并能任意混合，即可產生256×256×256=16777216種顏色，形成不同光色的組合，實現豐富多彩的動態變化效果及各種圖像。

LED技術使居室燈具將科學性和藝術性更好地有機結合，打破了傳統燈具的邊邊框框，超越了固有的所謂燈具形態的觀念，燈具設計在視覺與形態的藝術創意表現上，需要以全新的角度去認識、理解和表達光的主題。燈具設計師可以更靈活地利用光學技術中明與暗的搭配、光與色的結合，材質、結構設計的優勢，提高設計自由度來弱化燈具的照明功能，讓燈具成為一種視覺藝術，創造舒適優美的燈光藝術效果。例如半透明合成材料和鋁制成的類似于蠟燭的LED燈，可隨意擱置在地上、墻角或桌上，構思簡約而輕松，形態傳達的視覺感受和光的體驗，讓燈具變成充滿情趣與生機的生命體，如圖2-2和圖2-3所示。

2.2.4　人性和諧

毋庸置疑，光和人的關系是一個永恒的話題，“人們看到了燈，我看見了光”，正是這句經典的話語改變了無數設計師對燈的認識。燈具的最高境界是“無影燈”，也是人性化照明的最高體現，房間里沒有任何常見燈具的蹤跡，讓人們可以感受到光亮卻找不到光源，體現了把光和人類生活完美結合的人性化設計。

LED燈具體積小，重量輕，可選用不同光色的LED組合成照度柔和的各種模塊，任意安裝在居室中，居室照明燈具的光源可以來源于地面、墻面、窗臺、家具、飾物等。因此，未來的居室照明將不再局限于單個燈具，而將由單個燈具照明轉化為無照明器具感的整體照明效果的無影燈。不同的光色和亮度對人的生理和心理能產生不同的影響，人們在很多情況下并不需要很亮的白光，可能黃光或其他顏色的光更適合生理和心理的需要。三基色LED可以實現亮度、灰度、顏色的連續變換和選擇，使得照明從普遍意義上的白光擴展為多種顏色的光。

因此，人們可以根據整體照明需要（如顏色、溫度、亮度和方向等）來設定照明效果，實現人性化的智能控制，營造不同的室內照明效果。即使居室中只有LED發光天花板和發光墻面，人們也可以根據各自的要求、場景情況，以及對環境和生活的不同理解，在不同的空間和時間選擇并控制光的亮度、灰度以及顏色的變化，模擬出各種光環境來引導、改善情緒，體現更人性化的照明環境（圖2-4和圖2-5）。

2.2.5　科技時尚

科技性是燈具新產品開發設計中，最有創意、最富生命力、最能吸引用戶的內質。如果能同時對本國古代燈具的技術特征進行提取再升華，則可以形成獨特的科技文化性象征。在燈具設計中，可以應用多種多樣的科技性象征，包括照明技術、材料技術和控制技術等。

LED的多色性以及快速反應的特性，使其控制性能遠優于其他光源。所以可根據照明控制需求及傳統光源的性能限制兩者間的差距，以LED設計出別的光源達不到，但可以滿足大家希望擁有控制性能的燈具。例如可變色溫、可調光、根據情境自動反應的智慧燈具。另外對于喜歡把玩各種高科技產品的年輕人，提供可自由控制與設定的LED燈具。對于不那么癡迷于高科技的人，也可以設計出能用一個手指簡單搞定的燈具。需要以光來營造不同情境氣氛，調整情緒的人，也可以通過良好設計的LED燈具達到想要的效果。以前需要各種配件、復雜控制電路的特效專業燈具，現在都可以縮減轉化成為一般家用、商用燈具。這些本來屬于專業領域的眩目功能，在消費決策者選擇是否購買時，產品本身更高的價值可以幫助其做決定。

如圖2-6所示，該花瓣吊燈是由3位挪威設計師（Marianne Varmo，Heidi Buene和Audun Kollstad）一起設計的，當吊燈關閉時，就像一個花苞，而當吊燈打開時，會像花兒一樣綻放。更為有趣的是，晚上睡覺時，這個吊燈會慢慢自動關閉。