LED照明業(yè)者，大多會將產品開發(fā)重點放在LED照明應用的物性、特性，反而忽略了人是屬于視覺性的動物，對于一個新產品、新應用的喜好，往往第一時間的“感覺”即下了選用與否的關鍵決定。

 

　　其實多數使用者，對于LED的感受要求，會高于LED光源元件或燈具本身的照明參數，因為使用者對于燈具照明效果的直接感受，往往會因為現場環(huán)境配置、裝潢、空間與氣氛的差異，而有相當大的落差;舒適與不舒適的光源表現，不在于LED照明是否已達最高照明輸出效果，LED照明業(yè)者必須在開發(fā)產品之前，即先預想可能的使用環(huán)境、光源的使用方式，讓LED燈光更能扮演營造環(huán)境氣氛、或達到實用用途的照明設置。

 

　　綠建筑的LED環(huán)保光源應用

 

　　以現在最夯的“綠建筑”概念來觀察，這股環(huán)保、節(jié)能風潮，除重視建筑本身的節(jié)能與環(huán)保設計方案外，建筑本身的照明耗能，也是綠建筑列入重點能耗改善的項目之一!而導入耗能更低的LED照明光源，可積極有效地改善建筑的照明能耗。

 

　　但LED照明光源畢竟不似傳統鈉燈、鹵素燈、白熾燈發(fā)展這么多年，LED照明光源還算相當新穎的照明技術，多數業(yè)者與終端使用者還在學習、理解新光源的特性與使用方法，尤其是LED照明元件為高效能的點狀光源，如何滿足用戶已經習慣的傳統照明型態(tài)，同時善用LED新光源的元件優(yōu)勢，成為空間光源設計與綠建筑照明能耗改善的重要設計議題。

 

　　綠建筑在照明方面有幾個重要的指標。首先，建筑是否可以善用自然光，利用建筑本身的結構變化或自動控制設計，達到引入自然日照到室內空間，自然可以用原有的照明搭配自然光輔助，原有照明所消耗的能耗即可達到一定比例的減省。但使用大幅自然光也并非綠建筑指標獲得高分的關鍵，除善用自然光外，建筑的照明應用還須考慮能否進行照度調整、搭配使用節(jié)能措施等項目，達到綠建筑的照明能耗改善要求。

 

　　舉例來說：雖然在引入自然光方面，直接在房屋結構的屋頂挖空，直接讓日照投入室內也是種極端的作法，但實際上這種方式僅能達到部分指標，因為綠建筑指標還須評估照度調整與加值節(jié)能措施。

 

　　而在照度調整、加值節(jié)能措施方面，即需針對不同的應用空間、情境進行燈具亮、暗或關閉設計，這需搭配可調光LED進行照明系統整合，如在會議室空間，可針對會議人數、會議形式設定多種光源應用型態(tài)，再搭配電子控制的窗簾適度引入自然日照，達到環(huán)境光源最佳化的節(jié)能設計方案。至于節(jié)能措施，即建筑可搭配再生能源提供驅動燈具或其他電氣應用需求，如太陽能、風力發(fā)電等輔助綠色能源方案。

 

　　參考五大照明方式進行元件設計

 

　　對于左右人們的照明感受部分，可先從五大照明方式進行討論，因為設計LED燈具，需從LED元件的生產過程，在晶圓、打線、封裝、N次光學、模組制作、燈殼制作、驅動電路...等各個環(huán)節(jié)，就必須針對燈具的使用情境、用途、照明目的進行考量，達到產品的最佳化設計方案。

 

　　一、直接照明：應用于辦公室頂燈、臺燈等Down light型態(tài)，從上而下投射應用，照明輸出幾乎是100%投射于照明區(qū)域上。

 

　　二、半直接照明：半直接照明為較柔和的應用場景適用，也是較柔和的設計方案，一般設定約81%為向上投射、19%為向下投射方式，透過光的反射減少直接照明的不適感。

 

　　三、間接照明：間接照明在房屋裝潢相當常見，也強烈建議在室內可多用間接照明營造舒適環(huán)境。間接照明為90%照明往上投射，投射后的反射僅10%為向下之反射光源。

 

　　四、半間接照明：半間接照明適用在空間較狹隘的環(huán)境，可讓矮小的空間具變高的效用，為較特殊的照明效果。

 

　　五、漫射照明：為將光源適度以結構設計，讓光線不直接照射，產生柔和、舒適的視覺效果，多用于臥室或是強調舒適體驗的環(huán)境。

 

　　在了解照明方式后，可再自五種燈光形式進行了解，以對生產元件、燈具達到更接近終端應用需求的目的。對上游LED光源器件制造商而言，在制作元件時即針對終端用戶所需的光表現方式，微調LED器件制造方式，讓光源應用可呼應終端使用需求，達到最佳化的設計條件，滿足利用LED即可創(chuàng)造環(huán)境氣氛的營造需求。

 

　　一、面光：以天棚、墻面當發(fā)光面，光線充足，例如使用桶燈、吊燈的大面積照明方式。

 

　　二、帶光：帶狀燈光形式表現多樣，而長形的光源排列可具有多種使用性，像是利用條狀帶燈達引導作用，而人們的視覺會跟著條狀引導，達到空間設計目的，另也有天花板采用帶光營造空間設計或是裝飾用途。

 

　　三、點光：投光范圍小，可以營造光源設計，表現法有頂光(由上而下如日正當中，明暗對比強，不適合用于造型光)、由上而下可當輔助光、順光/逆光、側光(可產生立體感)。

 

　　四、靜止光：室內都是靜止燈光，如學校、商場，穩(wěn)定柔和的光環(huán)境。

 

　　五、流動燈光：演唱會、Pub創(chuàng)造情境氣氛的動態(tài)光源。

 

　　燈具設計需考量安裝方式

 

　　另燈具設計業(yè)者，則需考量燈具的安裝方式，目前常見燈具除特種燈具外，主要有懸吊、吸頂、壁燈、臺燈等安裝方式。例如，懸吊屬于半間接照明，需考慮N次光學設計，而使用的LED光源若封裝時為強化輸出流明效果的設計方案，想達到半間接照明的應用目的，在光學設計就會變得更為復雜;因此，若能在元件端即考量燈具應用需求，整合復雜度與燈具成本就能再壓縮。

 

　　另設計燈具也有功能性、美觀、經濟與安全四原則需注意。功能性方面需針對不同場合、照度需求設計所需照明條件，而非越亮越好!美觀的部份并非CRI越高越好，而是需要視光源的應用場合調整，像是研究顯示：CRI在85可能會造成藍色產品照明后變得模糊、CRI在70則是影響紅色產品，而CRI若85對于生鮮蔬果的照明效果最佳，這些都是值得參考的重要資訊。最后在經濟與安全方面，則必須針對燈具要求的防觸電、防短路、防過溫與過載等重點設計，搭配節(jié)能設計方案。

 

　　從實際案例檢視LED照明應用趨勢

 

　　LED節(jié)能燈具，無CFL管燈的微量重金屬有毒物質制作疑慮，加上制造、生產與應用的新穎特性，可以在以往燈具無法想像的應用環(huán)境找到利基。

 

　　例如，在綠能建筑設計案中，以成功大學的魔法學校示范建案作品，就在傳統利用建材、設計的綠建筑設計基礎上，像是在頂樓種植耐旱植物，以達到降溫、吸收雨水、降低建筑空調耗能效益;而建筑使用的燈具，除部分仍使用金屬鈉燈、管燈外，為達到更高節(jié)能效益，也大量導入LED節(jié)能照明光源。為了讓導入LED的節(jié)能效益更高，成大綠建筑亦導入智慧燈具控制機制，使用高效率燈具搭配各式控制感應器，來達到更具效率的節(jié)能效益。

 

　　另一個案例則呼應了人們對于燈具的效率，反而會更重視燈具所帶來的“感覺”!因為燈具若使用在生活空間，光線即成為營造空間感受一個很重要的媒介，尤其是善用漫射所營造的舒適感，可以在大量的舒適空間設計中看到，尤其是搭配自然取光的手法，在新一代的豪宅建筑方案中已經是相當常見的設計手法。

 

　　搭配自動控制設計方案，可以在不同空間默認不同“情境”的照明組態(tài)，搭配傳感器、自動控制設計方案，讓居住或在空間活動的人們，可以更輕松地利用LED前衛(wèi)照明設備，達到所需的空間感受。