LED照明的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

趙婷婷++常興

摘 要

本文主要就LED照明在城市道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，通過(guò)對(duì)LED照明的實(shí)際設(shè)計(jì)與應(yīng)用過(guò)程中的實(shí)例，對(duì)LED照明的發(fā)光效率、配光曲線、燈具系統(tǒng)壽命等方面進(jìn)行客觀地分析，提出了對(duì)LED照明應(yīng)用過(guò)程中的質(zhì)量控制方式，為L(zhǎng)ED在城市道路照明中的發(fā)展起到推動(dòng)。

【關(guān)鍵詞】LED照明 應(yīng)用 設(shè)計(jì)

LED照明是綠色節(jié)能光源，其特點(diǎn)是具有節(jié)能環(huán)保、響應(yīng)迅速、使用壽命較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在一些應(yīng)急照明與交通信號(hào)等領(lǐng)域有許多的成功應(yīng)用先例。我國(guó)現(xiàn)在對(duì)于節(jié)能減排不斷的進(jìn)行深入實(shí)施，而LED作為綠色照明的代表，越來(lái)越多的應(yīng)用到城市道路照明當(dāng)中。但是在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，LED照明還存在一定的制約，在某種程度上對(duì)LED的照明發(fā)展起到了阻礙。

1 概述

某市從07年開始至今，在城市的照明設(shè)計(jì)中使用LED燈進(jìn)行試點(diǎn)。我們根據(jù)其已經(jīng)建成的照明工作為例 ：道路寬度為9米和12米的城市次干路，我們?cè)O(shè)計(jì)應(yīng)用了8米140W和10米180W LED路燈，燈間距為30米。

在LED照明安裝完成后，我們進(jìn)行了照度的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)兩條路平均照度（Eav）分別為29.12lx和30.42lx；照度均勻度（UE）為0.48和0.52。所以在使用LED照明過(guò)程中，可以滿足城市次干道的照明要求，其均勻度也可以滿足。有較高色溫和顯色性，對(duì)周邊景物突顯、辨識(shí)度高，但因色溫過(guò)高，視覺(jué)感過(guò)于陰冷，舒適感較差，且電源存在可靠性與穩(wěn)定性的問(wèn)題。通過(guò)一年的使用后，我們?cè)龠M(jìn)行實(shí)測(cè)，發(fā)現(xiàn)照度明顯偏低，呈現(xiàn)“斑馬效應(yīng)”，光衰較明顯。通過(guò)測(cè)試的結(jié)果我們可知，LED照明的應(yīng)用評(píng)估達(dá)不到實(shí)際應(yīng)用，存在許多的問(wèn)題，與理論上的結(jié)果具有明顯的差異。

2 配光設(shè)計(jì)問(wèn)題

現(xiàn)在城市的道路照明對(duì)地道路的配光評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，從傳統(tǒng)的照度均勻到現(xiàn)在的亮度均勻?yàn)橹鳌Ｅ涔馇€反映了燈具在空間某個(gè)截面上光強(qiáng)與發(fā)光角度的關(guān)系。理想中的配光曲線應(yīng)該在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于燈具所需要的安裝高度與燈桿間的距離進(jìn)行考慮，根據(jù)路面的寬度等具體參數(shù)，對(duì)道路照明的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)時(shí)還需要參考路面的照度、閾值增量等，如果配光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)達(dá)不到合理的要求，那么其后期的照明效果就會(huì)較差，不能達(dá)到高效、節(jié)能的照明目的。

3 LED路燈的光效及散熱

LED照明的散熱問(wèn)題，不僅與LED的實(shí)際發(fā)光效率相關(guān)，LED的實(shí)際壽命有關(guān)系。一般LED照明的使用是需要進(jìn)行嵌入式的，由于其自身的熱量較大，使得其在使用過(guò)程中的散熱問(wèn)題較為重要。LED照明在使用過(guò)程中如何更好的進(jìn)行散熱是現(xiàn)在應(yīng)用LED照明的重要問(wèn)題，LED照明的工作溫度與光源的使用壽命及光衰具有重要的關(guān)系。

現(xiàn)在的LED照明已經(jīng)散熱方面做了一定的優(yōu)化，但是隨著LED在道路的照明過(guò)程中存在一定的應(yīng)用環(huán)境差等問(wèn)題，例如道路照明中存在灰塵與金屬表面的腐蝕，所以LED照明在初始安裝時(shí)，會(huì)有較穩(wěn)定的使用效果，并且其工作時(shí)的溫度也較低，但隨著使用年限的增加，一些散熱片上會(huì)發(fā)生灰塵的積聚，就會(huì)對(duì)燈具有散熱與照明產(chǎn)生影響，長(zhǎng)此以往，LED照明的使用壽命就會(huì)減弱。

4 LED路燈模塊的可靠性

4.1 電源系統(tǒng)穩(wěn)定性

LED照明中的重要組件是驅(qū)動(dòng)電源，如果驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)生故障，那么照明器的使用也會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。經(jīng)過(guò)我們多次的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)整燈熄滅或是損壞時(shí)，或是因個(gè)別的LED燈球的死燈現(xiàn)象的產(chǎn)生，其原因多是因?yàn)長(zhǎng)ED電源自身的故障所引起的。

4.2 其他電子元器件、組件的壽命

LED照明的使用壽命，應(yīng)該是整燈的使用壽命，具有多種因素影響，一般是由于LED光源的組合、控制電路配套的元器件等等，如果LED照明所選擇的元器件的質(zhì)量較差，那么燈具系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，其穩(wěn)定性與可靠性就會(huì)較差，后期所產(chǎn)生的故障的概率就會(huì)非常大，這也對(duì)LED照明的運(yùn)行可靠性產(chǎn)生了影響。

5 性價(jià)比問(wèn)題

隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展，價(jià)格隨之下降，但與高壓鈉燈相比其造價(jià)仍舊較高，所以存在節(jié)能不節(jié)錢的情況。現(xiàn)階段LED與鈉燈相比，價(jià)格是其二到四倍之間。LED照明的耗電量是鈉燈的二分之一，但其安裝成本較高，使得城市道路照明中使用LED的成本回收周期較長(zhǎng)，且由于LED燈的質(zhì)量多變，所以與實(shí)際的宣傳存在一定的區(qū)別，這就造成了使用LED燈的總體性價(jià)比較低。

所以LED照明如果想要在城市道路照明中使用，就需要不斷的提升自身的質(zhì)量，保證其技術(shù)指標(biāo)的穩(wěn)定性，才能在城市道路照明中不斷的應(yīng)用。

6 維護(hù)問(wèn)題

現(xiàn)在LED照明多為一體化的設(shè)計(jì)，所以進(jìn)行內(nèi)部的元器件更換時(shí)，無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。當(dāng)LED光源產(chǎn)生故障與損壞時(shí)，需要對(duì)整個(gè)燈體進(jìn)行拆除與更換，這就造成了后期維護(hù)成本的增加。而且我國(guó)現(xiàn)在對(duì)于LED照明沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)淮，所以LED產(chǎn)品的質(zhì)量參差不齊，不同廠家的產(chǎn)品不能通用，造成了后期的維護(hù)產(chǎn)生一定的困難。

7 結(jié)束語(yǔ)

城市照明中的LED應(yīng)用，具有技術(shù)要求高的特點(diǎn)，由于其是功能性的照明產(chǎn)品，所以LED照明在道路照明中進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)一些關(guān)鍵性的問(wèn)題進(jìn)行解決，例如：眩光控制、燈具配套等。且LED燈具配光曲線、利用系數(shù)等計(jì)算資料很少，不利于道路照明設(shè)計(jì)選用。近年來(lái)，隨著LED燈具設(shè)計(jì)地不斷優(yōu)化和完善，LED路燈在次干道及支路的應(yīng)用也日趨成熟，而廣泛應(yīng)用于城市主干道還需進(jìn)一步探索。

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作者簡(jiǎn)介

趙婷婷，女，陜西省西安市人。現(xiàn)為陜西凌云電器集團(tuán)有限公司機(jī)電公司工程部助理工程師。研究方向?yàn)殡娮有畔⒖茖W(xué)與技術(shù)。

作者單位

陜西凌云電器集團(tuán)有限公司 陜西省寶雞市 721000