LED路燈在航空區(qū)照明節(jié)能應(yīng)用介紹

李文華

(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津300051)

LED路燈在航空區(qū)照明節(jié)能應(yīng)用介紹

李文華

(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津300051)

文章介紹了LED路燈在天津航空區(qū)照明設(shè)計(jì)中的節(jié)能應(yīng)用，并以航空區(qū)干道七立交橋?yàn)槔龑?duì)LED功能照明路燈的節(jié)能效果進(jìn)行了闡述。

LED路燈；航空區(qū)照明；環(huán)保節(jié)能

0 引 言

天津航空區(qū)為新興產(chǎn)業(yè)基地，是天津市新興生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)示范工業(yè)園區(qū)之一。天津航空區(qū)的照明設(shè)計(jì)工程是基于示范工業(yè)園區(qū)所倡導(dǎo)的生態(tài)環(huán)保、高效節(jié)能的原則，所進(jìn)行的一個(gè)綠色功能照明示范設(shè)計(jì)。下面以航空區(qū)干道七立交橋照明為例，對(duì)LED路燈作為功能照明設(shè)計(jì)應(yīng)用所產(chǎn)生的節(jié)能效果進(jìn)行詳盡的論述。

1 照明設(shè)計(jì)原則

1.1 航空區(qū)立交橋的獨(dú)特性

因干道七分離式立交橋整個(gè)橋梁的建造范圍均位于天津航空區(qū)直升機(jī)限高區(qū)域內(nèi)，由于這一特殊性，要求該立交橋的功能照明除了解決通常立交橋需要解決的夜間交通行車(chē)照明，引導(dǎo)行車(chē)方向，保障橋面車(chē)輛正常行駛外，還需嚴(yán)格滿足航空區(qū)的限高要求。

1.2 照明設(shè)計(jì)原則

1)干道七分離式立交橋?yàn)橹鞲陕?，根?jù)國(guó)標(biāo)CJJ 45—2006《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)城市道路的技術(shù)指標(biāo)規(guī)定：城市主干路(快速路)平均照度20/30 lx，均勻度≥0.4，功率密度≤1.25 W/m2。

2)照明燈具選用滿足航空區(qū)限高要求的護(hù)欄形式路燈作為功能照明燈具，并與立交橋的周邊環(huán)境及景觀保持協(xié)調(diào)一致。

2 功能照明設(shè)計(jì)

2.1 功能照明方案的比選

首先針對(duì)航空區(qū)的立交橋照明設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了照明燈具光源方案的比選工作，即LED光源系列與高壓鈉燈光源的對(duì)比，比選結(jié)果如下。

1)光衰減比較。鈉燈光源工作1 000 h，光衰減值為5%；工作4 000 h，光衰減值為30～40%；工作5 000 h，光衰減值大于50%。

LED光源系列工作1 000 h，光衰減值為零；工作10 000 h，光衰減值為8～10%(見(jiàn)圖1)。

圖1 LED光源與高壓鈉燈光源的光衰減比較

2)使用中的功率變化比較。LED光源燈具基本上沒(méi)有功率波動(dòng)變化, 高壓鈉燈光源燈具會(huì)隨著使用時(shí)間而發(fā)生功率上升的變化(見(jiàn)圖2)。

圖2 LED光源與高壓鈉燈在使用中的功率變化比較曲線

3)燈具照明效果比較。目前低高度照明燈具有點(diǎn)狀照明方式與線狀照明方式兩種。

0.9 m低高度平光照明燈具做成點(diǎn)狀照明方式，該燈具單燈功率為70 W，每瓦85 lm，經(jīng)照度計(jì)算，設(shè)置布燈間距為8 m，其照明效果圖如圖3。

圖3 點(diǎn)狀照明效果圖

LED功能照明護(hù)欄燈被稱為線狀照明方式，其單燈功率為12 W，每瓦105 lm，經(jīng)照度計(jì)算，設(shè)置布燈間距為2 m，其照明效果圖如圖4。

圖4 線狀照明效果圖

從兩種燈具的照明效果圖可以看出，點(diǎn)狀照明燈具的光照均勻度不好，有光斑現(xiàn)象，沒(méi)有線狀照明燈具光照效果好。

這兩種燈具的安裝方式均符合該高架立交照明的要求，但從兩種燈具的節(jié)能環(huán)保特性和光照效果來(lái)看，顯然LED功能照明護(hù)欄燈遠(yuǎn)優(yōu)于0.9 m低高度金鹵燈。

4) LED光源燈具節(jié)能性能高，有卓越的電性能，單色性，顯色性好。另外，LED光源路燈電流小，電壓低，可以節(jié)省大量的電纜線材。

基于以上幾點(diǎn)，園區(qū)內(nèi)的道路功能照明我們選用了LED綠色光源照明燈具。

2.2 功能照明形式的選擇

1) 干道七分離式立交橋的斷面。橋梁的形式為直跨雙幅橋，每個(gè)單幅橋的橋梁斷面布置形式為： 0.5 m(外側(cè)橋梁護(hù)欄)+0.75 m(檢修步道)+15 m(單向機(jī)動(dòng)車(chē)道)+0.5 m(內(nèi)側(cè)橋梁護(hù)欄)，此道路等級(jí)為主干路，功能照明設(shè)計(jì)應(yīng)滿足國(guó)標(biāo)要求。

2)該橋梁建在航空區(qū)航空規(guī)劃限高范圍區(qū)域內(nèi)，根據(jù)當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門(mén)的航空規(guī)劃限高要求，在該橋區(qū)范圍內(nèi)不能選用普通路燈形式。

依據(jù)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合該立交橋斷面的情況，最終在每幅橋兩側(cè)橋梁的地袱防撞擋墻上設(shè)置低桿LED功能照明燈，LED功能照明燈每套功率為12 W，光源為大功率高效LED燈，安裝間距為2 m。

每幅橋梁的平均照度計(jì)算如下：

Eav=((2×12)×90×0.48×0.8)/(15×2) =27.65 lx，功率密度值為

LPD=(2×12)/15/2=0.8 W/m2，滿足道路照明照度要求和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3 LED功能照明護(hù)攔路燈特點(diǎn)

1) LED功能照明護(hù)欄路燈的配光曲線能夠滿足道路照明配光曲線的要求。

2) LED護(hù)欄路燈燈具采用二次配光反光罩，光效率高，且能夠定向發(fā)光，有效控制了燈具的眩光，滿足道路照明對(duì)眩光限制閾值增量Ti<10的要求。

3) LED功能照明護(hù)欄路燈使用鍍鋅鋼管作為護(hù)欄材料，具備防水、防塵、防撞功能, 滿足橋梁照明的安裝要求。

3 綠色光源照明的節(jié)能效果

1)LED光源路燈的功率因數(shù)能夠達(dá)到0.95～0.98，遠(yuǎn)高于普通高壓鈉燈(0.85)，有效地降低了系統(tǒng)的無(wú)功損耗。

2)LED光源路燈的電源轉(zhuǎn)換效率達(dá)到92%以上，高于普通高壓鈉燈(85%～90%)，在能源效率上也有了進(jìn)一步的提高。

3)以京津塘高速公路分離式立交橋照明工程中所選用的200 W LED路燈方案為例，我們?cè)谶M(jìn)行方案比選時(shí)做了如下的能耗對(duì)比表1。

表1 不同光源的能耗比較

3 建成后的立交功能照明實(shí)景圖

建成后干道七立交是跨京津塘高速公路的分離式立交橋，就坐落在天津航空區(qū)內(nèi)，橋梁建筑面積約9360 m2，橋梁總長(zhǎng)約1.15 km，是架通空港航空產(chǎn)業(yè)區(qū)內(nèi)道路交通主干路上的一個(gè)重要聯(lián)結(jié)點(diǎn)。

圖5和圖6，為我院所設(shè)計(jì)的干道七立交橋功能照明景觀實(shí)景圖。

圖5 修建通車(chē)后的立交橋區(qū)域LED光源功能照明的白天景觀實(shí)景圖

圖6 修建通車(chē)后的立交橋區(qū)域LED光源功能照明的夜晚景觀實(shí)景圖

5 小 結(jié)

LED作為城市道路照明綠色光源，具有低能耗、壽命長(zhǎng)、光效高、散熱好、顯色性好、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，非常適用于園區(qū)內(nèi)道路橋梁功能照明，為航空區(qū)的道路行駛提供了一個(gè)節(jié)能環(huán)保的照明環(huán)境，同時(shí)航空產(chǎn)業(yè)園區(qū)提出的生態(tài)環(huán)保、高效節(jié)能等高性能高標(biāo)準(zhǔn)的要求，也得以實(shí)現(xiàn)。

[1] CJJ 45—2006城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[J].北京：中國(guó)建筑科學(xué)研究院，2006.

[2] 周志敏，紀(jì)愛(ài)華.LED照明與工程設(shè)計(jì)[M]. 北京：人民郵電出版社，2010.

LED street lamp lighting energy saving applications in aviation area

Li Wenhua

(Tianjin municipal engineering design institute, tianjin, 300051)

This paper introduces the LED street lamp energy saving application in tianjin aviation area lighting design, as a case study of aviation area road overpass seven energy saving effect of the function of LED lighting lamps are expounded.

LED street light; Aviation area lighting; Environmental protection and energy saving

2016- 01-18

李文華，女，高級(jí)工程師，主要從事城市夜景照明研究。