城市道路照明中LED路燈的應(yīng)用分析

王紅衛(wèi)

摘要：城市道路照明對(duì)城市治安、車輛行使、行人安全、城市環(huán)境等都有重要影響，在選擇照明燈具的時(shí)候要綜合考慮其使用壽命、發(fā)光效率、成本、節(jié)能降耗等情況。當(dāng)前在城市道路照明工程中使用較多的就是LED燈具，此類燈具在照明效果、節(jié)能降耗等方面很有優(yōu)勢(shì)。故本文以LED路燈為分析對(duì)象，探究其在城市道路照明中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：城市道路；LED路燈；照明應(yīng)用

一、導(dǎo)言

在道路照明設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師們比較注重LED燈具的應(yīng)用。LED路燈不僅能確保道路的明亮度，提高道路行車的安全性，還能降低道路照明燈具的能源消耗。但LED燈具在道路照明中的應(yīng)用也存在一些缺陷，需要設(shè)計(jì)師在照明設(shè)計(jì)中改善對(duì)LED燈具的應(yīng)用，確保LED路燈在照明中的穩(wěn)定性，充分體現(xiàn)LED路燈的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值。

二、常規(guī)路燈照明型式

（一）城市電路燈照明型式

城市電路燈照明型式是當(dāng)前我國(guó)各城市里應(yīng)用較為廣泛的一種照明方式，該方式照明效果好，而且照明方式靈活多樣，燈具較易維護(hù)，因此被應(yīng)用于多種標(biāo)準(zhǔn)的道路照明系統(tǒng)，其缺點(diǎn)是需要敷設(shè)電纜管線并配置路燈供電設(shè)備，施工安裝的工作量比較大。

（二）太陽(yáng)能路燈照明方式

太陽(yáng)能路燈通過(guò)吸收太陽(yáng)光，不需要接入市網(wǎng)電，而是通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并LED光源配合來(lái)為路燈供電，是一種科技含量較高的綠色路燈照明型式。該方式最突出的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能、環(huán)保，同時(shí)不需要敷設(shè)電纜管線和配置路燈供電設(shè)備，安裝施工方便工作量小。路燈開關(guān)是通過(guò)時(shí)控器感應(yīng)外接亮度變化來(lái)控制，不需要人工操作。

（三）風(fēng)光互補(bǔ)路燈照明方式

風(fēng)光互補(bǔ)路燈可以在白天利用太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電供電，而在夜晚則可以通過(guò)風(fēng)能發(fā)電來(lái)供電，將風(fēng)能供電和太陽(yáng)功能統(tǒng)一配合應(yīng)用起來(lái)，增強(qiáng)供電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，其缺點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較高。

三、LED燈具用于城市道路照明的優(yōu)點(diǎn)與不足

結(jié)合當(dāng)前LED燈具在城市道路照明工程中的應(yīng)用情況，其優(yōu)點(diǎn)與不足表現(xiàn)如下：

（一）LED路燈的優(yōu)點(diǎn)

1.LED路燈具有定向輻射特性，光的漫射極少，通過(guò)單顆LED芯片獨(dú)立二次光學(xué)設(shè)計(jì)，燈具光效可達(dá)到88%左右，光源發(fā)出的大部分光射向道路，從而使光能得到最大限度的利用，大幅度提高了光照效率和節(jié)能效果。

2.LED路燈功率因數(shù)高達(dá)95%以上，燈具無(wú)需額外配置鎮(zhèn)流器，不會(huì)產(chǎn)生高次諧波，大幅度提高了電能質(zhì)量，減少了電能損耗。

3.LED光源顯色指數(shù)最高達(dá)到80%，幾乎接近自然太陽(yáng)光，而道路上使用的高壓鈉燈顯色指數(shù)一般只有23%。隨著顯色指數(shù)的提高，人們能夠更清晰地看清不同顏色外貌的物體。

4.LED光源可做到無(wú)閃爍、無(wú)紫外線輻射，發(fā)熱量比傳統(tǒng)燈具少60～78%，無(wú)碳排放，已被作為室內(nèi)及長(zhǎng)時(shí)間工作場(chǎng)所的主要照明，對(duì)人眼起到保護(hù)作用。

5.LED光源無(wú)傳統(tǒng)照明產(chǎn)品所需的汞、鉛、重金屬等有害污染，并可以對(duì)其廢棄物進(jìn)行回收利用，從而響應(yīng)了國(guó)家綠色環(huán)保相關(guān)政策。

6.LED路燈由單顆1W以上半導(dǎo)體芯片組合而成，整燈功率可以根據(jù)不同設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)隨意調(diào)整，避免了高壓鈉燈功率規(guī)格較少造成的不合理照明現(xiàn)象。

7.深夜通過(guò)合理調(diào)節(jié)LED路燈驅(qū)動(dòng)電流降低光通量，或者關(guān)閉部分LED路燈模塊，可達(dá)到降低輸入功率以及路面亮度水平的目的。

8.LED路燈理論使用壽命在5萬(wàn)h以上，實(shí)際保證3萬(wàn)h以上，按每天亮燈11h計(jì)算，壽命可達(dá)6～7年；而傳統(tǒng)的高壓鈉燈理論使用壽命一般為2萬(wàn)h，實(shí)際使用壽命也就2年左右。

（二）不足之處

在城市道路照明工程中LED燈具的應(yīng)用也存在不足，主要表現(xiàn)在三方面：一是路面照明均勻性不夠，若設(shè)計(jì)不夠精準(zhǔn)就容易產(chǎn)生“斑馬線”；二是散熱性能有待提高，尤其是夏季熱量不易散發(fā)，有潛在的照明風(fēng)險(xiǎn)；三是大霧天氣不宜使用，其產(chǎn)生的高眩光容易影響車輛行使安全。綜合而言，在城市道路照明工程中應(yīng)用LED燈具存在的不足是設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視的問(wèn)題，并應(yīng)緊密結(jié)合實(shí)際情況，不斷改進(jìn)和優(yōu)化照明方案，盡可能彌補(bǔ)LED燈具在應(yīng)用中的不足。

四、LED路燈在道路照明中的應(yīng)用

LED路燈在道路照明中的應(yīng)用需要經(jīng)過(guò)對(duì)比測(cè)試，以確保LED路燈的穩(wěn)定性。下面以某城市的高速公路為例，分析LED路燈的實(shí)踐應(yīng)用。

（一）對(duì)比測(cè)試

該公路寬32m，LED路燈安裝在兩側(cè)護(hù)欄。公路原來(lái)使用的燈具是250W的高壓鈉燈，后期在該公路某大橋路段安裝了32盞140W的LED路燈。分別選取32盞高壓鈉燈與LED燈具進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，具體測(cè)試結(jié)果如表1所示。

（二）應(yīng)用方案

因?yàn)長(zhǎng)ED路燈的照明效果和節(jié)能效益明顯，所以該公路推行應(yīng)用了LED路燈。該高速公路總共安裝LED路燈322盞，現(xiàn)已投入應(yīng)用。

LED路燈在該公路中的應(yīng)用過(guò)程為：①該公路相關(guān)部門以32盞測(cè)試LED路燈為分析對(duì)象，發(fā)現(xiàn)夜間公路出現(xiàn)了“斑馬線”，不利于行車安全；相鄰路燈距離是36m，高8m。由此得出，LED路燈的間距過(guò)大、高度偏低，引起了“斑馬線”問(wèn)題。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員需要適當(dāng)縮小LED路燈的間距，同時(shí)增加燈桿高度。將間距改為33m，高度改為10m后，明顯消除了“斑馬線”。②對(duì)于該公路LED路燈的供電方式，原本試驗(yàn)區(qū)采用的是高壓供電，但實(shí)際高速公路中還存在高架橋路段，無(wú)法埋設(shè)變壓器，也會(huì)增加照明后期的維護(hù)量。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員提出了相應(yīng)的優(yōu)化方案，即利用LED燈具低電壓工作的特點(diǎn)，將高壓供電改為低壓供電，配備低壓電纜，電壓范圍是170～250V，滿足了LED路燈的工作需求。③優(yōu)化LED路燈的供電方案，以便提高整個(gè)道路照明系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。LED路燈的工作電流小，擴(kuò)大了供電電壓的范圍，增大了單臺(tái)變壓器的供電半徑，而采用低壓供電的方式可以降低初期投資，具有經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢(shì)。

（三）照明效果

LED路燈在該公路中的應(yīng)用保障了道路的行車安全，且節(jié)能效益明顯。該道路在使用LED路燈的同時(shí)，采取了改進(jìn)設(shè)計(jì)的方式，確保了LED路燈的穩(wěn)定性，優(yōu)化了照明環(huán)境。

五、對(duì)道路照明中LED路燈的發(fā)展建議

設(shè)計(jì)師在道路照明設(shè)計(jì)中非常重視對(duì)LED路燈的應(yīng)用。筆者通過(guò)綜合分析LED路燈的使用情況，針對(duì)其未來(lái)發(fā)展提出兩條建議：①提高LED路燈的白光光效，保持150lm/W以上的光通量，以提高LED路燈的光照效率，滿足夜間道路的照明需求。②提高LED路燈的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，特別是成本投入方面。目前，LED路燈在道路中的應(yīng)用規(guī)模越來(lái)越大，所以應(yīng)注重提高其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，在控制成本投入的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)高效率的道路照明。在道路照明中積極推廣LED路燈時(shí)，既要提高其路面照明能力，又要注重能源的節(jié)約，體現(xiàn)LED路燈在道路照明中的價(jià)值，改善路面的照明情況，保障夜間車輛行駛的安全。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，LED燈具在城市道路照明工程中的應(yīng)用仍處于探索與發(fā)展的階段，雖然LED燈具的節(jié)能、降耗、使用壽命、顯色性能等優(yōu)勢(shì)在使用中發(fā)揮了很大作用，但仍然存在一些不足。因此，在實(shí)際使用LED燈具作為城市道路照明用具的時(shí)候，應(yīng)綜合考慮多方面因素，盡量?jī)?yōu)化使用方案，以彌補(bǔ)LED燈具存在的不足。同時(shí)，還應(yīng)不斷研究和改進(jìn)LED燈具在城市道路照明工程中的應(yīng)用，確保LED燈具能發(fā)揮出更大的價(jià)值。

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