LED光源在城市道路照明中的推廣和應(yīng)用

王桂彪

摘要：目前，我國城市道路的照明系統(tǒng)中，高壓鈉燈仍有部分沿用。光源光效低，一定程度浪費了電能。在確保照明水平不改變的基礎(chǔ)上，提升應(yīng)用資源的效率，盡量減少能耗很有必要。在這一情況下，LED路燈獲得大規(guī)模的應(yīng)用，其光源光效空間很大，還有十分顯著的綠色環(huán)保特點，系統(tǒng)維護方便，操作成本低廉等。故本文簡要說明其存在的優(yōu)劣勢，對城市道路中應(yīng)用這種光源提出幾點合理化建議。

關(guān)鍵詞：LED光源；城市道路照明；應(yīng)用

LED技術(shù)目前屬于第四代照明光源，經(jīng)過科學(xué)反應(yīng)發(fā)出強烈光源，同時可以按照實際需求對顏色實施調(diào)整。這項技術(shù)不會產(chǎn)生較高能耗、使用時間較長、擁有良好的穩(wěn)定性，已經(jīng)獲得業(yè)界的高度注意，并且對其在道路中的應(yīng)用展開一定研究。

一、技術(shù)發(fā)展優(yōu)勢與缺陷

（一）技術(shù)發(fā)展優(yōu)勢

第一，表現(xiàn)出較強的定向輻射性。大部分光源都可以射向道路，進一步增加了光的應(yīng)用效率，有效提升了節(jié)能效果。

第二，功率因數(shù)超過95%，不需要另外添加鎮(zhèn)流設(shè)備，亦不會出現(xiàn)高次諧波，一定程度提升了電能質(zhì)量，降低了電能消耗。

第三，形成較高的光源顯色參數(shù)，與大陽光十分接近，相對來講高壓鈉燈通常只有22%的顯色參數(shù)。隨著這一數(shù)值的提升，人們可以對外貿(mào)顏色不同的物體更加清晰地分辨。

第四，光源不會發(fā)生閃爍，也沒有紫外線輻射。與傳統(tǒng)燈具比較明顯降低了發(fā)熱量，不會排出碳，在室內(nèi)空間已經(jīng)成為重要的照明工具，同時也可以很好保護人的眼睛。

第五，相較于傳統(tǒng)照明，LED光源不會造成有害污染，并且能夠循環(huán)使用廢棄物，進一步與國家綠色環(huán)保發(fā)展戰(zhàn)略高度符合。

第六，由于其結(jié)構(gòu)包括1W以上單顆半導(dǎo)體芯片，能夠按照對應(yīng)設(shè)計要求任意調(diào)節(jié)整燈功率，防止高壓鈉燈嚴重缺少功率規(guī)格導(dǎo)致照明不合理問題。

第七，理論角度分析該路燈使用時間超過5萬h，實踐表明也會超過3萬h，根據(jù)每天操作計算，時間可達到6-7年[1]；傳統(tǒng)高壓鈉燈使用時間僅在2年左右。

（二）技術(shù)發(fā)展缺陷

雖然在城市道路中LED技術(shù)優(yōu)勢明顯，但也不能忽略其存在的不足。綜合分析，其存在的主要缺陷包括：

第一，技術(shù)在發(fā)展過程中發(fā)生失衡現(xiàn)象。國家對該產(chǎn)品尚未制定明確的標準，進一步造成各個廠商制造標準不統(tǒng)一，根據(jù)自己設(shè)定的標準開展生產(chǎn)，無法通用燈型，質(zhì)量參差不齊，這也一定程度影響了后期管理，只能找對應(yīng)廠商開展維護與更換，管理部門無法獨立處置。雖然當前已經(jīng)推廣普及這一路燈，但南北區(qū)域技術(shù)存在較大差異。南方幾個大規(guī)模廠商掌握核心技術(shù)，北方廠商主要實現(xiàn)組裝操作。第二，主要是配光與截光類型，非常容易產(chǎn)生不均勻照明和斑馬線問題。第三，其擁有較高的光源色溫，易產(chǎn)生炫光問題，在惡劣的天氣情況下容易引發(fā)交通事故。在這方面，其明顯落后于高壓鈉燈，后者不僅色溫科學(xué)且舒適，穿透大霧的能力也很強。第四，該種路燈能否可以解決技術(shù)缺陷是其普及與否的關(guān)鍵，其中一個最突出的問題就是散熱[2]。該種路燈隨著工作溫度的變化會相應(yīng)改變芯片，相應(yīng)出現(xiàn)一定比例的光衰，同時也降低了工作時間。

二、實際應(yīng)用

（一）照明情況

結(jié)合某一城市實際應(yīng)用情況，主要選擇三條主要道路進行測驗。

主干道（1）雙向八車道，路燈覆蓋整體長度3.8km。對稱布置在道路兩旁，路燈豎向距離是29-36m，按照實際道路行駛需求，路燈設(shè)定208w額定功率，色溫是6000K。實際檢驗這一主要道路，選擇90個檢測點，分別獲得六組數(shù)據(jù)。

主干道（2）雙向八車道，路燈覆蓋整體長度是1.4km。對稱布置在道路兩旁，路燈豎向距離是28m，結(jié)合道路實際行駛要求，設(shè)定路燈為210w額定功率，色溫6000K。實際檢驗這一主要道路，選擇99個檢測點，分別獲得三組數(shù)據(jù)。

主干道（3）雙向八車道，路燈覆蓋整體長度是11km，對稱布置在道路兩旁，路燈豎向距離是26m，結(jié)合道路實際行駛要求，設(shè)定路燈為210w額定功率，色溫6000K。實際檢驗這一主要道路，選擇99個檢測點，分別獲得十四組組數(shù)據(jù)。

通過上表了解到，基本上路燈與道路形成的照明要求相符，雖然其照度不能達到30IX，明顯低于傳統(tǒng)高壓鈉燈，但是在其他方面表現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢，可以對這方面缺陷有效解決[3]。

（二）經(jīng)濟效益

在豎向布置路燈中間距相對較短，單位長度所需數(shù)量明顯多于傳統(tǒng)燈具，無形之中增加了安裝、基礎(chǔ)和管線成本。通過計算分析，前期路燈投資成本較高，甚至超過傳統(tǒng)燈具的30%。但后期擁有較大的運行成本優(yōu)勢，主要是很好的節(jié)能效果以及較長的使用時間。

（三）社會環(huán)境效益

應(yīng)用LED路燈可以節(jié)省大概40%的能源，應(yīng)用在主要道路中，每年每公里可以節(jié)省47000kwh的電能，有效減少了排放二氧化碳量，表現(xiàn)出十分顯著的環(huán)境效益[3]。

三、相關(guān)發(fā)展建議

由于LED路燈表現(xiàn)出的大量技術(shù)優(yōu)勢，其在現(xiàn)階段的日常生活中已經(jīng)得到了比較廣泛的應(yīng)用。但此路燈擁有十分特殊的熱學(xué)特點，與傳統(tǒng)光源不一樣，在實踐應(yīng)用測量無法采取傳統(tǒng)方法。但是，目前缺少與之對應(yīng)的標準，導(dǎo)致實際應(yīng)用中缺少一定的標準測量該產(chǎn)品，不利于大規(guī)模生產(chǎn)推廣，一定程度影響了其普及應(yīng)用。所以，要想對這種路燈推廣應(yīng)用，必須對其標準問題有效解決，統(tǒng)一管理該種路燈的生產(chǎn)，特別是對各部分性能制定嚴格的生產(chǎn)標準，比如發(fā)光顆粒、原料質(zhì)量等[4]。

四、結(jié)束語

綜合分析，在道路照明中普及應(yīng)用LED路燈，應(yīng)當充分重視其經(jīng)濟效益，在保證低成本投入的前提下，提升道路照明效率。應(yīng)推廣宣傳路燈在道路中的應(yīng)用，其不僅可以提升照明性能，還與綠色環(huán)保要求高度相符，這也充分體現(xiàn)出其的應(yīng)用價值。其也因此被納入了2015版本的《城市照明道路設(shè)計標準》中?？梢姡鳛檎彰饔脽糁坏腖ED，正在逐步提升應(yīng)用規(guī)模。

參考文獻：

[1]史兆培，王玉爽，嚴登俊.城市路燈照明節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].中國照明電器，2015（10）：78.

[2]王明清.LED 照明日光燈驅(qū)動電源與連接結(jié)構(gòu)方案分析[J].信息與電腦（理論版），2016（8）：33-35.

[3]闞子雄，王巧彬，任豪，陳振強.LED 燈具道路照明效果模擬與分析[J].應(yīng)用光學(xué)，2015（2）：89-90.

[4]章賦.城市LED智能化路燈的技術(shù)方案分析[J].燈與照明，2015（3）：56-57.

（作者單位：河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究總院有限公司）