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技術(shù)文摘

LED路燈道路照明應(yīng)用中的五大注意點(diǎn)
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LED路燈道路照明應(yīng)用中的五大注意點(diǎn)

來源:東莞七度照明 發(fā)布日期:2017.04.22 閱讀:2244
 LED作為綠色照明的一種,早已在多年前“十城萬盞”的應(yīng)用中成為了道路照明的主要節(jié)能方式。隨著LED照明產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用,LED市場變得龐大而復(fù)雜,產(chǎn)品良莠不齊,在很多地方不但LED優(yōu)良的節(jié)能特性沒有得到完好的體現(xiàn),甚至讓人們對LED照明產(chǎn)品產(chǎn)生了誤解,以致于給LED照明產(chǎn)品在道路照明的推廣應(yīng)用中帶來了諸多障礙,以下為七度照明技術(shù)部門針對LED路燈道路照明應(yīng)用中的五大注意點(diǎn):
一:照度均勻度與亮度均勻度誰為主?
  當(dāng)前,雖然CJJ45的新版標(biāo)準(zhǔn)已明確規(guī)定了道路照明應(yīng)以亮度及亮度均勻度為主,但在國內(nèi)較多地方仍存在只關(guān)注照度和照度均勻度,而并未注意到高速機(jī)動車道路更應(yīng)強(qiáng)調(diào)對路面(墻面)的亮度及亮度均勻度的要求。圖1和圖2的斑馬線都是亮度均勻度不夠造成的,且圖1的隧道還有較明顯的因車速而引起的頻閃,國內(nèi)還有很多地方在隧道照明采用圓形或近乎正方形的LED燈具,并未將LED的形狀和配光與現(xiàn)場適用性相結(jié)合,這在很大程度上抹煞了LED照明的優(yōu)勢。
圖1 隧道照明路面有明顯的斑馬線
圖1 隧道照明路面有明顯的斑馬線

圖2 隧道照明墻面有明顯的斑馬線
圖2 隧道照明墻面有明顯的斑馬線

二:亮度均勻度(縱向)達(dá)到多少能消除斑馬線?
  對高壓鈉燈來講,其自身發(fā)光角度在300度以上,發(fā)出的光只有約40%直接射向地面,而約60%的光則通過反射器的漫反射再射向路面,這樣雖然造成其光的利用率低,但卻使它發(fā)出的空間光強(qiáng)分布呈現(xiàn)緩慢地變化,亮度均勻度只需大于0.6就無明顯斑馬線了。而LED模組由于其發(fā)光角度基本都小于180度,并且大都不依靠反射器進(jìn)行配光,所以光的利用率高,但卻使它發(fā)出的光強(qiáng)空間分布呈現(xiàn)較快速地變化,亮度均勻度(實(shí)測值)只有接近0.8才沒有明顯的斑馬線(比標(biāo)準(zhǔn)0.7要高)。由此可見,精準(zhǔn)的配光使光度利用率大幅提高的同時,卻增加了燈具的配光設(shè)計(jì)難度。

三:克服眩光帶來的危害
  眩光是造成人眼感到不舒適的光線(如圖3)。由于LED道路燈具亮度均勻度只有接近0.8才沒有明顯的斑馬線,因此,要求它的距高比一定要大,由此才能利用交叉光來實(shí)現(xiàn)較高的亮度均勻度。但因這樣的燈具配光張角一般達(dá)150度,控制不好會有明顯的眩光,因此,必須做到LED道路燈具光源的表面亮度不能太高,并且截光角也要做得準(zhǔn)確,才能取得好的效果(一般在75~80度,理論計(jì)算為76度)。
圖3 眩光不僅造成人眼不適且大大降低了夜間駕車的安全系數(shù)
圖3 眩光不僅造成人眼不適且大大降低了夜間駕車的安全系數(shù)

四:顯色指數(shù)在道路照明中的重要性
  顯色指數(shù)是衡量物體在人造光源的照射下,能否真實(shí)反映出它在自然光照下的顏色的能力(用Ra表示),較高的顯色指數(shù)可明顯提高對障礙物的分辨率。以上海申大路試點(diǎn)工程為例,其LED路燈顯色指數(shù)基本在70左右,而與之十字交叉的道路采用的高壓鈉燈燈具的顯色指數(shù)在25以下,站在該十字路口可以非常明顯地觀察到,LED路燈照明的路邊綠化清晰度明顯優(yōu)于高壓鈉燈照明的情況。
  高壓鈉燈因其光效比高壓汞燈和白熾燈都高所以曾一度被大量采用,不過由于其顯色指數(shù)低,會導(dǎo)致道路照明近乎黃色光,而造成司機(jī)夜間駕車時不適。根據(jù)人們所適應(yīng)的自然規(guī)律,夜晚駕車的司機(jī)需要保持高度的警覺性,因此對道路照明的要求更高,而適當(dāng)高的色溫(如4000K~5000K)會讓夜晚駕車的司機(jī)抑制褪黑色素的分泌,不容易產(chǎn)生昏昏欲睡的感覺,這恰恰是夜晚駕車人所必需保持的,而且LED照明采用較高的色溫可明顯提高燈具效能。這里必須引起注意的是,LED室內(nèi)照明的一般要求不能硬搬到LED道路照明應(yīng)用中。

五:光譜成分決定了LED照明燈具的透霧性
  很多人認(rèn)為,燈的光色決定了光的透霧性,實(shí)際上這是一個誤區(qū)。經(jīng)分析,即使是相同的光色,光譜可能相差也很多(同色異譜),因此,實(shí)際上決定光透霧性的應(yīng)該是光譜成分,如果光線中波長相對長的光比例較多,其透霧性必然會好。目前,道路照明的LED基本都是藍(lán)光激發(fā)黃色熒光粉,所以其光譜成分中的黃橙光比例基本與高壓鈉燈類同,而紅色光比例是高壓鈉燈略高,但是由于顯色指數(shù)的原因,兩者的在霧天實(shí)際使用效果相差并不明顯(如圖4、圖5)。

圖4 LED燈色溫:5000K,顯色指數(shù):79.2,紅色比:18.0%;綠色比:78.5%;藍(lán)色比:3.5%
圖4:LED燈色溫:5000K,顯色指數(shù):79.2,紅色比:18.0%;綠色比:78.5%;藍(lán)色比:3.5%

圖5 高壓鈉燈色溫:1981K,顯色指數(shù):23紅色比:25.8%;綠色比:27.6%;藍(lán)色比:1.4%
圖5 高壓鈉燈色溫:1981K,顯色指數(shù):23紅色比:25.8%;綠色比:27.6%;藍(lán)色比:1.4%

從霧天路面的可視距離來看,雖然可視距離差別不明顯,但LED燈顯色指數(shù)高的特點(diǎn)明顯使路上和路邊物體的辨別清晰度提高。而從路面的感覺距離來看,鈉燈雖然感覺景深較大,但是遠(yuǎn)處的路面已經(jīng)看不清(如圖6)。鈉燈的光線溢出(85度以上,10米燈桿,在114.3米以上)使得鈉燈光源在很遠(yuǎn)均可見,讓人感覺前方有路,有誘導(dǎo)性,而LED燈由于截光良好,85度以上光線少,使得遠(yuǎn)處看不見或者很難看見LED光源。

  由于鈉燈的光不能像LED那樣截光,造成遠(yuǎn)處的鈉燈如同機(jī)場跑道燈有道路誘導(dǎo)性,雖然遠(yuǎn)處的道路看不見,但是給人心里前方有道路,而LED燈由于截光精準(zhǔn),遠(yuǎn)處的光源的光強(qiáng)已經(jīng)非常弱,加上霧氣,會看不見,所以遠(yuǎn)處的LED燈看不見,造成人心里對前方道路的不可知而造成透霧性差的錯覺。經(jīng)過多地點(diǎn)的實(shí)踐,該兩種燈的透霧性及對地面物體的識別無明顯區(qū)別。
霧天路面 LED路燈與高壓鈉燈路燈對比
圖六:霧天LED道路燈與高壓鈉燈路燈照明對比

    綜上所述,LED產(chǎn)品應(yīng)用在道路照明中已經(jīng)成熟,以美國洛杉磯為例,可以明顯看到,該市在更換為LED街燈后,道路照明情況在節(jié)電、減少碳排放以及可遠(yuǎn)程監(jiān)控、調(diào)光、改善可見度和均勻度等方面得以大大提高和改善(如圖7)。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,洛杉磯市已實(shí)現(xiàn)實(shí)際平均節(jié)電62.9%(器具節(jié)能加調(diào)控節(jié)能);減少CO2排放40500噸/年,且運(yùn)行兩年后,在燈具光衰、失效率、照度、亮度、均勻度、色溫、功耗、功率因數(shù)、諧波畸變、控制能力、電連接、燈具安裝維護(hù)等方面均具有明顯優(yōu)勢。而且值得一提的是,據(jù)洛杉磯警方統(tǒng)計(jì)顯示,采用LED街燈后,犯罪率下降10.5%。因此,可以說,我們應(yīng)該嚴(yán)謹(jǐn)并加快行動了,加快LED道路照明發(fā)展已成為大勢所趨。
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