从配光设计角度谈LED道路照明节能

时间:2013-11-17来源:网络
="word-break: break-all; ">  4.4 个别配光曲线出现照度亮度比E/L过大的问题

  从表1~表4的结果发现,配光曲线Asm3在所有应用场景中都有E/L过大的问题,即:要达到同样的亮度标准,需要更高的照度,需要更多的光通量照射到同样面积的路面上,造成能源浪费的问题。

  4.5 矩形配光原理无法满足道路照明要求

  从表1~表4的结果看出,配光曲线Asm1的照度均匀性最好,该配光是典型矩形非对称配光设计,完全按照等照度设计的要求定制配光,但其亮度均匀性很差。目前,业内的不少LED路灯厂商主推该类配光,甚至建议标准制定部门把该类型的配光作为规范颁布,其后果将导致我国照明业出现退步的后果。  4.6 SR技术指标可单独考虑

  在表1~表4中,许多SR技术指标未满足规范中0.5的要求,笔者建议在配光设计时,单独设计SR技术指标,在有SR要求的应用场景中,可另外设计满足技术指标的配光曲线,这使得在无SR要求的应用环境中(如高架桥、封闭式高速路等场景),可以节省很多LED芯片,并实现节约电能的效果。

  4.7 提高CU带来的节能效益分析

  根据CJJ45—2006对功率密度LPD的规定(如表5所示),传统路灯的利用系数不够高,导致光效较高的高压钠灯道路灯具(最高达140lm/W以上,如某些进口品牌的HPS250W可输出33000lm),很大一部分的输出光通量无法到达道路计算面而被浪费了。经计算,表1所列场景中的功率密度为0.5714W/m2,如照度标准为10lx,则只需要0.286W/m2,同CJJ中规定的两车道LPD小于0.55W/m2相比,提高CU的配光设计能节约近50%的电能。如配光设计不合理,如表1中的Sym4配光,达到10lx则需要0.5714W/m2,其节能效果还不如传统光源。

从配光设计角度谈LED道路照明节能

  就目前LED厂家的综合水平来看,LED路灯的系统光效很快突破75lm/W,笔者建议标准制定部门增加CU指标,并适当调高CJJ45—2006的LPD标准作为LED路灯的配光设计规定,可按照表6所列的LPD执行,同表5相比,平均节约20%~30%电能。据预测,LED道路照明的LPD值在三年内或许会在表6推荐值的基础上再降低20%。

从配光设计角度谈LED道路照明节能

  4.8 好的配光设计应能满足多数应用场景

  从计算结果比较表1~表4看出,应用在较窄的2~3车道的场景中比较理想的配光在场景3~4中效果更佳,但适合较宽道路的配光却不适合在较窄的道路应用场景中,即灯具单侧布置的场景相对而言难度更大,按照宽高比W/H=1设计的配光可以通过调整灯杆高度(7~13.5m)、挑臂(0~1.5m)、仰角(0~15度)以及布灯方式(中间布置、对称布置、交错布置)等,可以满足6~42m的多数应用场景;按照距高比S/H=3.75设计的配光,通过适当调整灯杆高度(7~13.5米),可满足布灯间距20~50米的多数应用场景。但应用到不同材质的路面时,要满足亮度均匀度指标,需另行设计配光曲线[2]。按照规范推荐的R3和C1两种路面,最多四款配光可以满足我国道路照明的绝大多数应用场景。

  5 结束语

  半导体白光照明行业方兴未艾,LED路灯行业也刚兴起,业内人士对道路照明应用需求缺乏了解,行业标准及规范不够完善,整个LED道路照明行业处在探索性创新阶段,所以难免出现许多认识上或技术上的问题。笔者在撰写本文的过程中,得到许多厂家的支持,为本文提供原始的配光数据资料,借此机会向他们表示诚挚的感谢。

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关键词: 配光设计 LED 道路照明

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