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城市道路照明發展方向淺析

  市政設計——城市道路照明發展方向淺析

  第一大部分:LED道路照明市場前景

  近年來我國的資源環境問題日益突出,節能減排勢在必行。我國戶外道路照明約占整個照明用電量的30% ,並且隨著經濟的發展其比重還會穩定增加。LED路燈產品曆經十餘年發展日趨成熟,利用高效節能的LED路燈替代傳統高壓鈉燈照明產品,實現節能減排已達成廣泛共識。

  第二大部分:LED道路照明政策背景分析

  國家發改委等部門印發的《“十三五”全民節能行動計劃》文件,以城市道路/隧道照明節能改造為重點的綠色照明工程,作為十大重點推進工程之一。計劃到2020年,在200個城市實施道路照明節能改造工程,推廣1000萬餘盞LED路燈,形成節電能力100億千瓦時左右。全國各地將掀起LED路燈推廣應用新高潮。

  第三大部分:LED道路照明發展現狀

  2015年底1065個城市的城市照明設施已達4071萬餘盞,五年淨增城市照明設施1904萬餘盞。其中:道路照明總數達2317萬盞,新型LED光源已達315萬餘盞,占路燈總盞數的13.57%,五年淨增253萬餘盞,比2010年底的3.55%淨增加10個百分點。

  可以看出十二五期間,道路照明的LED光源比例提高了10%,但道路照明仍以鈉燈為主,在60%左右,LED產品趨於成熟,節能優勢明顯,除少數地區以及,多數城市應用,特別是北方城市相對謹慎遠低於市場預期,主要還是路燈管理部門在應用中仍有很多顧慮,主要是從產品本身功能上。

  第四大部分:LED道路照明未來發展方向

  LED技術進入道路照明市場應用近十餘年,相應產品具有一定的技術基礎,主要集中於提高燈具光效、降低產品成本等方麵,但在以人為本的維護、安全、舒適等方麵仍未解決。通過與北方多個區域管理部門調研,重點在於色溫、後期維護方麵讓路燈管理部門很難決擇,甚至有抵觸心理。因此未來道路照明需要打造成安全、舒適、節能的道路光環境。

  1 節能與標準兼顧

  2016年新修訂的《城市道路照明設計標準》,在標準中,針對LED光源特殊強調色溫要求,,產品設計要以標準為依據。。

  同時機動車道照明評價指標:路麵平均亮度(路麵平均照度)、路麵亮度總均勻度和縱向均勻度(路麵照度均勻度)、眩光限製(閾值增量)、環境比、誘導性五個評價指標各司其職,缺一不可。

  2、LED路燈向低色溫方向發展

  (1)低色溫穿霧力強,受氣候影響小

  目前鈉燈色溫通常在1800K~2300K,LED路燈色溫在3000K~6000K,在雨霧、霧霾天氣條件下,波長越短的光線越容易散射,波長越長的光線越容易穿透,高色溫中藍光比例較大,光線的穿透力差,低色溫中黃光比例較大,色溫越低,光線的穿透力越好。因此鈉燈穿霧力更有優勢。低色溫的LED路燈的穿霧力要比高色溫的LED路燈有優勢,越接近鈉燈色溫穿霧能力越好。

  我國疆域遼闊,城市的地理氣候條件迥然不同,有些城市雨霧天氣較多,比如內陸地區成都、沿海地區上海等每年20天以上。近幾年,我國的空氣質量急劇惡化,大多數城市霧霾天數增加,趨於常態化。 2014年北京一年有一半以上的天氣是霧霾天。在霧霾天氣常態化氣候環境下,低色溫LED路燈是較好的選擇,具有重大的現實意義。

  (2)低色溫可提高視覺舒適度和駕駛安全性

  研究表明,照度水平與光色的舒適度有關,在低照度下,舒適的光色接近火焰的顏色,使人感到平和輕鬆。在夜晚低照度的道路照明應選用偏暖色的光色,以滿足人類的生理和心理舒適度需求,如下圖道路照度標準照度在8~30lx,視覺舒適色溫在2000K附近。

  高色溫路燈藍光含量多,會影響駕駛人視線準確度及安全,造成駕駛者的過度緊張、疲勞和不舒適眩光,增加出車禍機率。同時藍光較其他光源更易抑製人體在夜間分泌褪黑激素,睡眠周期也受影響。美國醫學會(AMA)“LED路燈高於3000K健康隱患大,色溫應小於3000K,目的是將LED路燈“對人類健康及環境效應的傷害降至最低,提高駕駛的安全性”

  目前LED路燈低色溫的技術難點在於 低色溫(<2300K)、高光效(燈具光效>110lm/w)、高顯指(>60)光源的三個指標的互相牽製,但隨著低色溫光源光效的提升,LED路燈將由高色溫向低色溫推進,6000K-5000K-4000K-3000K-2200K,徹底回歸傳統光色。采用鈉燈色溫LED路燈實現安全、舒適的道路光環境必然趨勢!

  3、LED路燈光引擎要實現燈具間可互換

  傳統高壓鈉路燈由光源、電器、燈殼組成,不同功率鈉燈光源體積基本相同,而LED路燈基本采用小功率1~3W的模組化、或單顆50WCOB的拚接形式,種類雜、互換性差、扁平化。

  國內路燈維護管理部門對此很抵觸,鈉燈時代一箱燈泡就能實現維護,現在LED路燈需要多類部件,路燈管理部門更迫切的需求新型LED路燈,采用30W~300W單光源光引擎,實現LED光引擎與燈殼分離式設計,與多種外殼樣式供搭配,安裝靈活方便,互換性好。滿足路燈夜間是道路照明設備,白天是城市中靚麗的景觀,實現道路路燈節能與景觀設計兼顧。

  第五大部分:總結

  LED道路照明產品通過低色溫高光效光源、單光源引擎散熱等關鍵技術突破,實現科學合理的安全、舒適、節能的道路光環境。

  第六大部分:題外語:關於LED照明產品研發的體會

  LED照明產品研發,與科研項目一樣,需要從項目背景、政策風險分析、目前技術現狀與不足、製定新的研究目標、提出技術路線與實施方案、提煉創新點。但目前LED照明產品很大部分產品在集成式應用,在外觀方麵進行工業設計,但實際本身照明功能上沒有更多的提升,這樣技術壁壘較小,導致同質化嚴重,最終是在進行價格戰爭。企業要想存續,發展的更好,特別是LED照明企業,要麽規模大,要麽技術強,要麽有創意,未來才能有一席之地。

  今天給大家帶來的報告題目《城市道路照明發展方向淺析》,是近幾年關於路燈的研發工作總結的一些個人觀點,以及目前開發的LED路燈產品情況和應用案例,借此機會請各位專家、企業老總多提意見和建議。

  LED照明產品研發,與科研項目一樣,需要從項目背景、政策風險分析、目前技術現狀與不足、製定新的研究目標、提出技術路線與實施方案、提煉創新點。但目前LED照明產品很大部分產品在集成式應用,在外觀方麵進行工業設計,但實際本身照明功能上沒有更多的提升,這樣技術壁壘較小,導致同質化嚴重,最終是在進行價格戰爭。企業要想存續,發展的更好,特別是LED照明企業,要麽規模大,要麽技術強,要麽有創意,未來才能有一席之地。

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