谈LED 路灯推广使用应注意的问题

魏宝林

(总参徐州工程兵学院工程设计所，江苏徐州 221004)

LED(Light Emitting Diode)是一种半导体固体发光器件，自20世纪60年代初，首先出现红色发光二极管以后，到1996年白色LED的成功研制，目前已实现了可见光波段的所有颜色，并且在信号、显示和背光源方面得到了广泛应用。尤其是近几年来，随着较高亮度大功率LED的研制成功，LED的应用领域渐渐的从小功率使用领域延伸到大功率照明领域，在道路照明工程中的使用也愈来愈广。

1 LED路灯的优点

经数年的发展，LED作为光源在照明领域具有广阔的发展前景，已渐渐成为全球最热门、最受瞩目的光源。是照明史上继白炽灯、荧光灯、气体放电灯之后，又一场照明光源的革命，已被称之为第四代照明光源或绿色光源。其主要优点是:

1)光效高。目前我国LED路灯光源功效已达到100 lm/W～120 lm/W的生产技术;

2)显色性较高。可满足显色性要求较高的机动车交通道路，商业中心道路灯;

3)功率因数高。不需要安装电容器;

4)稳定性好、耐震动。特别适合桥梁道路的照明;

5)启动性能好。任何情况下都能够实现瞬时启动点亮;

6)无频闪效应。适合对运动物体的照明;

7)色温范围宽。便于用户选择，满足不同需要;

8)不含汞、钠等有害元素。产品生产过程对环境无污染。

2 LED路灯的缺点

由于LED光源发出的光具有单向性，且单个LED功率太低(通常仅为1 W)等原因，LED路灯的主要缺点是:1)照度均匀度较差。给灯具光学配光增加了很大的难度，提出了较高的设计要求;2)大功率LED散热问题没有得到较好地解决，光衰较快。从而无法适应道路照明时间长的问题(主要道路要连续工作12 h);3)对使用环境要求较高。比如IP防护等级、驱动电路的元器件寿命、雷电感应等因素的影响较大。

3 现行规范对道路照明光源、灯具的有关要求

1)现行的CJJ 45-2006城市道路照明设计标准中有关《道路照明评价指标》的要求是:

a.机动车交通道路照明应以路面平均亮度(或路面平均照度)、路面亮度均匀度和纵向均匀度(或路面照度均匀度)、眩光限制、环境比和诱导性为评价指标。

b.人行道路照明应以路面平均照度、路面最小照度和垂直照度为评价指标。

2)光源的选择应符合下列规定:

a.快速路、主干路、次干路和支路应采用高压钠灯;

b.居住区机动车和行人混合交通道路宜采用高压钠灯或小功率金属卤化物灯;

c.市中心、商业中心等对颜色识别要求较高的机动车交通道路可采用金属卤化物灯;

d.商业区步行街、居住区人行道路、机动车交通道路两侧人行道可采用小功率金属卤化物灯、细管径荧光灯或紧凑型荧光灯;

e.道路照明不应采用自镇流高压汞灯和白炽灯。

3)灯具及其附属装置选择:

a.机动车道照明应采用符合下列规定的功能性灯具:快速路、主干路必须采用截光型或半截光型灯具;次干路应采用半截光型灯具;支路宜采用半截光型灯具。

b.商业区步行街、人行道路、人行地道、人行天桥以及有必要单独设灯的非机动车道宜采用功能性和装饰性相结合的灯具。当采用装饰性灯具时，其上射光通比不应大于25%，且机械强度应符合现行国家标准GB 7000.1灯具一般安全要求与实验的规定。

c.采用高杆照明时，应根据场所的特点，选择具有合适功率和光分布的泛光灯或截光型灯具。

d.采用密闭式道路照明灯具时，光源腔的防护等级不应低于IP54。环境污染严重、维护困难的道路和场所，光源腔的防护等级不应低于IP65。灯具电器腔的防护等级不应低于IP43。

e.空气中酸碱等腐蚀性气体含量高的地区或场所宜采用耐腐蚀性能好的灯具。

f.通行机动车的大型桥梁等易发生强烈振动的场所，采用的灯具应符合现行国家标准GB 7000.1灯具一般安全要求与实验所规定的防振要求。

g.高强度气体放电灯宜配用节能型电感镇流器，功率较小的光源可配用电子镇流器。

h.高强度气体放电灯的触发器、镇流器与光源的安装距离应符合产品的要求。

由此可见，按照以上现行的规范要求，虽然LED路灯的优点较多，但是由于LED光源发光角度小，灯下光线比较集中，因此灯杆之间的亮度就太暗，不能满足以上评价标准中的重要特征“照度均匀度”的要求。同时由于目前生产技术上的原因，理论上LED芯片的寿命可达5万h，事实上实际寿命要小得多，尤其是大功率的LED光源。而对于白色LED光带带有蓝色光的成分，视觉眩光会比高压钠灯要大，也不适合多雾和雨天环境。因此目前LED路灯就不能用在对照度均匀性有较高要求的主干道和次干道上。

4 LED路灯推广应用应注意的几点

LED作为绿色照明光源，大力推广使用是应该的。但是在路灯照明中的使用，还应同时注意节能、经济性、运行维护、产品规范化和成熟性等方面的问题。

1)节能方面。现阶段市场上LED光源在节能理论参数上是低于高压钠灯的，LED灯具输出光效也比高压钠灯低。2)经济性方面。LED光源由于受到照度均匀度和无大功率光源的限制。同样长度的道路LED路灯的使用数量要比高压路灯要多，而且目前LED路灯的价格通常是高压钠灯的3倍～5倍。因此，初期投资成本较高。3)运行与维护。目前LED路灯没有生产标准，厂家较多，各生产厂家品种规格较多，产品之间没有互换性，给日后的维护带来了极大的困难与不便。一旦发生故障，现场很难维修，通常都需要更换。更为不便的是，各厂家的产品外观、LED的排列方式和数量、功率规格、散热方式、电源控制回路及内部设计多种多样，不符合公共设备设施标准化、通用化的设计原则。4)规范化和成熟性。目前城市道路照明设计和施工验收采用的是CJJ 45-2006城市道路照明设计标准和CJJ 89-2001城市道路照明工程施工和验收规程，但是到目前为止却没有与LED相配套的技术规范标准。5)技术缺陷。大功率LED的散热问题;LED光谱、配光与传统光源有较大不同，从而导致有关评价体系需重新建立;灯具的配光设计有待提升等等。6)渐进有序、稳步推进。当前，在LED路灯性能难以较好的满足城市道路多元化的照明需要，光学系统尚未成熟，配套控制线路可靠性较低，国家标准及规范尚未配套，权威检测系统尚未健全，生产成本较为昂贵的情况下，推广LED路灯的应用应该稳步进行。就目前LED路灯的技术而言，应主要安装在城市支路、人行道、居住小区道路以及公园道路上，灯杆高度在8 m以内，灯具间距在25 m以内比较适合。

［1］ CJJ 45-2006，城市道路照明设计标准［S］.

［2］ CJJ 89-2001，城市道路照明工程施工和验收规程［S］.