公共照明LED路灯改造技术分析

摘要：随着我国城市化发展速度的不断提升，政府部门开始大力推进城乡一体化发展战略，城市基础设施建设的范围和规模逐渐扩大。在这一社会背景下，城市每日所消耗的能源也与日俱增，为了节省能源的消耗量，政府开始对基础设施进行了改造。城市道路建设中需要设置路灯，路灯的能耗属于节能的重要环节，可以加快节能型社会的构建速度。本文以融水苗族自治县为例，对公共照明LED路灯的建设现状以及LED路灯的优势进行了分析，并提出了有效的公共照明LED路灯改造措施，力求可以减少融水县的能耗。

关键词：公共照明LED路灯;改造技术;分析

照明设施是公路建设过程中不可缺少的重要部分，可以促进城市的发展，保障夜间的车辆出行安全。近年来随着节能减排理念在社会发展过程中的不断渗透，政府开始重视照明设施的改造，将目前照明设施中经常使用的高压钠灯逐渐调整为LED灯。通过对比高压钠灯以及LED灯，可以发现LDE灯在使用效果、使用时间上都要优于高压钠灯，可以提升照明强度，达到节能减排的效果。融水县经过实际调查之后，需要改造的路灯共有4600套，为了提升融水县的城市形象，保障城市安全，必须要加快路灯改造速度。

一、融水苗族自治县路灯建设现状

（一）高压钠等为主要道路照明灯具

在传统的道路照明设施建设过程中，多数都将高压钠灯作为光源，高压钠灯的显色度较低，消耗的电量较大，并且光线衰弱速度快，需要频繁更换[1]。逐渐增加的耗电量影响了节能型社会的构建，显色度低则在一定程度上给夜间出行群体带来了安全隐患，为了提升照明效果需要对其进行多次维护，增加了维护成本。

（二）灯具损坏，照度水平差异大

融水县目前有很多道路上的路灯都无法正常工作，主要是由于线路损坏或者灯具损坏所导致的，融水县的整体亮灯率甚至不到90%，给融水县的城市形象的提升造成了影响。融水县在不同道路中路灯的照度也出现了差异，部分道路出现照度不够的问题，而部分道路照度则超出了标准。照度的变化会导致司机在行驶过程中出现视觉差异，容易影响到车辆的行车安全，特别是在车流量较为密集时，更加容易出现交通事故[2]。

（三）亮灯时间较短

高压钠灯的耗电量较高，为了在此基础上节省能源，则会选择减少亮灯时间或者不亮灯的手段来达到节能的目的。融水县点灯最长的路段每天亮灯时间约为12小时，点灯最短的路段每天亮灯时间约为6小时，平均亮灯时间仅为5.6小时左右。点灯时间的缩短会影响夜间人们的出行便利性，容易影响融水县旅游产业的发展。

二、LED路灯优势

LED是一种可以使用较少电能就可以发光的固体光源，具有使用时间长、能量消耗少、环保、体积较小、点亮时间短、耐震性强等多种优点，是近年来拥有较好发展前景的新型技术类型之一[3]。LED路灯的工作寿命60000小时，而高压钠灯只有8000h，在使用过程中LED路灯灯罩不易老化、发黑，具有较高的耐震性，因此在后期维护中也无须增加过多的成本，降低了再生资源的消耗量。LED路灯不需要进行预热就可以正常工作，经检测LED路灯的启动时间要短于0.5秒，而高压钠灯的启动速度要在2min之上，避免了高压钠灯需要启动时间的缺陷，也不会出现停电后路灯启动时的照明中断问题。LED路灯功率因数大于或者等于0.98，和电感镇流器相比电能光能的转换效率要增加50%，和传统电子镇流器相比增加了20%，高压钠灯的转换效率则要小于60%[4]。LED路灯的散热效果较好，所使用的是氮化铝陶瓷LED芯片，能够减少灯罩的制造成本，并且利用的汞齐也小于0.25mg，不会给周围环境造成影响。LED路灯和高压钠灯相比工作较为安全，电路稳定，产生的电磁干扰程度小，可以确保涉设备工作的安全性。LED路灯不仅可以应用在道路照明过程中，还可以在零下30℃到零上50℃的温度间工作，且可见光相对集中在490nm到690nm的范围之内，其光线更加接近自然光。LED路灯的宽色温范围在2700K-6500K之间，能够还原物体的色彩，拥有较好的视觉效果，提升了照明的舒适度。高压钠灯的色温则太低，要么太黄，要么太橙，不容易让人适应[5]。

三、公共照明LED路灯改造技术分析

（一）公共照明LED路灯改造替换标准

本次融水县公共照明LED路灯改造所依据的标准为国家道路照明标准。融水县的道路照明系统和其他的照明灯具有较大的差异，被路灯所照射的路面为矩形，依据国家公路照明标准来看，主干道的平均照度是20LX，均匀性为0.4;次干道的平均照度是10LX，均匀性为0.4，其中均匀性为照射路面的最低照度/平均照度（Emin/Eav）。在进行改造前需要技术人员针对不同道路的照明标准进行分析，道路类型划分为三类，第一为快速路和主干路，针对融水县来看，包含通向政府机关或者大型建筑物的主要道路，或者是位于市中心、商业聚集区的道路。第二为次干路，第三为支路，不同类型的道路在路面亮度、路面照度、眩光限制、环境比SR比值都有所差异，如表1所示，为沥青路面道路国家道路照明标准。但需要注意表1中的内容仅适用于干燥的路面，并且在表中所出现的“/”代表的是最小值和最大值的区别[6]。技术人员在计算照明标准时同时也需要分析改造道路属于沥青路面还是水泥混凝土路面，如果是后者则平均照度值需要在沥青路面的基础上减少30%，并且需要按照平均亮度系数来计算水泥混凝土路面所需要的平均亮度。在计算平均亮度或者照度时也需要考虑到路灯光源的种类、路灯灯具防护水平以及路灯定期擦拭的时间。

（二）改造方案

根据融水县的公路路灯改造目的进行分析，即节能和提升城市夜景形象，将改造方案为提升10%的公路。改造前功率為110w的高压钠灯共20套，将被改造为功率为60w的LED路灯;功率为150w的高压钠灯共599套，将被改造为功率为80w的LED路灯;功率为250w的高压钠灯共3866套，将被改造为功率为110w的LED路灯;功率为400w的高压钠灯共115套，将被改造为功率为150w的LED路灯。在改造结束后，高压钠灯眩光强、色温低、被照物体颜色不真实的现象都有所改善，LED路灯不会出现眩光的问题，色温处于合适的状态，可以还原被照物体的样貌。

（三）引进智能化技术

在此次路灯改造过程中会应用智能化技术，通过安装智能化的系统可以达到智能管理灯具亮度的效果，可以促进道路照明系统以及城市的智能化发展。智能化技术可以利用各类网络终端控制不同道路的路灯，不需要使用变压器进行设置[7]。如果路灯出现故障之后，智能系统可以结合实时的检测数据来分析灯具的使用情况，进而将问题反馈给后台，快速定位故障路线。智能技术的应用可以将不同路灯的运行情况记录下来，结合不同的需求来进行调光，如在不同车流量、人流量的情况下对亮度进行智能调节。智能技术可以自行校对时间，实时监控路灯的运行状态，并自动上报路灯运行数据。

四、结语

公共照明LED路灯在道路设施完善中的应用，可以为居民的出行提供安全保障，同时可以减少城市的犯罪概率，促进城市文明的建设。在路灯改造过程中加入智能化技术可以达到自动控制路灯的效果，并经过智能终端反馈路灯的故障问题，也可以提升后期LED路灯的维护效果。在路灯改造过程中，施工人员需要按照替换标准来进行路灯改造，在减少路灯能耗的过程中，提升资源的配置效果。随着我国城市化发展速度的提高，越来越多的城市都将会更换路灯设计，进而为我国城市文明的发展提供动力。

参考文献：

[1]龚海华，张玲玲.城市道路照明节能改造与光衰研究[J].节能与环保，2020（05）：71-72.

[2]徐帅，魏方兴，佟超，张宁，吴斌，黄浩，杨俊宁，王光绪.无蓝光、无荧光粉的金黄光LED在市政照明上的应用技术优势[J].智能建筑电气技术，2019，13（05）：32-36.

[3]李立勉，蓝裕泉，陈家民，张伟导，周书豪，林俊鑫，陈伟宏，苏彬锋.基于物联网技术的LED智慧路灯在乡镇道路亮化改造中的应用[J].营销界，2019（28）：158-160.

[4]林海阔，李涛，朱继红，李瑶，许敏，辛凯.城市背街小巷LED路灯控制方案的探讨[J].照明工程学报，2018，29（01）：60-62.

[5]黄锦辉，王育忠.合同能源管理模式在虎门大桥路灯LED节能改造中的应用[J].中国交通信息化，2018（08）：126-128+136.

[6]吴伟斌.邯郸市道路照明改造节能潜力探讨[J].科技创新与应用，2019（18）：77-79.

[7]李霄柏，卜少伟，王森.潍坊市LED路灯合同能源管理模式改造項目质量管控方案分析[J].中国照明电器，2019（03）：23-27.

作者简介：陈辉（1976-），男，苗族，广西柳州人，大专，中级工程师，园林路灯管理。