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城市道路照明发展方向浅析

  市政设计——城市道路照明发展方向浅析

  第一大部分:LED道路照明市场前景

  近年来我国的资源环境问题日益突出,节能减排势在必行。我国户外道路照明约占整个照明用电量的30% ,并且随着经济的发展其比重还会稳定增加。LED路灯产品历经十余年发展日趋成熟,利用高效节能的LED路灯替代传统高压钠灯照明产品,实现节能减排已达成广泛共识。

  第二大部分:LED道路照明政策背景分析

  国家发改委等部门印发的《“十三五”全民节能行动计划》文件,以城市道路/隧道照明节能改造为重点的绿色照明工程,作为十大重点推进工程之一。计划到2020年,在200个城市实施道路照明节能改造工程,推广1000万余盏LED路灯,形成节电能力100亿千瓦时左右。全国各地将掀起LED路灯推广应用新高潮。

  第三大部分:LED道路照明发展现状

  2015年底1065个城市的城市照明设施已达4071万余盏,五年净增城市照明设施1904万余盏。其中:道路照明总数达2317万盏,新型LED光源已达315万余盏,占路灯总盏数的13.57%,五年净增253万余盏,比2010年底的3.55%净增加10个百分点。

  可以看出十二五期间,道路照明的LED光源比例提高了10%,但道路照明仍以钠灯为主,在60%左右,LED产品趋于成熟,节能优势明显,除少数地区以及,多数城市应用,特别是北方城市相对谨慎远低于市场预期,主要还是路灯管理部门在应用中仍有很多顾虑,主要是从产品本身功能上。

  第四大部分:LED道路照明未来发展方向

  LED技术进入道路照明市场应用近十余年,相应产品具有一定的技术基础,主要集中于提高灯具光效、降低产品成本等方面,但在以人为本的维护、安全、舒适等方面仍未解决。通过与北方多个区域管理部门调研,重点在于色温、后期维护方面让路灯管理部门很难决择,甚至有抵触心理。因此未来道路照明需要打造成安全、舒适、节能的道路光环境。

  1 节能与标准兼顾

  2016年新修订的《城市道路照明设计标准》,在标准中,针对LED光源特殊强调色温要求,,产品设计要以标准为依据。。

  同时机动车道照明评价指标:路面平均亮度(路面平均照度)、路面亮度总均匀度和纵向均匀度(路面照度均匀度)、眩光限制(阈值增量)、环境比、诱导性五个评价指标各司其职,缺一不可。

  2、LED路灯向低色温方向发展

  (1)低色温穿雾力强,受气候影响小

  目前钠灯色温通常在1800K~2300K,LED路灯色温在3000K~6000K,在雨雾、雾霾天气条件下,波长越短的光线越容易散射,波长越长的光线越容易穿透,高色温中蓝光比例较大,光线的穿透力差,低色温中黄光比例较大,色温越低,光线的穿透力越好。因此钠灯穿雾力更有优势。低色温的LED路灯的穿雾力要比高色温的LED路灯有优势,越接近钠灯色温穿雾能力越好。

  我国疆域辽阔,城市的地理气候条件迥然不同,有些城市雨雾天气较多,比如内陆地区成都、沿海地区上海等每年20天以上。近几年,我国的空气质量急剧恶化,大多数城市雾霾天数增加,趋于常态化。 2014年北京一年有一半以上的天气是雾霾天。在雾霾天气常态化气候环境下,低色温LED路灯是较好的选择,具有重大的现实意义。

  (2)低色温可提高视觉舒适度和驾驶安全性

  研究表明,照度水平与光色的舒适度有关,在低照度下,舒适的光色接近火焰的颜色,使人感到平和轻松。在夜晚低照度的道路照明应选用偏暖色的光色,以满足人类的生理和心理舒适度需求,如下图道路照度标准照度在8~30lx,视觉舒适色温在2000K附近。

  高色温路灯蓝光含量多,会影响驾驶人视线准确度及安全,造成驾驶者的过度紧张、疲劳和不舒适眩光,增加出车祸机率。同时蓝光较其他光源更易抑制人体在夜间分泌褪黑激素,睡眠周期也受影响。美国医学会(AMA)“LED路灯高于3000K健康隐患大,色温应小于3000K,目的是将LED路灯“对人类健康及环境效应的伤害降至最低,提高驾驶的安全性”

  目前LED路灯低色温的技术难点在于 低色温(<2300K)、高光效(灯具光效>110lm/w)、高显指(>60)光源的三个指标的互相牵制,但随着低色温光源光效的提升,LED路灯将由高色温向低色温推进,6000K-5000K-4000K-3000K-2200K,彻底回归传统光色。采用钠灯色温LED路灯实现安全、舒适的道路光环境必然趋势!

  3、LED路灯光引擎要实现灯具间可互换

  传统高压钠路灯由光源、电器、灯壳组成,不同功率钠灯光源体积基本相同,而LED路灯基本采用小功率1~3W的模组化、或单颗50WCOB的拼接形式,种类杂、互换性差、扁平化。

  国内路灯维护管理部门对此很抵触,钠灯时代一箱灯泡就能实现维护,现在LED路灯需要多类部件,路灯管理部门更迫切的需求新型LED路灯,采用30W~300W单光源光引擎,实现LED光引擎与灯壳分离式设计,与多种外壳样式供搭配,安装灵活方便,互换性好。满足路灯夜间是道路照明设备,白天是城市中靓丽的景观,实现道路路灯节能与景观设计兼顾。

  第五大部分:总结

  LED道路照明产品通过低色温高光效光源、单光源引擎散热等关键技术突破,实现科学合理的安全、舒适、节能的道路光环境。

  第六大部分:题外语:关于LED照明产品研发的体会

  LED照明产品研发,与科研项目一样,需要从项目背景、政策风险分析、目前技术现状与不足、制定新的研究目标、提出技术路线与实施方案、提炼创新点。但目前LED照明产品很大部分产品在集成式应用,在外观方面进行工业设计,但实际本身照明功能上没有更多的提升,这样技术壁垒较小,导致同质化严重,最终是在进行价格战争。企业要想存续,发展的更好,特别是LED照明企业,要么规模大,要么技术强,要么有创意,未来才能有一席之地。

  今天给大家带来的报告题目《城市道路照明发展方向浅析》,是近几年关于路灯的研发工作总结的一些个人观点,以及目前开发的LED路灯产品情况和应用案例,借此机会请各位专家、企业老总多提意见和建议。

  LED照明产品研发,与科研项目一样,需要从项目背景、政策风险分析、目前技术现状与不足、制定新的研究目标、提出技术路线与实施方案、提炼创新点。但目前LED照明产品很大部分产品在集成式应用,在外观方面进行工业设计,但实际本身照明功能上没有更多的提升,这样技术壁垒较小,导致同质化严重,最终是在进行价格战争。企业要想存续,发展的更好,特别是LED照明企业,要么规模大,要么技术强,要么有创意,未来才能有一席之地。

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