LED光源在城市道路照明中的推廣和應用

王桂彪

摘要：目前，我國城市道路的照明系統中，高壓鈉燈仍有部分沿用。光源光效低，一定程度浪費了電能。在確保照明水平不改變的基礎上，提升應用資源的效率，盡量減少能耗很有必要。在這一情況下，LED路燈獲得大規模的應用，其光源光效空間很大，還有十分顯著的綠色環保特點，系統維護方便，操作成本低廉等。故本文簡要說明其存在的優劣勢，對城市道路中應用這種光源提出幾點合理化建議。

關鍵詞：LED光源；城市道路照明；應用

LED技術目前屬于第四代照明光源，經過科學反應發出強烈光源，同時可以按照實際需求對顏色實施調整。這項技術不會產生較高能耗、使用時間較長、擁有良好的穩定性，已經獲得業界的高度注意，并且對其在道路中的應用展開一定研究。

一、技術發展優勢與缺陷

（一）技術發展優勢

第一，表現出較強的定向輻射性。大部分光源都可以射向道路，進一步增加了光的應用效率，有效提升了節能效果。

第二，功率因數超過95%，不需要另外添加鎮流設備，亦不會出現高次諧波，一定程度提升了電能質量，降低了電能消耗。

第三，形成較高的光源顯色參數，與大陽光十分接近，相對來講高壓鈉燈通常只有22%的顯色參數。隨著這一數值的提升，人們可以對外貿顏色不同的物體更加清晰地分辨。

第四，光源不會發生閃爍，也沒有紫外線輻射。與傳統燈具比較明顯降低了發熱量，不會排出碳，在室內空間已經成為重要的照明工具，同時也可以很好保護人的眼睛。

第五，相較于傳統照明，LED光源不會造成有害污染，并且能夠循環使用廢棄物，進一步與國家綠色環保發展戰略高度符合。

第六，由于其結構包括1W以上單顆半導體芯片，能夠按照對應設計要求任意調節整燈功率，防止高壓鈉燈嚴重缺少功率規格導致照明不合理問題。

第七，理論角度分析該路燈使用時間超過5萬h，實踐表明也會超過3萬h，根據每天操作計算，時間可達到6-7年[1]；傳統高壓鈉燈使用時間僅在2年左右。

（二）技術發展缺陷

雖然在城市道路中LED技術優勢明顯，但也不能忽略其存在的不足。綜合分析，其存在的主要缺陷包括：

第一，技術在發展過程中發生失衡現象。國家對該產品尚未制定明確的標準，進一步造成各個廠商制造標準不統一，根據自己設定的標準開展生產，無法通用燈型，質量參差不齊，這也一定程度影響了后期管理，只能找對應廠商開展維護與更換，管理部門無法獨立處置。雖然當前已經推廣普及這一路燈，但南北區域技術存在較大差異。南方幾個大規模廠商掌握核心技術，北方廠商主要實現組裝操作。第二，主要是配光與截光類型，非常容易產生不均勻照明和斑馬線問題。第三，其擁有較高的光源色溫，易產生炫光問題，在惡劣的天氣情況下容易引發交通事故。在這方面，其明顯落后于高壓鈉燈，后者不僅色溫科學且舒適，穿透大霧的能力也很強。第四，該種路燈能否可以解決技術缺陷是其普及與否的關鍵，其中一個最突出的問題就是散熱[2]。該種路燈隨著工作溫度的變化會相應改變芯片，相應出現一定比例的光衰，同時也降低了工作時間。

二、實際應用

（一）照明情況

結合某一城市實際應用情況，主要選擇三條主要道路進行測驗。

主干道（1）雙向八車道，路燈覆蓋整體長度3.8km。對稱布置在道路兩旁，路燈豎向距離是29-36m，按照實際道路行駛需求，路燈設定208w額定功率，色溫是6000K。實際檢驗這一主要道路，選擇90個檢測點，分別獲得六組數據。

主干道（2）雙向八車道，路燈覆蓋整體長度是1.4km。對稱布置在道路兩旁，路燈豎向距離是28m，結合道路實際行駛要求，設定路燈為210w額定功率，色溫6000K。實際檢驗這一主要道路，選擇99個檢測點，分別獲得三組數據。

主干道（3）雙向八車道，路燈覆蓋整體長度是11km，對稱布置在道路兩旁，路燈豎向距離是26m，結合道路實際行駛要求，設定路燈為210w額定功率，色溫6000K。實際檢驗這一主要道路，選擇99個檢測點，分別獲得十四組組數據。

通過上表了解到，基本上路燈與道路形成的照明要求相符，雖然其照度不能達到30IX，明顯低于傳統高壓鈉燈，但是在其他方面表現出顯著的優勢，可以對這方面缺陷有效解決[3]。

（二）經濟效益

在豎向布置路燈中間距相對較短，單位長度所需數量明顯多于傳統燈具，無形之中增加了安裝、基礎和管線成本。通過計算分析，前期路燈投資成本較高，甚至超過傳統燈具的30%。但后期擁有較大的運行成本優勢，主要是很好的節能效果以及較長的使用時間。

（三）社會環境效益

應用LED路燈可以節省大概40%的能源，應用在主要道路中，每年每公里可以節省47000kwh的電能，有效減少了排放二氧化碳量，表現出十分顯著的環境效益[3]。

三、相關發展建議

由于LED路燈表現出的大量技術優勢，其在現階段的日常生活中已經得到了比較廣泛的應用。但此路燈擁有十分特殊的熱學特點，與傳統光源不一樣，在實踐應用測量無法采取傳統方法。但是，目前缺少與之對應的標準，導致實際應用中缺少一定的標準測量該產品，不利于大規模生產推廣，一定程度影響了其普及應用。所以，要想對這種路燈推廣應用，必須對其標準問題有效解決，統一管理該種路燈的生產，特別是對各部分性能制定嚴格的生產標準，比如發光顆粒、原料質量等[4]。

四、結束語

綜合分析，在道路照明中普及應用LED路燈，應當充分重視其經濟效益，在保證低成本投入的前提下，提升道路照明效率。應推廣宣傳路燈在道路中的應用，其不僅可以提升照明性能，還與綠色環保要求高度相符，這也充分體現出其的應用價值。其也因此被納入了2015版本的《城市照明道路設計標準》中。可見，作為照明用燈之一的LED，正在逐步提升應用規模。

參考文獻：

[1]史兆培，王玉爽，嚴登俊.城市路燈照明節能技術現狀與發展趨勢[J].中國照明電器，2015（10）：78.

[2]王明清.LED 照明日光燈驅動電源與連接結構方案分析[J].信息與電腦（理論版），2016（8）：33-35.

[3]闞子雄，王巧彬，任豪，陳振強.LED 燈具道路照明效果模擬與分析[J].應用光學，2015（2）：89-90.

[4]章賦.城市LED智能化路燈的技術方案分析[J].燈與照明，2015（3）：56-57.

（作者單位：河南省城鄉規劃設計研究總院有限公司）