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LED路灯和传统路灯比较的优缺点

2015/9/21 19:39:54      点击:
本文是依照至 2009 年下半年为止统计的 200 个 LED 路灯的光性能质量, 以及近期依据道路照明灯具性
能要求的标准进行测试的十七个传统路灯的数据,将 LED 路灯和传统高压钠灯路灯进行比对分析。本文的
数据归类统计的方法使用美国能源部(DOE)出版的 SSL 灯具符合能源之星的合格判据,并运用这些参数进
行数据比对分析。
本文的分析涉及道路灯具的光度学性能,包括灯具的光输出、沿道路的纵向光分布、沿道路的横向光
分布、C-90°和 C-270°的配光对称性、光束均匀度和截光水平,同时还分析了灯具的能效。本文的分析未
涉及 LED 路灯的色度性能和光输出维持率。
本文的 LED 路灯的图表数据引自“LED 道路照明灯具现状与展望”一文,这些 LED 路灯所涉及的功率
范围是 50W-200W 左右,来自于全国不同地区的制造商。传统路灯的数据所涉及的功率是 400W 和 150W,来
自于国内几家较大的路灯制造商,如 PHILIPS、索恩、GE 和宁波瞭原等,代表高压钠灯路灯的较高水平。 一、被测灯具的光输出
LED 路灯的光输出比起高压钠灯路灯差距仍然很大,图 1 中显示的是高压钠灯路灯的光通量水平图,
图 1 高压钠灯路灯光输出
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10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
1
%
10500-30000
30000-40000
40000-50000
2 LED 路灯光输出 二、被测灯具的光分布情况
1. 纵向光分布和横向光分布
按 IES 对灯具光度分布的分类方法,路灯的纵向光分布可按短投射配光、中投射配光或长投射配光分
类,沿道路的横向配光的分类的方法是以 50%最大光强的曲线覆盖区域的位置进行的,沿道路横跨线,将
道路表面分割成四个纵向宽度,即 I 类、 II 类、 III 类和 IV 类。如图 3 所示。道路照明灯具的横向配光决
定了灯具适用的车道数。
-光束照亮 I 类纵向宽度,路灯可以用于 2 车道;
-道路灯的光束照亮 II 类纵向宽度,路灯可以用于 4 车道;
-道路灯的光束照亮 III 类纵向宽度,路灯可以用于 6 车道;
-宽过 III 类宽度的是第 IV 类,路灯可用于超过 6 车道。
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
2007年 2008年 2009年上半年 2009年下半年
%
<2300lm
2300-4000lm
4000-5000lm
5000-7500lm
7500-9000lm
9000-10500
10500-12000
12000-13500
13500-15000
>15000
3 用不同类型灯具的车行道正视图(部分来自第 9 IESNA 照明手册的图 22-6
2. 和传统高压钠灯路灯相比, LED 路灯的配光设计的总体水平不高
从测试的数据分析,高压钠灯路灯的光学设计相对于 LED 路灯来说已进入比较成熟的阶段。高压钠灯
路灯的纵向配光主要集中在短投射,近投射和中投射各占 18%,如图 4 显示。LED 路灯的纵向配光主要集中
在近投射和短投射,其中近投射的比例超过了半数以上,中投射的比例非常少,如图 5 显示。高压钠灯路
灯的横向配光属于 I 类和 II 类的总比例超过 80%,III 类配光所占比例达到 18%,没有看到窄配光。而 LED
路灯的窄配光所占比例超过一半,I、II、III 类配光逐个递减,III 类配光仅有 2%。
4 高压钠灯路灯纵向配光
6 沿道路纵向的配光类型统计
图 5 LED 路灯纵向配光
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
2007年 2009年上半年
%
近投射<1.0 MH
短投射1.0-2.25 MH
中投射2.25-3.75 MH
长投射3.75-6.0 MH
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近投射<1.0 MH
短投射1.0-2.25 MH
中投射2.25-3.75 MH
长投射3.75-6.0 MH
图 6 高压钠灯路灯横向配光
7 LED 路灯横向配光 三、光束均匀度
1. LED 路灯最大光强的 γ 角的水平参次不齐,高压钠灯路灯的总体水平较高。
最大光强的 γ 角位置与道路照明的均匀度有关,包括照度均匀度和亮度均匀度。DOE 给出的标杆是最
大光强处于 55o-65o区域内。当最大光强在垂直面内的投射角度达到 65o-75o时,路面的亮度均匀度可达到
比较高的水平。
从图 9 和图 4 分别是测得的高压钠灯道路灯具和 LED 道路灯具的最大光强的 γ 角位置的数据。高压钠
灯道路灯具的最大光强 γ 角在 55o-75o范围内超过 80%,其中 65o-75o的比例达到最高,占到 47%。而 LED
道路灯具的情况是最大光强 γ 角在 0o-30o范围内的占有最高比例,55o-65o的比例目前提高至 25%,65o-75
o的比例仅占 6%。由纵向配光水平、横向配光水平和最大光强 γ 角的数据分析得出,LED 路灯的配光设计
没有达到传统路灯的水平,从现有的数据看,与传统高压钠灯路灯存在较大的差距。
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2007年 2008年 2009年上半年 2009年下半年
%
窄配光
I型
II型
III型
IV型
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25.0
30.0
35.0
40.0
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1
%
窄配光
I型
II型
III型
IV型
图 8 高压钠灯路灯最大光强的 γ 角
9 LED 路灯最大光强的 γ 角
10 高压钠灯路灯
I0-25 / I max
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30.0
40.0
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2007年 2008年 2009年上半年 2009年下半年
0°-30°
30°-45°
45°-55°
55°-65°
65°-75°

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0°-30°
30°-45°
45°-55°
55°-65°
65°-75°

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1
<0.35
0.35-0.5
0.5-1

11 LED 路灯
I0-25 / I max



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