led路燈替換傳統(tǒng)路燈可行性分析報告

1、年#LED路燈替換傳統(tǒng)路燈可行性分析一、道路基本概念根據(jù)道路使用功能，城市道路照明可分為主要供機(jī)動車使用的機(jī)動車交通道 路照明和主要供非機(jī)動車與行人使用的人行道路照明兩類。機(jī)動車交通道路照明應(yīng)按快速路與主干路、次干路、支路分為三級?？焖俾?Express Way城市中距離長、交通量大、為快速交通服務(wù)的道路?？焖俾返膶ο蜍囆械乐?間設(shè)中間分車帶，進(jìn)出口采用全控制或部分控制。主干路 Major Road連接城市各主要分區(qū)的干路，采取機(jī)動車與非機(jī)動車分隔形式，如三幅路或 四幅路。次干路 Collector Road與主干路結(jié)合組成路網(wǎng)起集散交通作用的道路。支路 Local Road次干路與居住區(qū)道路

2、之間的連接道路。衣1城市道路基本槪況統(tǒng)計道路等級車道機(jī)動車道寬/米機(jī)動車道寬/米備注主干道雙向6車道3.521有分隔島次干道雙向4車道3.514有分隔島支路2車道3.57注：1車道般3.5米寬，也有車道4米寬,2分隔島有雙黃線、鐵柵欄.綠化帶等。二、照明基本概念光通量 Luminous Flux光源在單位時間內(nèi)發(fā)岀可見光的量的總和。符號，單位流明(lm)o表示光源的功率的單位，代表光源發(fā)光的能力。光通量表示輻射功率經(jīng)過人 眼的視見函數(shù)影響后的光譜輻射功率大小的物理量光通量，實質(zhì)是用眼睛來衡量 光的輻射通量，與光輻射的強(qiáng)度及其波長有關(guān)。照度 Illuminance單位面積所接收到的光通量。符號E

3、,單位勒克斯(lux) o表示物體被照亮的程度，1 luxFlm/m'。1流明的光通量均勻分布在1平方 米面積上的照度，就是一勒克斯。照度是以垂直面所接受的光通量為標(biāo)準(zhǔn)，若傾 斜照射則照度下降。路面平均照度 Average Road Surface Luminance按照CIE有關(guān)規(guī)定在路面上預(yù)先設(shè)定的點上測得的或計算得到的各點照度 的平均值。路面照度均勻度 Uniformity of Road Surface Luminance路面上最小照度與平均照度的比值。亮度 Lminance光源在某一方向上的單位投射面從單位立體角發(fā)出的光通量。符號L,單位 坎德拉/平方米(cd/m2) o亮度

4、是指發(fā)光體(反光體)表面發(fā)光(反光)強(qiáng)弱的物理量，即單位投影面積上 的發(fā)光強(qiáng)度。路面平均亮度 Average Road Surface Luminance按照國際照明委員會(簡稱CIE)有關(guān)規(guī)定在路面上預(yù)先設(shè)定的點上測得的 或計算得到的各點亮度的平均值。路面亮度總均勻度 Overall Uniformity of Road Surface Luminance路面上最小亮度與平均亮度的比值。年路面亮度縱向均勻度 Longitudinal Uniformity of Road Surface Luminance同一條車道中心線上最小亮度與最大亮度的比值。光效 Luminous Efficacy光源

5、所發(fā)出的總光通量與該光源消耗的電功率的比值。符號n,單位流明每 瓦（lm/ w） o光效是衡量光源節(jié)能的重要指標(biāo)。發(fā)光效率值越高，表明照明器材將電能轉(zhuǎn) 化為光能的能力越強(qiáng)，即在提供同等亮度的情況下，該照明器材的節(jié)能性越強(qiáng)； 在同等功率下，該照明器材的照明性越強(qiáng)，即亮度越大。功率因素Power Factor在交流電路中，電壓與電流之間的相位差（）的余弦。符號cos。在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即cos二P/S, P表示 有功功率，S表示視在功率。功率因數(shù)決定有效功率和無效功率的比例。功率因數(shù)越高，有效功率越高， 燈具對電能的利用率越高。色溫 Color Temperature表

6、示光源光色的尺度，符號Tc,單位K（開爾文）。色溫是按絕對黑體來定義的，光源發(fā)射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光 色相同時，此時黑體的溫度就稱此光源的色溫。顯色指數(shù) Color Rendering Index光源對物體原有顏色的呈現(xiàn)的程度。符號Rd,范圍值0'100。表示光源對物體的顯色能力，顯色指數(shù)越高，顯色性越好。配光曲線 Photometric Data三、照明國家標(biāo)準(zhǔn)機(jī)動車交通道路照明應(yīng)以路面平均亮度(或路面平均照度)、路面亮度均勻度和縱向均勻度(或路面照度均勻度)、眩光限制、環(huán)境比和誘導(dǎo)性為評價指標(biāo)。農(nóng)2機(jī)動車交通道路照明標(biāo)準(zhǔn)值級別道路類型路面亮度路面照度眩光限制 閾值增雖T

7、l(%)最大 初始值環(huán)境比SR最小值平均 亮度Lav(cd/m2)總均 勻度Uo最小值縱向 均勻度Ul 最小值平均 照度Eav(lX) 維持值均勻度最小值I快速路、主干路 (含迎賓路、通向政府 機(jī)關(guān)和大型公共建筑 的主要道路，位于市中 心或商業(yè)中心的道路)1. 5/2. 00.40.720/300.4100.5II次干路0. 75/1. 00.40.510/150. 35100.5III支路0. 5/0. 750.48/100.315注：1衣中所列的平均照度僅適用于瀝青路面。若系水泥混凝土路面，其平均照度值可相應(yīng)降低 約30%。根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)附錄A給出的平均亮度系數(shù)可求出相同的路面平均亮度，瀝青路

8、而和水泥混 凝土路聞分別需要的平均照度。2計算路面的維持平均亮度或維持平均照度時應(yīng)根據(jù)光源種類、燈具防護(hù)等級和擦拭周期， 按照本標(biāo)準(zhǔn)附錄B確定維護(hù)系數(shù)。3衣中各項數(shù)值僅適用于干燥路面。4農(nóng)中對每級道路的平均亮度和平均照度給出了兩檔標(biāo)準(zhǔn)值，“/”的左側(cè)為低檔值，右側(cè) 為高檔值。人行道路照明應(yīng)以路面平均照度、路面最小照度和垂直照度為評價指標(biāo)。衣3人行道路照明標(biāo)準(zhǔn)值夜間行人流量區(qū)域路而平均照度E“(1X),維持值路面最小照度Em(lx),維持值最小垂直照度 Epn(lX),維持值流量人的道路商業(yè)區(qū)207.54居住區(qū)1032流量中的道路商業(yè)區(qū)1553居住區(qū)7.51.51. 5流量小的道路商業(yè)區(qū)1032

9、居住區(qū)511注：最小垂嵐照度為道路中心線上距路【fril5m高度處，垂直于路軸的平而的兩個方向上的最小照度。四、燈具參數(shù)比較根據(jù)城市道路照明規(guī)劃設(shè)計，一般主干道使用高壓鈉燈400w,次干道250w, 支路150w,主干道和次干道輔道使用150w。農(nóng)4高壓鈉燈與LED路燈參數(shù)比較性能參數(shù)高壓鈉燈LED路燈功率/w15025040078126172光效(lm/w)10011212097100102光通量15000280004800075001260017400色溫(K)190020002000500050005000功率因素0. 440. 440. 44>0. 92>0. 92>

10、0. 92顯色指數(shù)232323707070平均壽命(h)400040004000500005000050000注：鈉燈參數(shù)參考飛利浦SON-T型高壓鈉燈，LED路燈參考LED通用路燈。高壓鈉燈是氣體放電燈，需要鎮(zhèn)流器維持穩(wěn)定電壓，高壓鈉燈功耗包括光源 功率、鎮(zhèn)流器功率、變壓器功耗和線損功耗，整燈功率一般是光源功率的1.2 倍。因此150w鈉燈整燈功耗是180w, 250w鈉燈整燈功耗是300w, 400w高圧鈉 燈整燈功耗是480wo五、道路照明規(guī)劃農(nóng)5常規(guī)道路規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)道路等級燈桿桿高 /米燈桿間距 /米燈臂長度 /米燈具仰角r燈桿邊距咪備注主干道12351.5150.5次干道103()1.5

11、15().5支路8251.5150.5注：1燈臂不宜超過安裝高度的1/4, 般長1.5米，也有0.5米、2米長。2燈具仰角W15°，也有0°、10°、12° o,3燈桿邊距指燈桿距離道路緣石水平距離，般0.5米，也有1米、2米等。布燈方式常規(guī)照明燈具的布置可分為單側(cè)布置、雙側(cè)交錯布置、雙側(cè)對稱布置、中心 對稱布置和橫向懸索布置五種基本方式。采用常規(guī)照明方式時，應(yīng)根據(jù)道路橫斷 面形式、寬度及照明要求進(jìn)行選擇，并應(yīng)符合下列要求：511圖1常規(guī)照明燈具布置的五種基本方式（a）單側(cè)布置；（b）雙側(cè)交錯布置；（c）雙側(cè)對稱布置;（d）中心對稱布置；（e）橫向懸索布

12、置(d)(e)燈桿高度和間距農(nóng)6燈具的配光類型、布置方式與燈具的安裝高度、間距的關(guān)系配光類型截光型半截光型非截光型布置方式安裝高度間距安裝高度間距安裝高度間距H(m)S(m)H(m)S(m)H(m)S(m)單側(cè)布置SW3HHM1.2W 母SW3 5HHM1.4W 祖SW4H雙側(cè)交錯布置H0. 7WeffSW3HHN0 8Wc?fSW3 5HH20 9WcffSW4H雙側(cè)對稱布置H20 5WeffSW3HH0. 6WeffSW3 5HH0 7We«SW4H注：略為路面有效寬度（m）, LED路燈都是半截光型燈具。路面有效寬度 Effective Road Width用于道路照明設(shè)訃的路

13、面理論寬度，它與道路的實際寬度、燈具的懸挑長度 和燈具的布置方式等有關(guān)。當(dāng)燈具釆用單側(cè)布置方式時，道路有效寬度為實際路 寬減去一個懸挑長度。當(dāng)燈具采用雙側(cè)（包括交錯和相對）布置方式時，道路有 效寬度為實際路寬減去兩個懸挑長度。當(dāng)燈具在雙幅路中間分車帶上采用中心對 稱不布置方式時，道路有效寬度就是道路實際寬度。截光型燈具 Cut-off Luminaire燈具的最大光強(qiáng)方向與燈具向下垂直軸夾角在0°65°之間，90°角和 80°角方向上的光強(qiáng)最大允許值分別為10cd/10001m和30cd/10001m的燈具。且 不管光源光通量的大小，其在90。角方向上的

14、光強(qiáng)最大值不得超過lOOOcd。半截光型燈具 Semi-cut-off Luminaire燈具的最大光強(qiáng)方向與燈具向下垂直軸夾角在0°75°之間，90°角和 80°角方向上的光強(qiáng)最大允許值分別為50cd/10001m和100cd/10001m的燈具。 且不管光源光通量的大小，其在90°角方向上的光強(qiáng)最大值不得超過lOOOcd。非截光型燈具 Non-cut-off Luminaire燈具的最大光強(qiáng)方向不受限制，90°角方向上的光強(qiáng)最大值不得超過 lOOOcd的燈具。六、可行性分析燈具效率高壓鈉燈全向360。發(fā)光，只有4555%光通量照射

15、到路面，二次光學(xué)設(shè)計 光損10%,玻璃透罩光損10%,這樣實際照射到路面的光通量只有35-45%o以 250w ,Sj壓鈉燈為例，初始光通量28000,實際照射到路面光通112001m。LED路燈定向發(fā)光，光輸出定向性好，通過二次光學(xué)設(shè)計后仍有85%光通 量到達(dá)路面。以126w LED路燈為例，初始光通量12600 lm,照射到地面光通量 10710 Imonnnnnfinnnnnnnnnnnnnnnnn昱0燈具光效高壓鈉燈光效高，一般都在100 lm/w以上，LED路燈光效一般在95 lm/w 左右。但是實際光效，LED路燈要比高壓鈉燈高。以250w高壓鈉燈為例，初始光效112 lm/w,整

16、燈功耗280w,路面有效光 通量11200 lm,實際光效40 lm/wo以126w LED路燈為例，初始光效100 lm/w,整燈功耗126w,路面有效光 通量10710 lm,實際光效80 lm/w。顯色指數(shù)高壓鈉燈高壓鈉燈的光譜窄，顯色指數(shù)低，一般只有23-33,道路路面感覺 昏暗，對物體本身色彩還原性差，燈光照射下物體失真明顯，鈉燈低顯色性只能 幫助司機(jī)和行人幫助察覺道路狀況，并不能幫助行人清晰辨別。LED的顯色指數(shù)高，一般達(dá)到75-80,接近日光，使得被照射物體顏色更加逼真，對顏色的呈現(xiàn)更為真實，更能夠反映出物體本身的顏色。LED的高顯色性 有助于司機(jī)和行人辨別別LI標(biāo)，路面看起來更

17、明亮，感覺更舒適，更安全，在同 樣的路面亮度下提供更好的通行條件。色溫高壓鈉燈光譜比較集中于黃色，色溫比較低，只有2300-3200K,黃光昏暗, 容易引起催眠情緒。LED色溫較高，一般在3500-5500K以上，有暖色系和冷色系色溫，路面明 亮，感覺舒適，滿足各種照明應(yīng)用對色溫的需求，實際發(fā)光效果，LED比高壓鈉 燈高。配光曲線高壓鈉燈全向360發(fā)光，通過燈具反光罩進(jìn)行二次光學(xué)設(shè)計，光斑呈橢圓型, 容易形成暗帶和斑馬效應(yīng)，路面照度均勻度較低。良好頤度均r勻度較差瑕度均勻度-斑馬效應(yīng)LED路燈定向發(fā)光，有利配光曲線的設(shè)計和控制，LED路燈配光曲線呈對稱 則翼型，光斑呈矩形，有利于提高道路照明的

18、平均照度和照度均勻度，控制了眩 光的產(chǎn)生LED路燈圖2路燈配光曲線壽命高壓鈉燈是氣體放電燈，燈泡壽命受電壓波動影響較大，設(shè)計壽命20000小 時，燈具光衰嚴(yán)重，1000小時光衰30%,實際壽命4000-6000小時左右，一年更 換一次。LED路燈采用先進(jìn)的系統(tǒng)集成技術(shù)、巧妙的散熱結(jié)構(gòu)、以及高分子材料的應(yīng) 用，命長達(dá)50000小時以上，10000時后維持初始光通量的95%, 50000小時維持 初始光通量70%o維修維護(hù)性能高壓鈉燈維修方便，主要更換燈泡和鎮(zhèn)流器，燈泡平均1年更換一次，鎮(zhèn)流 器平均23年更換一次，維護(hù)成本較低。LED路燈釆用模組集成技術(shù)，維修簡單，維護(hù)方便，只需一把起子即可拆 裝燈具，如果驅(qū)動壞了，就換驅(qū)動；如果某個LED光源模組損壞，就換損壞模 組，無須整體更換燈具，既節(jié)約成本，又方便操作。綜上所述，質(zhì)保兩年的LED路燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)路燈具有的優(yōu)勢，壽命提高10倍 以上，節(jié)電60%以上，照度總體提高70%左右，維護(hù)成本低維修方便。以秦皇 島河北大街為例全長10公里左右，路燈數(shù)為雙向雙燈頭462支，共有燈頭924 個，主燈桿高12米400W+ 3OW高壓鈉燈，共計462支燈199.8千瓦/小時，人 行道輔燈桿高10米250W+30W高壓鈉燈，共計462支130千瓦/小時，夏季亮 燈時間短，冬季亮燈時間長全年日平均