LED道路照明设计技术及发展趋势

道路照明采用LED路灯的 成熟性、可行性

从2010年开始LED路灯由于节能环保免维护等 优点，已有国内外不少国家将其应用到道路照明中， 包含主干道照明。目前LED路灯的技术性能指标已超 过高压钠灯，节能效果已达到60%以上，其亮度均匀 度可达0.5-0.7(高压钠灯为0.2-0.4);显色性大65 (高压钠灯20-25),色温可调；限制眩光可以做到 没有。因此合格的LED路灯用于道路照明已经成熟可 行。

采用LED路灯的疑惑1. LED的发光效率无法和高压钠灯相比； 2. LED的照射过于集中，其照射的均匀度差； 3. LED路灯的长期光衰严重，寿命不长； 4. LED路灯本身自重过重，不利于安装，防风； 5. LED色温太高，刺眼;而高压钠灯色温低，舒适， 穿雾能力强。 6. LED路灯只适用于灯杆在8米以下的次干道。主干 路宜采用低色温的高压钠灯。 7. LED路灯造价过高，无法普及；8.LED灯具及零部件模式未定，标准不全，用户难以选择。

1.LED的发光效率无法和高压钠灯相比这句话在2009年是真的，但到了2010年这句话却不正确 了。2010年业内目前最高光效已达208lm/w.工业化产品已达 到140lm/w至160lm/w。做成灯具好的产品已达整灯90lm/w。 随着时间的推移还在逐步提升，而高压钠灯光效在100130lm/w左右，做成灯具在40-65lm/w之间。目前，只从整灯 光效看已经节能1/3了。如果再加上LED的精确的定向、配光 、光通量利用系数高等因素，相同亮度和照度的情况下LED 灯具已经比高压钠灯节能60%了。当然那些LED整灯光效达 不到80lm/w和配光达不到照明标准的灯具，是谈不上节能多 少的，因为它们不合格或没有节能的价值。

2.LED的灯具照射过于集中，其照射的均匀度差对于市场上大多数产品而言，这个观点是正确的。因为 大多数厂家不懂光学设计，只是购买市场一些光学产品回去 组装，购买的产品合格与否，组装得合格与否也没有标准和 人去检验。因此出现了很多LED灯具照射过于集中、均匀度 非常差的情况。但这种现象不能代表全部，优秀的LED灯具 生产厂家，其配光非常优秀，产品安装到道路上，均匀度达 到0.6-0.8,是钠灯无法比拟的；而且灯杆高度与杆距比可以 做到1:3.5甚至1:4和1:5。

3.LED灯具长期使用光衰严重、寿命不长。对于目前使用树脂胶封装的LED光源和使用亚克力材料的配光透镜 以及散热做得不好的LED路灯来讲，这是事实。因为树脂胶和亚克力透镜 对于阳光中的紫外线十分敏感，前几年的光衰能达到每年10%以上，以后 逐步减慢；当然散热也很重要，散热做得不好，结温升高，会使得荧光粉 和LED晶片均加速老化，造成光衰；温度每升

高25-30℃,光衰会增加 10%,同时使灯具光源寿命缩短50%。所以散热做不好，这个行业也会令 人担忧。因此，摒弃树脂胶封装光源和亚克力透镜以及解决好散热问题是 关键。情况如此，是不是市场上就没有好的产品呢？不是，一些优秀的厂 家在封装上已采用新型方法，如金属焊接、室温液态金属或高导热的固晶 银胶固晶的方法；采用硅胶配粉封装工艺；在配光上采用反光罩和玻璃透 镜配光的技术。另外在散热材料上采用高导热的稀土铝合金和超导传热 管，加上足够的散热面积、合理的对流散热结构，使结温控制在60 ℃以 下,光衰小，寿命超过5万小时。市场上有的产品宣传零光衰，其实是不 正确的。零光衰只是某一个很短的时段，没有测到光衰，对于一个LED光 源和灯具来讲，肯定有光衰，只是程度大小和能够达到标准要求的问题。

4.LED灯具本身自重过重、不利于安装，防风防尘能力差。市场上的大多数产品存在这种现象的原因是这些产品的生产厂家不懂 LED光源的本身特性，没有考虑按照LED灯具的使用场合来设计产品，他 们只是相互抄袭产品的结构形式，从而跳不出传统灯具的模式，把一大整 块金属散热器装到灯具上；同时为了做好密封，又必须装上大灯壳和玻璃 灯罩，结果导致灯具过重，有的灯具已超过了20公斤。把20公斤以上的 产品装到10米高的灯杆上，如果抗风能力达不到，那将是十分可怕的事 情。同时由于这些产品的散热器是一整块带有散热片的金属块，且散热片 之间有一定的空隙，因此容易积尘积灰且积尘后不易清理，既影响了散 热，又加大了自重。但这种产品只能说是LED灯具的初级产品。而不能代 表未来LED灯具的主流产品，目前市场上已有穿孔散热单片式结构的LED 灯具，200W的LED灯具不超过12公斤，同时由于穿孔的存在又不易积尘 积灰，对流散热效果好，抗风能力强。

5.LED色温太高，刺眼；而高压钠灯色温低、舒适、穿透力强。在LED初级灯具中，确实存在色温高，大多在6000K以上的情况，但 目前的产品以5000K左右为主。LED灯具刺眼，是由于一些灯具没有做好 眩光造成的，合格的灯具是不存在超标眩光的。至于高压钠灯色温低、舒 适、穿透力强。经研究表明:黄光确实比白光穿透力强，但不是太明显， 大约在相差10%-20%左右。但雨天和雾天毕竟少于正常天气，同时雨天 和雾天我们行车速度也以慢行来提高安全性，而不能完全通过灯光来提高 安全性。关于LED色温太高、刺眼，而高压钠灯色温低、舒适的观点目前 已有许多科学家研究提供了相反的结果：人类从几万年进化以来，已经习 惯了早晨醒来，大脑清醒没有

睡意，而傍晚天色昏暗，易疲倦，想睡觉。 这种现象正是与早晨和傍晚的色温有关，天亮时色温高，在6000K左右， 而下午太阳下山后，色温低3000K左右。因此为了减少在行车过程中的睡 意，色温高一些是有好处的，而感觉太舒适了反而易打瞌睡，造成行车、 行人 在道路上不安全。

6.LED路灯只适用于灯杆在8米以下的次干道，主干路宜采 用低色温的高压钠灯。这种观点是LED灯具光效不高、散热问题未能解决的时 期的一个过渡认识，时至今日，LED整灯光效已达到90lm/w. 单灯功率可以做到200W,其光通量已达18000流明，其主干 道一般以双向六车道为主，单灯照射范围为12×35米，此时 一只200W、18000流明光通量的LED灯具，可以达到平均照 度30-40勒克斯，已大大超过国家标准20和30勒克斯，为何 不能装到主干道上呢？除非灯具本身技术做不到，但这种灯 具不是主流好灯具。

7.LED路灯造价过高，无法普及。这几年，由于市场和产品均处于初级阶段，是有一些厂家和经销商把 LED的灯具的价格炒得较高，有的地方甚至出现了出现万元以上的高价灯 ，但随着产品和市场的逐步成熟，以及模块化产品的出现，产品的价格已 大幅度的下降，就已目前模块化产品为主分析一下市场价格(以100w为 例)。100w模块化光源1500元，模块化灯壳以及配光透镜和封装件1500 元，100w全认证电源400元，包装及组装测试费用100元。合计零部件价 格3500元，加上15%的利润共4000元。而好的250w的高压钠灯工程价也 要1200左右，而高压钠灯需要电缆一般为80元左右一米，35米为2800元 ，而LED灯具所需电缆一般为30元左右一米，35米为1050元。计算可得 ，LED灯具及电缆价格为5050元；高压钠灯及电缆价格为4000元。因此 新装路灯初始投资基本持平，LED略高一点，再加上减少的维护费用和每 年每盏灯节省下来的500元以上的电费，其经济效益已大大超过高压钠灯 。因此，从2010年开始，LED路灯的普及时代已经到来。

8.LED灯具及零部件模式未定，标准不全，用户难以选择。从2007年以来这三年，市场上LED灯具产品是百花齐放，模式多样。 但也是鱼龙混杂，政府虽然做了一些示范工程，但由于缺乏标准，使一些 劣质产品，甚至一些大企业的产品由于未从LED根本上解决技术问题，而 装上了示范路段，形成了不少地区示范路段不成功，严重挫伤了政府和领 导采购这种新产品的信心，同时给广大老百姓带来了LED灯具不成熟，不 如钠灯的负面影响。但从2009年以来，国家LED产业联盟和工信部陆续 颁布了各项LED照明用模块和灯具的标准。有些标准从2010年5月1日开 始实施，使杂乱无章的LED行业又开始规范

运行。LED路灯装到道路上去 是要符合道路照明标准的，这一点不容置疑，因为这个标准经过多年使 用，是成熟可靠的，历经修改使它更加成熟。LED照明灯具和主要零部件 未来发展模式是模块化方向，这一点也已经确定了。因此，建议一些LED 厂家应以埋头研发模块化、标准化和能解决技术问题的产品为主，而不要 再去忽悠政府和领导，真正的好产品是有市场的，新生事物只要符合客观 规律，市场是挡不住的。历史的发展必将证明这一点。

道路照明的技术指标与设 计依据

城市道路照明系统追求的目标节能

环保

城市公共照明在我国照明耗电中占30%的比例 ； 以439亿kwh,平均电价0.65元/kwh计算，一年 开支285亿元。

城市道路照明系统追求的目标应该是：

只求够亮，不求最亮！

衡量道路照明的技术指标符合CJJ 45-2006的要求：