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《道路照明的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、LED道路照明的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)清華大學(xué)深圳研究生院半導(dǎo)體照明實(shí)驗(yàn)室錢可元QianKeyuan1采用LED路燈的疑惑LED的發(fā)光效率無法和高壓鈉燈相比;LED路燈光色不夠亮,穿透性不夠;LED的照射過于集中,其照射的均勻度差;LED路燈的長(zhǎng)期光衰嚴(yán)重,壽命不長(zhǎng);LED路燈本身自重過重,不利于安裝,防風(fēng);LED色溫太高,刺眼;而高壓鈉燈色溫低,舒適,穿霧能力強(qiáng)。LED路燈只適用于燈桿在8米以下的次干道。主干路宜采用低色溫的高壓鈉燈。LED路燈造價(jià)過高,無法普及;2城市道路照明的技術(shù)指標(biāo)與設(shè)計(jì)依據(jù)3城市道路照明系統(tǒng)追求的目標(biāo)城市公共照明在我國(guó)照明耗電中占30%的比例;以439億
2、kwh,平均電價(jià)0.65元/kwh計(jì)算,一年開支285億元。城市道路照明系統(tǒng)追求的目標(biāo)應(yīng)該是:只求夠亮,不求最亮!4衡量道路照明的技術(shù)指標(biāo)?亮度分布的均勻性:亮度均勻的路面可以減少駕駛者眼睛由于不斷適應(yīng)明暗變化所起的疲勞感。Uo(平均均勻度)=Imin/IavU1(縱向均勻度)=Imin/ImaxImin-道路上最小亮度Imax-道路上最大亮度Iav-道路上平均亮度5路燈國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)67術(shù)語解釋目前,快速路和主干道的照度規(guī)定值偏低,至少20lx以上。7路燈現(xiàn)狀高壓鈉燈光效>100lm/W(120lm/W)主要用于主干道,快速路照明,照度25~50lx單盞110~400W均勻度0.35左
3、右節(jié)能燈光效50~70lm/W,主要用于庭院照明8道路照明光源的要求高光效;必須滿足總光通量的要求;長(zhǎng)壽命;要求能正常工作5年以上;有利于形成照度與亮度均勻分布的光場(chǎng);耐候性;溫度、濕度、紫外輻射9傳統(tǒng)路燈的技術(shù)參數(shù)高壓鈉燈光效>100lm/W(120lm/W)主要用于主干道,快速路照明,照度25~50lx單盞110~400W均勻度0.35左右節(jié)能燈光效50~70lm/W,主要用于庭院照明10燈具系統(tǒng)的效率光源效率燈具效率電源光學(xué)結(jié)構(gòu)區(qū)域外的光照明利用系數(shù)要求照明區(qū)域11LED路燈的優(yōu)勢(shì)-光學(xué)方面的優(yōu)勢(shì)發(fā)光立體角?。粋鹘y(tǒng)路燈發(fā)光的立體角為4π;近似點(diǎn)光源,便于二次光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì);均勻
4、度有望大大提高(0.7);總的光效高;高壓鈉燈80-120lm/w照明效果比較的對(duì)象:高壓鈉燈。絕非白熾燈!12路燈光源光通量的計(jì)算高壓鈉燈(120lm/W)道路等級(jí)快速路主干道次干道光源功率(W)400250150照射面積(m2)400350300路面長(zhǎng)度(m)403530照度(lux)301510區(qū)域內(nèi)光通量(lm)1200052503000光源總光通量(lm)480003000018000系統(tǒng)效率0.250.1750.16713路燈光源光通量的計(jì)算LED光源(100lm/W)道路等級(jí)快速路主干道次干道照射面積(m2)400350250區(qū)域內(nèi)光通量(lm)120005250300
5、0系統(tǒng)效率0.70.70.7最少需要光通量(lm)1714375004286需要LED功率(W)1727543最理想的情況!14LED路燈的光學(xué)設(shè)計(jì)151,傳統(tǒng)城市照明光源面臨的問題顯色指數(shù)很低(約為30)在點(diǎn)亮?xí)r溫度很高,產(chǎn)生嚴(yán)重的眩光壽命較短,需要經(jīng)常進(jìn)行價(jià)格不菲的維護(hù)作業(yè)0510-5-10-1551015203025照度(lux)水平距離(米)傳統(tǒng)城市照明光源16LED路燈面臨的光學(xué)設(shè)計(jì)問題常規(guī)LED遠(yuǎn)場(chǎng)分布具有的朗伯型特征17低端LED路燈存在的問題基本沒有光學(xué)處理單元,照明效果極差,節(jié)能效果不顯著某一次干路(6車道,24米寬)的現(xiàn)有LED路燈實(shí)測(cè):燈高10米,間距30米最高
6、照度僅為14lux,最低照度僅為0.8lux,平均照度僅為4.8lux,均勻度僅為0.17。18IESStreetlightDistributionPatternsThesepatternsarelargelybasedonthelightpatterncreatedbyexistingstreetlightingfixturesMostcustomerswillwanttokeepthesepatternsbecausepeopleareusedtothemTypeITypeIITypeIIITypeIVTypeV19新型LED路燈系統(tǒng)2021封裝后的照度分布理論模擬圖在35米長(zhǎng)1
7、0米寬的矩形區(qū)域上能達(dá)到70%以上的均勻度透鏡的效率達(dá)到了90%以上。22LED路燈工程實(shí)例廣東東莞莞龍路LED照明工程23LED路燈工程實(shí)例廣東東莞石龍1萬多盞大功率LED路燈改造工程245.新型LED路燈與現(xiàn)有路燈的比較常規(guī)路燈現(xiàn)有LED路燈新型LED路燈測(cè)試條件6車道,24米寬,燈高12米,間距35米。6車道,24米寬,燈高10米,間距30米。6車道,24米寬,燈高12米,間距35米。路燈本身消耗功率(W)40072134實(shí)際耗電功率(W)50085