道路照明除了要满足前面提到的照度、均匀度、眩光及环境比等性能指标的要求外,还必须要满足一定的节能指标。机动车交通道路照明应以照明功率密度(LPD)作为照明节能的*价指标,其值不应大于表6的规定。
表6 机动车交通道路的照明功率密度值
注:1.本表仅适用于高压钠灯,当采用金属卤化物灯时,应将表中对应的LPD值乘以1.3。
2.本表仅适用于设置连续照明的常规路段。
3.设计计算照度高于标准值时,LPD值不得相应增加。
2.2 光源、灯具及其附属装置
道路照明光源、灯具及附属设备的选择应符合下列要求:
(1)光源及灯具的性能指标应符合国家现行有关能效标准规定的节能*价要求。
(2)路灯长期暴露于室外,其防护等级一般不得低于IP54。
(3)对于四周无建筑物的道路、快速路和主干路,必须采用截光型灯具,从而使得道路的亮度高、均匀度好,而且几乎无眩光;对于一般的城市道路、次干路或者周围有建筑物的道路,须采用半截光型灯具;而支路或者周围场所明亮的情况,则应使用非截光型灯具。
所谓截光型灯具就是最大光强方向与灯具向下垂直轴夹角在0°~65°之间,90°和80°方向上的光强最大允许值分别为10cd/1000lm和30cd/1000lm的灯具。且不管光源光通量的大小,其在90°方向上的光强最大值不得超过1000cd。
所谓半截光型就是灯具的最大光强方向与灯具向下垂直轴夹角在0°~75°之间,90°和80°方向上的光强最大允许值分别为50cd/1000lm和100cd/1000lm的灯具。且不管光源光通量的大小,其在90°角方向上的光强最大值不得超过1000cd。
而非截光型就是灯具的最大光强方向不受限制,90°方向上的光强最大值不得超过1000cd的灯具。
灯具的配光类型将直接影响道路的均匀度、眩光等。另外,灯具的悬挑长度不宜超过安装高度的1/4,灯具的仰角不宜超过15°。
(4)选择灯具时,在满足灯具相关标准以及光强分布和眩光限制要求的前提下,常规道路照明灯具效率不得低于70%,泛光灯效率不得低于65%。
(5)气体放电灯线路的功率因数不应小于0.85。
(6)除居住区和少数有特殊要求的道路以外,在深夜宜选择下列措施降低路面亮度(照度):
1)采用双光源灯具,深夜时关闭一只光源;
2)采用能在深夜自动降低光源功率的装置;
3)关闭不超过半数的灯具,但不得关闭沿道路纵向相邻的两盏灯具。
(7)应选择合理的控制方式,并应采用可靠度高和一致性好的控制设备;
(8)应制定维护计划,宜定期进行灯具清扫、光源更换及其他设施的维护。
2.3 照明方式
根据不同道路和场所的特点,道路照明应当选择不同的照明布置。常规照明灯具的布置可分为单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、中心对称布置和横向悬索布置五种基本方式。采用常规照明方式时,应根据道路横断面形式、宽度及照明要求进行选择。
按照不同的照明布置方式、灯具配光类型、安装高度等情况,方可决定路灯间距,见表7。
表7 不同布置方式、灯具类型、安装高度对应的路灯间距
3、LED路灯标准
3.1 中国大陆的LED路灯及其相关标准
3.1.1 LED路灯地方标准
我国内地有不少颇具实力的企业都制定了LED路灯企业标准,目前有几个省市还出台了LED路灯地方标准,例如:
山东省地方标准DB37/1229-2009发光二极管路灯灯头通用技术条件;
广东省地方标准DB44/T609-2009 LED路灯;
福建省地方标准DB35/T813-2008道路照明用LED灯具。
3.1.2 LED路灯相关标准
目前中国大陆已经建立起比较完善的灯具标准体系,可供LED路灯参考使用的相关标准有:
GB7000.5-2005道路与街道照明灯具安全要求;
BG7000.1-2007灯具第一部分:一般要求与试验;
GB/T24827-2009道路照明灯具性能要求;
GB17743-2007电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限制和测量方法;
GB17625.1-2003电磁兼容限制谐波电流发射限制(设备每相输入电流≤16A);
GB17625.2-2007电磁兼容限制对每相额定电流≤16A且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变化、电压波动和闪烁限制;
GB/T18595-2001一般照明用设备电磁兼容抗扰要求。
路面面积不同,灯杆高度不同,对路灯在空间光分布的要求也就有所不同,这就使得路灯的配光性能和配光测试显得尤其重要。对于灯具的光度测量已有相应的国家标准GB/T9468-2008灯具分布光度测量的一般要求,该标准是对先前标准GB/T9468-1988修改而成的。但是,对于灯具测量后得到的光分布结果如何进行*价,目前还没有对应的国家标准,致使对于灯具的好坏没有一个统一的*判尺度。
3.2 台湾地区的LED路灯标准
台湾地区于2006年10月修订公布了CNS10779道路照明标准,于2008年3月修订公布了CNS9118道路照明灯具标准,台湾工业技术研究院于2008年8月发布了《发光二极管道路照明灯具标准》(草案)。台湾的LED路灯标准草案已经应用于LED道路照明示范,不仅用其验证LED路灯产品的性能,同时对标准的修正提供重要的参考。
LED路灯标准草案的主要内容包含适用范围、测量条件、规格和试验方法。
(1)适用范围:
本规范适用于LED路灯,具体包含电源供应器、散热装置、光学设计及相关机械结构。
(2)测量条件
测量条件包含温度(25±2℃)、湿度(相对湿度为60±20%)、稳定状态(点亮60分钟后测试)、试验用电源(变动范围为±0.5%)及光强度测量注意事项。
(3)规格
主要内容包含绝缘电阻、绝缘耐压试验、枯化点灯、基本特性、电压变动率、温度循环、开关试验、耐久性试验、耐湿开关、突波保护、电磁、防尘防水、风洞试验和振动试验。
在基本特性款项中要求:“LED路灯的功率因子须在0.9以上,且其功率因子测试值须在标示值95%以上,总电路功率需在厂商标示值±110%以内,输入电流谐波失真不得超过表8的规定值,且电流总谐波失真不得大于33%”。
表8 谐波容许值
在配光特性款向中要求:“LED灯具光度分布必须符合表9的要求(光度角度示意图见图1),LED路灯的初始发光效率不得低于表10的规定”。
图1 光度角度示意图
表9 灯具光度特性单位:光度(cd)/灯具光通量(klm)
表10 灯具之初始发光效率
(4)试验方法
试验方法具体包含绝缘电阻试验、绝缘耐电压试验、枯化点灯、基本特性试验、配光试验、电压变动率试验、温度循环试验、开关试验、耐久性试验、耐湿开关试验、突波保护试验、电磁噪声试验、防尘防水试验、风洞试验和振动试验。
台湾地区的LED路灯标准草案,既参考了台湾已有的路灯相关标准,也参考了国际上IEC和美国能源部(DOE)能源之星及ASSIST等组织的LED灯具规范,是目前比较全面和实用的一个标准。
4、结束语
LED路灯是一种新型道路照明灯具,目前处于试用阶段,尚无一个统一的可以涵盖LED光源特性的LED路灯技术标准。但是,现有的灯具标准基本上都适用于LED灯具,可供LED路灯参考使用。为满足道路照明标准的要求,在一些地方标准和企业标准的基础上,结合LED路灯的应用情况,抓紧制定的LED路灯的国家标准,是一项迫切而重要的工作,也是业界的一个期待。