道路照明燈具配光性能的重要性研究

道路照明燈具配光性能的重要性研究道路照明燈具配光性能的重要性研究前言道路照明燈具配光性能的好壞是決定道路照明質(zhì)量與照明系統(tǒng)節(jié)能的關(guān)鍵因素。國(guó)內(nèi)路燈使用單位因忽視這一重要性能，而導(dǎo)致道路照明質(zhì)量不高、能耗浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，所以加強(qiáng)對(duì)配光性能的要求，科學(xué)地選擇燈具成為業(yè)內(nèi)越來越關(guān)注的熱點(diǎn)。本試驗(yàn)通過測(cè)試中心內(nèi)測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)兩方面試驗(yàn)，對(duì)測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析、研究討論，從而為未來的照明管理和照明同行提供參考道路照明燈具配光性能的重要性研究配光性能概念道路照明燈具的一個(gè)重要作用是把光源發(fā)出的光按需要重新加以分配，以提高光源光通量的利用率，并使路面獲得良好的均勻亮度。這里的配光是指燈具在空間各個(gè)方向上的光強(qiáng)分布狀況。燈具的空間光分布可以通過專業(yè)的儀器進(jìn)行檢測(cè)并得到配光曲線。任何燈具在空間各方向上的發(fā)光強(qiáng)度都不一樣，我們可以用數(shù)據(jù)或圖形把照明燈具發(fā)光強(qiáng)度在空間的分布狀況記錄下來，通常我們用縱坐標(biāo)來表示照明燈具的光強(qiáng)分布，以坐標(biāo)原點(diǎn)為中心，把各方向上的發(fā)光強(qiáng)度用矢量標(biāo)注出來，連接矢量的端點(diǎn)，即形成光強(qiáng)分布曲線，叫配光曲線。道路照明燈具配光性能的重要性研究配光曲線平、立面圖試驗(yàn)基本情況

2009年4月，選擇了7家型號(hào)為NBDD18的道路燈具各一套，在我們測(cè)試中心內(nèi)進(jìn)行測(cè)試。2009年5月，將這7家燈具各六套安裝到寧波市洪塘創(chuàng)業(yè)園C區(qū)廣元路上進(jìn)行試驗(yàn)。本次試驗(yàn)段道路性質(zhì)為城市主干路，道路單幅橫斷面寬12米，中央綠化帶橫斷面寬12米；試驗(yàn)燈具安裝采用單側(cè)布燈，間距約36米，安裝高度為12米，燈臂長(zhǎng)度為1.5米。道路照明燈具配光性能的重要性研究試驗(yàn)路段實(shí)景照片試驗(yàn)路段橫斷面圖——試驗(yàn)路段及安裝情況

道路照明燈具配光性能的重要性研究——試驗(yàn)燈具

試驗(yàn)燈具為7家NBDD18燈具，均配置400Wphilips高光效高壓鈉燈和400Wphilips電器。試驗(yàn)燈具NBDD18型照片

道路照明燈具配光性能的重要性研究——試驗(yàn)儀器

GMS-2000旋轉(zhuǎn)反光鏡式分布光度計(jì)（浙大三色）

道路照明燈具配光性能的重要性研究

XYI-Ⅲ全數(shù)字照度計(jì)和亮度計(jì)(杭州新葉)——試驗(yàn)儀器

試驗(yàn)結(jié)果

道路照明燈具配光性能的重要性研究廠家編號(hào)燈具光通量(lm)有效光通量(lm)燈具效率(%)上射光通比(%)下射光通比(%)路邊下射光通比(%)屋邊下射光通比(%)屋邊和路邊下射光通之比中心光強(qiáng)(cd)最大光強(qiáng)(cd)最大光強(qiáng)角度光束寬度（10%Imax）半峰邊角（50%Imax）一404033942279.220.5378.6945.2933.40.741189816106C165°G30°166°150°二397203853977.880.4377.4648.5128.950.601597819812C15°G70°159°129°三396383818677.720.4577.2751.3425.930.511676621685C165°G35°163°114°四388403771376.160.475.7645.2630.50.671272518891C165°G55°162°143°五396583782477.760.4377.3452.8124.530.461792529251C15°G65°145°78°六392423815876.950.476.5447.529.040.611177020756C165°G45°159°101°七386783731675.840.3975.4545.1930.260.671478322441C15°G60°152°103°從燈具效率來看，都在75%-80%之間，第一家79.22%略高，第七家75.84%略低，上射光通比均在0.6%以內(nèi)。屋邊和路邊下射光通之比第五家為0.46，其余六家均大于0.5。一基本數(shù)據(jù)匯總表

注：光源光通量均為51000lm二截光類型分類標(biāo)準(zhǔn)

道路照明燈具配光性能的重要性研究燈具分類在以下高度角允許的最大光強(qiáng)值最大光強(qiáng)方向小于80°90°截光30cd·(klm)ˉ110cd·(klm)ˉ165°半截光100cd·(klm)ˉ150cd·(klm)ˉ175°非截光任意任意我國(guó)的照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)CJJ45-2006中關(guān)于燈具截光類型分類和CIE一致。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：機(jī)動(dòng)車道照明應(yīng)采用符合下列規(guī)定的功能性燈具：a快速路、主干路必須采用截光型或半截光型燈具；b次干路應(yīng)采用半截光型燈具；c支路宜采用半截光型燈具。二截光類型匯總表

道路照明燈具配光性能的重要性研究廠家編號(hào)90°最大光強(qiáng)cd·(klm)ˉ180°最大光強(qiáng)cd·(klm)ˉ1最大光強(qiáng)與垂直軸夾角截光類型一7.7108.730°非截光型二7.879.170°半截光型三6.276.635°半截光型四7.1133.655°非截光型五3.816.565°截光型六4.582.145°半截光型七2.73060°截光型

從測(cè)試數(shù)據(jù)來看，截光型燈具有兩家，半截光型燈具有三家，非截光型燈具有兩家：第一家、第四家，因?yàn)榇藘杉业?0°最大光強(qiáng)均大于半截光燈具不超過100cd·(klm)-1，的要求。按照CJJ45-2006照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，作為主干路照明燈具必須采用截光型或半截光型燈具，所以第一家和第四家不符合道路照明燈具的要求。三配光曲線圖道路照明燈具配光性能的重要性研究第一家燈具配光曲線圖第二家燈具配光曲線圖第三家燈具配光曲線圖第四家燈具配光曲線圖

道路照明燈具配光性能的重要性研究三配光曲線圖第五家燈具配光曲線圖第六家燈具配光曲線圖第七家燈具配光曲線圖

從配光曲線圖來看，第五家和第六家燈具的配光曲線都太不平滑，可能會(huì)造成均勻度不夠好。但直觀的比較，難判斷出配光性能好壞，將測(cè)試數(shù)據(jù)導(dǎo)入到照明設(shè)計(jì)軟件中，它就可以精確分析出該燈具的配光性能是否符合我們的實(shí)際需要。四照明設(shè)計(jì)模擬

道路照明燈具配光性能的重要性將測(cè)試所得的.ies文件導(dǎo)入DIALUX照明設(shè)計(jì)軟件中，按照道路情況：路幅12米*2、1米綠化帶、柏油；模擬四種布燈方案：雙側(cè)布燈、燈桿高度12米、仰角15度、挑臂1.5米，安裝間距36、42、45、48米不等，（因第一家和第四家在截光類型那項(xiàng)已不符合道路照明燈具要求，故未列入此項(xiàng)匯總）。安裝間距36米模擬結(jié)果匯總表組數(shù)平均照度(lx)照度均勻度平均亮度(cd/m2)亮度均勻度符合情況標(biāo)準(zhǔn)≥30≥0.4≥2.0≥0.4第二家420.4742.50.7第三家450.4592.50.6第五家450.3622.60.5×第六家390.4892.50.7第七家420.5722.40.6注：燈桿高度12米*3=36米組數(shù)平均照度(lx)照度均勻度平均亮度(cd/m2)亮度均勻度符合情況標(biāo)準(zhǔn)≥30≥0.4≥2.0≥0.4第二家360.4192.20.7第三家380.4132.00.5第五家390.3412.20.6×第六家340.4522.10.6第七家360.5272.00.6注：燈桿高度12米*3.5=42米安裝間距42米模擬結(jié)果匯總表道路照明燈具配光性能的重要性研究安裝間距45米模擬結(jié)果匯總表組數(shù)平均照度(lx)照度均勻度平均亮度(cd/m2)亮度均勻度符合情況標(biāo)準(zhǔn)≥30≥0.4≥2.0≥0.4第二家340.42.00.6第三家360.3862.00.6×第五家360.3392.10.5×第六家310.4312.00.6第七家330.4911.90.6×注：燈桿高度12米*3.75=45米安裝間距48米模擬結(jié)果匯總表組數(shù)平均照度(lx)照度均勻度平均亮度(cd/m2)亮度均勻度符合情況標(biāo)準(zhǔn)≥30≥0.4≥2.0≥0.4第二家310.3871.90.6×第三家340.3611.90.5×第五家340.3392.00.5×第六家290.4121.90.5×第七家310.4601.90.5×注：燈桿高度12米*4=48米四照明計(jì)算模擬

在實(shí)際工作中，我們的經(jīng)驗(yàn)是燈具安裝間距一般為燈桿高度的3倍，在我們測(cè)試、模擬后發(fā)現(xiàn)，間距在3倍、3.5倍燈桿高度時(shí)僅一家不符合要求，在3.75倍燈桿高度時(shí)三家不符合要求，而到4倍燈桿高度時(shí)，燈具都不能符合要求，所以安裝間距可以調(diào)整到3.5倍燈桿高度，利于刪選出既符合我們?cè)O(shè)計(jì)要求又具節(jié)能效果的燈具。假如一公里的主干道，安裝間距（36米）按燈桿高度（12米）的3倍計(jì)算，需要燈具56套，如果安裝間距（42米）按燈桿高度（12米）的3.5倍計(jì)算，需要燈具48套。在一公里的道路上，如果選擇合適配光性能的燈具，能節(jié)省8套燈具及配套的燈桿、電器，假設(shè)一套400W燈具消耗總功率為440W，每天點(diǎn)燈12小時(shí)，一年內(nèi)節(jié)省下來的總電量為8*440*12*365=15418度，按照省一度電可以減少二氧化碳0.75公斤的排放量，則可以減少11564公斤二氧化碳排放量。道路照明燈具配光性能的重要性研究五根據(jù)燈具最優(yōu)化設(shè)計(jì)

道路照明燈具配光性能的重要性研究組數(shù)最佳設(shè)計(jì)方案一公里道路應(yīng)用實(shí)際效果燈桿高度（m）安裝間距（m）燈具數(shù)（套）總電量/年（度）總碳排量/年（噸）第二家1245448479763.6第三家1244468865166.5第五家14365610792380.9第六家1245448479763.6第七家1243468865166.5在已有燈具的情況下，做最佳設(shè)計(jì)方案后，可看出用電量和總碳排量第五家的＞第三家、第七家＞第二家、第六家最佳設(shè)計(jì)方案及應(yīng)用效果匯總表六實(shí)測(cè)結(jié)果匯總、分析

道路照明燈具配光性能的重要性研究5月7日在江北區(qū)洪塘創(chuàng)業(yè)園C區(qū)廣元路現(xiàn)場(chǎng)做了個(gè)試驗(yàn)，將電壓均調(diào)至220V，測(cè)得照度、亮度及電參數(shù)值見下表：組號(hào)電流(A)功率(W)功率因素平均照度(lx)照度均勻度平均亮度(cd/m2)亮度均勻度第一家4.047

——0.50446.690.453.540.515第二家2.0684320.95245.60.343.490.425第三家2.147442.90.93756.370.43.940.367第四家2.137447.50.94840.260.4922.930.547第五家2.084443.60.96943.530.5243.250.529第六家2.181462.10.96942.130.5343.080.549第七家2.125444.50.96148.780.5743.730.571

由測(cè)試數(shù)據(jù)可見，同在220V下，幾組數(shù)據(jù)比較接近，平均照度實(shí)測(cè)值均大于模擬值，可能是實(shí)際安裝情況下有環(huán)境光的影響。平均照度和亮度最大值和最小值所對(duì)應(yīng)的廠家與模擬值一致，均勻度第二家＜0.4，模擬值中卻是第五家＜0.4。結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)道路實(shí)際情況，選擇合適配光的燈型，將實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)、最節(jié)能、最舒適的布燈方案。在本次試驗(yàn)中我們的發(fā)現(xiàn)是：1.在招投標(biāo)之前設(shè)計(jì)階段，我們可以打破常規(guī)的布燈間距約為3倍燈桿高度，而擴(kuò)展至3.5倍燈桿高度，選用合適配光的燈型