2009年，上海長江隧道照明中首次大規(guī)模采用LED隧道燈具，成為我國首個大規(guī)模成功應用LED照明的范例。該隧道長達9公里，共采用LED照明燈具5874套。在這個超大特長隧道工程應用案列中，我們積累了很多寶貴經(jīng)驗，也讓更多的人認識到了LED照明燈具在城市公共照明方面所具有的節(jié)能、大幅減少維修量、查詢及防盜功能、可控及智能化等獨特優(yōu)勢。正因如此，目前已基本無人對隧道采用LED照明燈具持懷疑態(tài)度。

　　LED作為綠色照明的一種，早已在多年前“十城萬盞”的應用中成為了道路照明的主要節(jié)能方式。隨著LED照明產(chǎn)品的廣泛應用，LED市場變得龐大而復雜，產(chǎn)品良莠不齊，在很多地方不但LED優(yōu)良的節(jié)能特性沒有得到完好的體現(xiàn)，甚至讓人們對LED照明產(chǎn)品產(chǎn)生了誤解，以致于給LED照明產(chǎn)品在道路照明的推廣應用中帶來了諸多障礙。

　　LED道路照明推廣應關注哪些問題?本文將從關于LED道路照明技術問題的看法;基于試驗分析得出的幾點建議;長三角在LED公共照明方面應有的作為等幾方面進行論述，并結(jié)合國外道路照明實際案例，剖析LED照明產(chǎn)品在道路照明應用中應注意的問題，希望能夠給業(yè)主、LED企業(yè)、設計及施工單位更多啟迪。

　　一、關于LED道路照明技術問題的幾點看法

　　1.照度均勻度與亮度均勻度誰為主?

　　當前，雖然CJJ45的新版標準已明確規(guī)定了道路照明應以亮度及亮度均勻度為主，但在國內(nèi)較多地方仍存在只關注照度和照度均勻度，而并未注意到高速機動車道路更應強調(diào)對路面(墻面)的亮度及亮度均勻度的要求。圖1和圖2的斑馬線都是亮度均勻度不夠造成的，且圖1的隧道還有較明顯的因車速而引起的頻閃，國內(nèi)還有很多地方在隧道照明采用圓形或近乎正方形的LED燈具，并未將LED的形狀和配光與現(xiàn)場適用性相結(jié)合，這在很大程度上抹煞了LED照明的優(yōu)勢。

　　圖1 隧道照明路面有明顯的斑馬線

　　圖2 隧道照明墻面有明顯的斑馬線

　　2.亮度均勻度(縱向)達到多少能消除斑馬線?

　　對高壓鈉燈來講，其自身發(fā)光角度在300度以上，發(fā)出的光只有約40%直接射向地面，而約60%的光則通過反射器的漫反射再射向路面，這樣雖然造成其光的利用率低，但卻使它發(fā)出的空間光強分布呈現(xiàn)緩慢地變化，亮度均勻度只需大于0.6就無明顯斑馬線了。而LED模組由于其發(fā)光角度基本都小于180度，并且大都不依靠反射器進行配光，所以光的利用率高，但卻使它發(fā)出的光強空間分布呈現(xiàn)較快速地變化，亮度均勻度(實測值)只有接近0.8才沒有明顯的斑馬線(比標準0.7要高)。由此可見，精準的配光使光度利用率大幅提高的同時，卻增加了燈具的配光設計難度。

　　3.克服眩光帶來的危害

　　眩光是造成人眼感到不舒適的光線(如圖3)。由于LED道路燈具亮度均勻度只有接近0.8才沒有明顯的斑馬線，因此，要求它的距高比一定要大，由此才能利用交叉光來實現(xiàn)較高的亮度均勻度。但因這樣的燈具配光張角一般達150度，控制不好會有明顯的眩光，因此，必須做到LED道路燈具光源的表面亮度不能太高，并且截光角也要做得準確，才能取得好的效果(一般在75～80度，理論計算為76度)?！?/p>

　　圖3 眩光不僅造成人眼不適且大大降低了夜間駕車的安全系數(shù)

　　以上海內(nèi)環(huán)線改造前后為例，高壓鈉燈照明光暈及雜散光對周圍居民房屋影響很大，而LED燈照明幾乎對周圍居民房屋無影響，截光好不僅光污染小，而且光度利用率高。由此也表明，LED燈具對周圍環(huán)境與駕駛員光污染更小。

　　4.顯色指數(shù)在道路照明中的重要性

　　顯色指數(shù)是衡量物體在人造光源的照射下，能否真實反映出它在自然光照下的顏色的能

　　力(用Ra表示)，較高的顯色指數(shù)可明顯提高對障礙物的分辨率。以上海申大路試點工程為例，其LED路燈顯色指數(shù)基本在70左右，而與之十字交叉的道路采用的高壓鈉燈燈具的顯色指數(shù)在25以下，站在該十字路口可以非常明顯地觀察到，LED路燈照明的路邊綠化清晰度明顯優(yōu)于高壓鈉燈照明的情況。

　　高壓鈉燈因其光效比高壓汞燈和白熾燈都高所以曾一度被大量采用，不過由于其顯色指數(shù)低，會導致道路照明近乎黃色光，而造成司機夜間駕車時不適。根據(jù)人們所適應的自然規(guī)律，夜晚駕車的司機需要保持高度的警覺性，因此對道路照明的要求更高，而適當高的色溫(如4000K～5000K)會讓夜晚駕車的司機抑制褪黑色素的分泌，不容易產(chǎn)生昏昏欲睡的感覺，這恰恰是夜晚駕車人所必需保持的，而且LED照明采用較高的色溫可明顯提高燈具效能。這里必須引起注意的是，LED室內(nèi)照明的一般要求不能硬搬到LED道路照明應用中。

　　5.光譜成分決定了LED照明燈具的透霧性

　　很多人認為，燈的光色決定了光的透霧性，實際上這是一個誤區(qū)。經(jīng)分析，即使是相同的光色，光譜可能相差也很多(同色異譜)，因此，實際上決定光透霧性的應該是光譜成分，如果光線中波長相對長的光比例較多，其透霧性必然會好。目前，道路照明的LED基本都是藍光激發(fā)黃色熒光粉，所以其光譜成分中的黃橙光比例基本與高壓鈉燈類同，而紅色光比例是高壓鈉燈略高，但是由于顯色指數(shù)的原因，兩者的在霧天實際使用效果相差并不明顯(如圖4、圖5)。

　　圖4LED燈色溫：5000K，顯色指數(shù)：79.2，紅色比：18.0%;綠色比：78.5%;藍色比：3.5%

　　圖5高壓鈉燈色溫：1981K，顯色指數(shù)：23紅色比：25.8%;綠色比：27.6%;藍色比：1.4%

　　從霧天路面的可視距離來看，雖然可視距離差別不明顯，但LED燈顯色指數(shù)高的特點明顯使路上和路邊物體的辨別清晰度提高。而從路面的感覺距離來看，鈉燈雖然感覺景深較大，但是遠處的路面已經(jīng)看不清(如圖6)。鈉燈的光線溢出(85度以上，10米燈桿，在114.3米以上)使得鈉燈光源在很遠均可見，讓人感覺前方有路，有誘導性，而LED燈由于截光良好，85度以上光線少，使得遠處看不見或者很難看見LED光源。

　　由于鈉燈的光不能像LED那樣截光，造成遠處的鈉燈如同機場跑道燈有道路誘導性，雖然遠處的道路看不見，但是給人心里前方有道路，而LED燈由于截光精準，遠處的光源的光強已經(jīng)非常弱，加上霧氣，會看不見，所以遠處的LED燈看不見，造成人心里對前方道路的不可知而造成透霧性差的錯覺。經(jīng)過多地點的實踐，該兩種燈的透霧性及對地面物體的識別無明顯區(qū)別。

　　圖6 霧天路面

　　6.基于試驗分析得出的幾點建議

　　在標準規(guī)范方面，建議長三角地區(qū)路燈行業(yè)主管部門以《CJJ45-2006城市道路照明設計標準》;《LED道路照明應用技術規(guī)范》;《CSA016聯(lián)盟標準》;GB7000.203;《GB/T24827-2009道路與街路照明燈具性能要求》等為基礎，針對地方特點制定合適的地方管理標準或規(guī)定，含接口指標、合適的壽命、性能、照明效果、節(jié)能等指標：首先，照明設計指標，應適當拔高亮度縱向均勻度指標、匹配合適的橫向與縱向距高比的不舒適眩光控制指標與均勻度指標;其次，產(chǎn)品安全指標要嚴格遵守GB7000.203，明確提出包括接插件在內(nèi)的燈具IP要求，線纜與PC透鏡等材料老化、燈具顏色指標的要求、浪涌保護器的要求，各地不同環(huán)境下對燈具材料要求等;第三，要盡快實現(xiàn)模塊機械、電氣、光度接口、電源機械與電氣、控制系統(tǒng)控制及通訊協(xié)議上的標準化。

　　在產(chǎn)品研發(fā)方面，希望結(jié)合以下LED道路照明產(chǎn)品中的不成功案例，為生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)帶來一些啟迪或思考。案例一：將已有鈉燈燈具外殼直接開孔加轉(zhuǎn)接件進行改造，而并未對被改造燈具加以結(jié)構密封、機械強度、散熱可靠性方面的系統(tǒng)考慮。案例二：利用帶散熱體的模組，做一個簡單的拉伸型材將其固定，無上蓋或上蓋，采用很薄的開孔板，對于落塵積累雨水的作用很難自清潔，散熱的持續(xù)可靠性得不到保證，整個結(jié)構剛度不連續(xù)。案例三：燈具采用未經(jīng)紫外線防護驗證的PC透鏡、塑料件等。案例四：外購模組且模組廠家對于LED路燈應用場合不清楚，造成LED模組使用時散熱、電參數(shù)匹配和配光均不匹配。

　　在檢測方面，要求所有LED產(chǎn)品都應經(jīng)過全面的檢測考核，原因在于LED室外照明是一

　　項新興的事物，其材料、部件不斷優(yōu)化，其設計、制造和標準也都在快速改進，所以很多以往的經(jīng)驗已經(jīng)不能完全適用，若不進行科學的全面的檢測，往往會出很多意想不到的新問題。例如，在上海申大路試掛的路燈時，由于快速接插件的防水等級低造成漏水，并且又在驅(qū)動裝置后的直流電作用下產(chǎn)生電解反應，于是很快就會使其中一個電極腐蝕，此類案列還有很多。因此，專業(yè)全面的檢測是LED室外照明是否成功的不可或缺的重要內(nèi)容。

　　二、長三角在LED公共照明方面應有的作為

　　長三角作為國內(nèi)照明技術領先的地區(qū)理應海納百川，絕對不能采用某些地方閉關鎖國的“標桿”政策，更不能崇洋媚外，要尊重科學、尊重實際。正是在這種指導思想下，該地區(qū)最早在隧道里大規(guī)模應用了LED照明方案，并通過前期使用及改進，其節(jié)能、使用壽命長的優(yōu)勢大大顯現(xiàn)，而且早期失效和維修量也大大減少，由此也得到各方認可。

　　就已進行認真試驗及論證取得的成果而言，必須在照明改造中認真貫徹，不允許任何的因私舞弊。從這一方面看，建議長三角的公共照明管理機構一定要對產(chǎn)品和技術方案進行專家評審，主管機構和使用方的審批及監(jiān)督。若做不到科學、公平、公正，則無法體現(xiàn)長三角公共照明的科學性、領先性、公正性。有好的經(jīng)驗、結(jié)論及成果不用，與國內(nèi)一些地方那樣的亂搞，只能損害LED照明的形象，勢必會嚴重阻礙高效且智能化LED照明的發(fā)展。

　　綜上所述，LED產(chǎn)品應用在道路照明中已經(jīng)成熟，以美國洛杉磯為例，可以明顯看到，該市在更換為LED街燈后，道路照明情況在節(jié)電、減少碳排放以及可遠程監(jiān)控、調(diào)光、改善可見度和均勻度等方面得以大大提高和改善(如圖7)。根據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，洛杉磯市已實現(xiàn)實際平均節(jié)電62.9%(器具節(jié)能加調(diào)控節(jié)能);減少CO2排放40500噸/年，且運行兩年后，在燈具光衰、失效率、照度、亮度、均勻度、色溫、功耗、功率因數(shù)、諧波畸變、控制能力、電連接、燈具安裝維護等方面均具有明顯優(yōu)勢。而且值得一提的是，據(jù)洛杉磯警方統(tǒng)計顯示，采用LED街燈后，犯罪率下降10.5%。因此，可以說，我們應該嚴謹并加快行動了，加快LED道路照明發(fā)展已成為大勢所趨。