城市道路照明灯具中的节能潜力探讨.doc

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1、城市道路照明灯具中的节能潜力探讨李玉平张伟赵桂根黄昭明沈天乐上海市市区路灯管理所(200235)摘要：本文通过论述向政府和道路照明技术领域的同行传递一个重要信息：通过提升灯具的科技含量和配光技术的科技创新，将在有效地治理光污染和提高道路照明质量的同时节省40%的电能，是目前相对于LED新光源和HID电子镇流器等节能技术方案中更安全、更直接、更可靠和低风险的城市道路照明节能技术方案。关键词：道路照明灯具设计节能潜力经济效益当前，节能环保技术已经成为公认的世界性可持续研发技术的首选。综合我国近几年实际情况，建设部联合国家发改委、科技部等部门就我国城市照明飞速发展中面临的照明能源需求和

2、消耗不断加大，光污染日益严重等问题提出了《“十一五”城市绿色照明工程规划纲要》，明确提出了“以2005年底为基数，年城市照明节电目标5%,5年(2006-2010年)累计节电25%。”的具体廿标。据此，照明行业积极响应，加大了节能技术的研发力度，促使产品从设计制造、光源、灯具控制、能效等各项技术的稳健发展。在“建设资源节约型、环境友好型社会”的宏观推动下，政府对于落后、耗能的照明工艺、技术、设备及产品严格执行点名淘汰制。同时对节能、环保的绿色照明产品给予优先政府项目采购、扶持补贴等各项积极鼓励政策。这不仅全而推动了照明行业向低能耗、环保型产品的转型，更激发了照明节能领域的拓展热情

3、，众多照明企业纷纷抓住机遇，引进和开发出人批绿色照明的新产品、新技术：紧凑型荧光灯、无极荧光灯、LED光源、电子镇流器、变功率电感镇流器、节能控制器等，都呈现出积极、快速、稳健发展的态势。但是，在绿色照明节能技术研发竞争日益激烈的今天，一些企业急于改变原有产品发展观念，盲目追求以新求快的企业产品更新模式，过多地关注新光源技术、控制技术的创新，却忽视照明灯具设计在节能照明中所起的作用。事实上，灯具的配光技术里暗藏着不可预测的节能潜力。一、灯具设计中的缺失现今，灯具厂商在追求灯具外观与式样的新颖别致方面投入了大量的精力，产品也达到了预期效果。但在与光源匹配的技术方面，投入条件相同，实

4、际效果却并不理想，产品性能效果远远落后于产品外观的发展。因此有专家指出：“与国外相比，我国灯具的科技含量低，性能落后”。这使得一些优质节能的光源与灯具不匹配而无法充分发挥出其节能特性，相当多的低效率和配光极不合理的灯具充斥市场。即使是一些知名的灯具生产厂，也只是停留在灯具设计是否满足国家颁布的标准上，不愿在如何提升灯具光效上投入更多的精力。究其原因有：1•光学反射技术的研发成本高，企业不肯轻易投入。2•光学反射技术的研发过程长、难度大，企业缺乏耐心。3.采用光学反射技术生产的灯具成本高，工艺复杂。4.企业缺乏先进光学反射技术的专业人才与技术开发手段。其实，灯具的配光反射技术是灯具

5、设计的核心丁-艺。我国在道路照明灯具方面，因灯具光效低、配光不合理而产生上射光、眩光的光污染和因地面照度不均匀而形成的过度照明所造成的浪费现象相当普遍。这种不合理的设计表现在道路照明质量下降，灯具工作效率降低，直接引起能源的浪费。由此我们强烈地意识到：正因为我国道路照明灯具存在着这些缺失和不足，使得我们在利用提高灯具科技含量来达到回收、消除光污染成分，充分提高光效方面蕴藏着很大的开发空间。绿色照明节能在灯具技术创新方面有着巨大的潜力。二、道路照明灯具节能的潜力灯具配光的作用是：通过光学反射原理来充分利用光源发出的光通量，并对其进行光强分布。（图1）把原来浪费并造成光污染的上射光、

6、眩光和由于照度不均匀所形成部分区域过度照明的光源最大限度地充分回收利用起来加以重新合理配置（图2）通过提高光学反射率和照度的均匀配置来提高灯具效率，从而达到提高光的利用系数，以获得降低照明功率密度（LPD值）的节能之目的。为此，凭借上海同济大学自身在几何光学技术上的产学研之优势，并通过与台湾光学技术同行的学术交流与合作，会同道路照明专业设计师一起在上海市路灯管理所市区所的指导下组成了专业的研发设计团队。依据道路照明的技术特点和要求，在进行了艰难和漫长的实验与探索后证实：经过精心利用灯具的光学反射技术设计，提升灯具的科技含量，完全可以发掘出道路照明节能的巨大潜力。路灯照明的主要质量

7、指标包括：路面平均亮度、路面亮度的均匀度、眩光控制水平和显色性指标。于是，我们针对路灯灯具需要的特殊光学特性，在加强灯具反射效率、提高光输出比LOR(LightOutputRatio)的同时降低上射出光输出比ULOR和下射出光输出比DLOR中的干扰光部分。并采用专利配光技术，取光分布CIE新分类的中投射角度和平均延展方式，以及对眩光严格控制的指标来提高灯具的利用系数CU(CoefficientofUtilization)o在通过对光源的优化选择后，使得180W(150W灯+30W