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                      LED路燈的配光形狀

                      2024-05-27 09:04:14
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                      LED路燈和使用傳統光源路燈的光學設計方式是不同的,傳統光源路燈是通過使用反射器將一個光源的光通量平均分配到受照路面上。而LED路燈的光源由許多個LED組成,通過設計每個LED的投射方向,使受照路面獲得均勻的照度。

                      LED路燈普遍應用在次干道和支路上,次干道的照度要求達到151x,照度均勻度為0.4,平均亮度要求達到1.0cd/m,亮度總均勻度為0.4,亮度縱向均勻度為0.5,閾值增量≤10。LED路燈在照明質量達到以上要求的同時,照明功率密度應小于******標準的規定值,當車道數不少于4條時,照明功率密度小于或等于0.70;車道數小于4條時,照明功率密度小于或等于0.85。

                      為滿足上述要求,對LED路燈的配光形狀應有嚴格的要求。在道路的縱向,光束應投射到較遠的地方,使得燈具的間距增大。在路燈的下方,光強應是***小的,隨著仰角y增大,光強增大。當P和y滿足一定的函數關系時,路面能得到均勻的照度。

                      由于光學設計的復雜性,配光形狀難以完全符合此函數關系,可以通過減小y角的投射范圍和燈間距來得到均勻的照度。在道路縱向,***大光強的投射方向與馬路中線應成一定的角度c,角度c的大小決定于道路的寬度。在垂直于道路的方向上,路燈的配光曲線形狀也可以按這個函數關系設計,y角的范圍決定于道路的寬度(c90°)和人行道的位置(c=270°)。

                      LED光源具有半空間發光的特點,在燈具內使用時,LED光源光通量的損失比高壓鈉燈和金鹵物燈小。就目前來講,LED光源的光效達不到高壓鈉燈或金鹵物燈的水平,即相同功率的LED光源的光通量沒有高強度氣體放電燈高。但是,由于LED光源半空間發光的特點,LED燈具的光通量輸出可以接近于高強度氣體放電燈的水平。當LED路燈將光線照射到路面上時,光線的投射方向只存在半個空間。高強度氣體放電燈的發光空間占據了整個空間。如果沒有燈具,光源的上半空間光線將全部被浪費。使用燈具反射器可以將上半空間的光線反射到下半空間內,但反射器對光線的吸收作用、光線反射時受到光源自身的遮擋而轉換成熱能以及反射器對光線二次反射的再吸收會損失光源的一部分光。

                      燈具效率是反映光源光線損失程度的參數。從小功率高壓鈉燈(70~150W)的光度性能狀況來看,燈具效率一般處于65%~75%的水平。以100W高壓鈉燈為例,光源的光通量達到80001m,路燈的光通量輸出為5200~6000lm。LED光源在這方面是具有優勢的,LED的發光只存在于半個空間,在不用燈具的情況下也能將光線100%投射到路面。對燈具需要設計的是在較小的角度范圍內改變光線的投射方向,在這個過程中光的損失是微小的。目前,LED路燈的光效達到了40~501m/W。以100W的LED路燈為例,燈具的光通量輸出可以達到4000~5000lm。

                      LED作為路燈主要有以下優點或特點:發光效率高,燈具反射損失少,節省能源70%;配合數字控制亮度功能,更省電:不需高壓,安全性高;配合軟件可由遠程自動遙控亮度;可在事故、多霧、雨天等特殊情況下提供超高亮度及顯色性高的照明光源;安裝、維護簡便模塊安裝,無多余配線;不會造成光污染或浪費;壽命長,意味著不需要經常進行更換,從而減少了交通中斷的潛在性,降低了為此支付的維修費用。有人計算過,采用LED路燈除了單燈成本及***初安裝的造價比高壓鈉燈高外,在鋪設成本、耗電成本及壽命方面均大大優于高壓鈉燈。

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