LED路灯设计.doc

LED灯具设计分析 6.1 路灯设计 道路照明 　　道路照明 　　在道路上设置照明器为在夜间给车辆和行人提供必要的能见度。道路照明可以改善交通条件，减轻驾驶员疲劳，并有利于提高道路通行能力和保证交通安全。此外，还可美化市容。 　　发展概况 道路最初是用点燃木材照明，后来逐步发展为用油灯、汽灯、电弧灯、碳丝白炽灯、高压汞灯，现今道路照明主流光源为高压钠灯。基于全球性节能减排政策，部分新型节能光源（如LVD无极灯和LED灯）也已逐步应用到道路照明工程中，并发展迅速。1558年巴黎街道上设置了装有松脂或木条的容器，天黑时点燃松脂或木条照明。1667年冬季，在一些街道上改用油灯。1806年，美国巴尔的摩城的街道用汽灯照明。1842年，巴黎出现电弧灯，不久就将这种灯应用于街道上。1878年，英国人J.W.斯旺首先提出用碳丝白炽灯。1932年，荷兰人开始在街道上用低压钠灯照明。1935年，发明了高压汞灯。1965年，高压钠灯问世，并用于道路照明。中国最早是1865年在上海南京路上安装了10盏煤气灯；1882年在上海外滩安装10盏电弧灯；1890年上海开始在街道上使用白炽灯。目前，各国除在城市道路上采用沿路设灯连续照明和在部分高速公路或交通量很大的公路上采用连续照明外，在一般公路上，由于经济效益问题，多不采用连续照明。 　　照明与视觉 驾驶员在夜间是借助于障碍物及其作为背景的路面两者的亮度对比来察觉前方道路上有无障碍物。路面平均亮度升高，察觉障碍物所必要的亮度对比变小，障碍物容易被发现。路上的物体、行人等的亮度如果比背景暗，驾驶员就只能见到它们的轮廓，即为轮廓辨认。驾驶员在行车过程中，只关心前方有无行人或障碍物，无须辨认出是谁或何物，所以道路照明一般只需使路面具有一定亮度，增大物体与路面亮度差，驾驶员能轮廓辨认人或物即可。若物体的亮度比路面亮度大，驾驶员在较暗的背景里可见到一个明亮的物体，即为逆轮廓辨认。路上的导流交通岛，需要便于驾驶员辨认，所以增加其表面亮度，使能逆轮廓辨认。当物体向着视线的一侧亮度较大时，驾驶员只能辨认该侧表面细部。要提高驾驶员对细部的辨认能力，可通过道路照明增大物体表面亮度或使亮度变化。 城市道路是城市的动脉。主照明为路灯，满足行人、车辆夜间行动。庭园灯、景观灯与路灯形成立体的照明模式，增强道路装饰效果，美化城市夜景，也可弥补路灯照度的不足。 　　照明质量标准 通常用规定的路面平均照度和均匀度两个指标。前者的单位是勒克斯，即每一平方米水平照射面积上，均匀分布一流明的光通量。后者是最小水平照度与平均水平照度的比值。实际上，路面的亮度分布与照度分布有相当大的差别。采用路面照度作为道路照明指标不能给出视感条件的真实情况。因此，国际照明委员会建议道路照明的质量用路面亮度、均匀度、眩光和诱导性四个指标衡量。亮度是道路表面单位面积上反射出的光量，用cd/m2作单位。均匀度是路面上亮度分布的均匀程度。影响驾驶员视觉舒适感的均匀度等于行车线上路面最小亮度与平均亮度之比。即使平均亮度较高，但亮度分布不均匀的路面，在明暗相差很大的地方,障碍也难以发现。眩光是强光直射驾驶员的眼睛,使眼睛不舒适，产生视觉障碍，看不清物体的现象。眩光使眼睛不舒适的程度用表示主观感觉的眩光指数G评定。国际照明委员会推荐：G＝1，无法忍受；G＝3，有干扰；G＝5,允许的极限; G＝7,比较满意；G＝9,无影响。眩光与光源的亮度、视线与光源的夹角、路面平均亮度等因素有关。诱导性是用照明告知驾驶员有关前方道路线形、起伏、交叉、车流分合的有关信息。国际照明委员会建议，城市干道、高速公路的路面亮度取2cd/m2,纵向均匀度取0.7,G＝6。日本已采用路面亮度作为道路照明指标。美国等多数国家仍用照度作道路照明标准。照度和亮度可以互相换算。路面P点的亮度等于该点的照度乘该点的亮度系数。 　　照明器及其布置 目前，道路照明用的照明器有高压钠灯、低压钠灯、无极灯、金卤灯、荧光灯等。白炽灯、高压汞灯、低压钠灯由于光源性能缺陷已逐渐被淘汰。照明器要合理使用光能，防止眩光。照明器发出的光线要沿要求的角度照射，落到路面上呈指定的图形，光线分布均匀，路面亮度大，且眩光小。为减少眩光，可在最大光强上方予以配光控制。 　　道路照明用的照明器大体可分为截光、半截光和不截光三种类型。①截光型：照明器照射到路幅外的光线不超过光源额定流明的10％，控制光线沿路分布，产生的眩光小。适用于主要街道、干线公路和高速公路。②半截光型：照明器照射到路幅外的光线不超过光源额定流明的30％，控制光线沿路分布。适用于一般等级的街道。③不截光型：照明器对最大光强上方的光通量不加限制，眩光大，只适用于周围环境明亮的街道或交通量很少的次要街道。照明器的射程,由光束的仰角决定,用从照明器到最大光束照射到路面的距离长