LED路灯在航空区照明节能应用介绍

李文华

(天津市市政工程设计研究院，天津300051)

LED路灯在航空区照明节能应用介绍

李文华

(天津市市政工程设计研究院，天津300051)

文章介绍了LED路灯在天津航空区照明设计中的节能应用，并以航空区干道七立交桥为例对LED功能照明路灯的节能效果进行了阐述。

LED路灯；航空区照明；环保节能

0 引 言

天津航空区为新兴产业基地，是天津市新兴生态产业园区示范工业园区之一。天津航空区的照明设计工程是基于示范工业园区所倡导的生态环保、高效节能的原则，所进行的一个绿色功能照明示范设计。下面以航空区干道七立交桥照明为例，对LED路灯作为功能照明设计应用所产生的节能效果进行详尽的论述。

1 照明设计原则

1.1 航空区立交桥的独特性

因干道七分离式立交桥整个桥梁的建造范围均位于天津航空区直升机限高区域内，由于这一特殊性，要求该立交桥的功能照明除了解决通常立交桥需要解决的夜间交通行车照明，引导行车方向，保障桥面车辆正常行驶外，还需严格满足航空区的限高要求。

1.2 照明设计原则

1)干道七分离式立交桥为主干路，根据国标CJJ 45—2006《城市道路照明设计标准》对城市道路的技术指标规定：城市主干路(快速路)平均照度20/30 lx，均匀度≥0.4，功率密度≤1.25 W/m2。

2)照明灯具选用满足航空区限高要求的护栏形式路灯作为功能照明灯具，并与立交桥的周边环境及景观保持协调一致。

2 功能照明设计

2.1 功能照明方案的比选

首先针对航空区的立交桥照明设计方案进行了照明灯具光源方案的比选工作，即LED光源系列与高压钠灯光源的对比，比选结果如下。

1)光衰减比较。钠灯光源工作1 000 h，光衰减值为5%；工作4 000 h，光衰减值为30～40%；工作5 000 h，光衰减值大于50%。

LED光源系列工作1 000 h，光衰减值为零；工作10 000 h，光衰减值为8～10%(见图1)。

图1 LED光源与高压钠灯光源的光衰减比较

2)使用中的功率变化比较。LED光源灯具基本上没有功率波动变化, 高压钠灯光源灯具会随着使用时间而发生功率上升的变化(见图2)。

图2 LED光源与高压钠灯在使用中的功率变化比较曲线

3)灯具照明效果比较。目前低高度照明灯具有点状照明方式与线状照明方式两种。

0.9 m低高度平光照明灯具做成点状照明方式，该灯具单灯功率为70 W，每瓦85 lm，经照度计算，设置布灯间距为8 m，其照明效果图如图3。

图3 点状照明效果图

LED功能照明护栏灯被称为线状照明方式，其单灯功率为12 W，每瓦105 lm，经照度计算，设置布灯间距为2 m，其照明效果图如图4。

图4 线状照明效果图

从两种灯具的照明效果图可以看出，点状照明灯具的光照均匀度不好，有光斑现象，没有线状照明灯具光照效果好。

这两种灯具的安装方式均符合该高架立交照明的要求，但从两种灯具的节能环保特性和光照效果来看，显然LED功能照明护栏灯远优于0.9 m低高度金卤灯。

4) LED光源灯具节能性能高，有卓越的电性能，单色性，显色性好。另外，LED光源路灯电流小，电压低，可以节省大量的电缆线材。

基于以上几点，园区内的道路功能照明我们选用了LED绿色光源照明灯具。

2.2 功能照明形式的选择

1) 干道七分离式立交桥的断面。桥梁的形式为直跨双幅桥，每个单幅桥的桥梁断面布置形式为： 0.5 m(外侧桥梁护栏)+0.75 m(检修步道)+15 m(单向机动车道)+0.5 m(内侧桥梁护栏)，此道路等级为主干路，功能照明设计应满足国标要求。

2)该桥梁建在航空区航空规划限高范围区域内，根据当地规划部门的航空规划限高要求，在该桥区范围内不能选用普通路灯形式。

依据国家行业标准并结合该立交桥断面的情况，最终在每幅桥两侧桥梁的地袱防撞挡墙上设置低杆LED功能照明灯，LED功能照明灯每套功率为12 W，光源为大功率高效LED灯，安装间距为2 m。

每幅桥梁的平均照度计算如下：

Eav=((2×12)×90×0.48×0.8)/(15×2) =27.65 lx，功率密度值为

LPD=(2×12)/15/2=0.8 W/m2，满足道路照明照度要求和节能标准要求。

2.3 LED功能照明护拦路灯特点

1) LED功能照明护栏路灯的配光曲线能够满足道路照明配光曲线的要求。

2) LED护栏路灯灯具采用二次配光反光罩，光效率高，且能够定向发光，有效控制了灯具的眩光，满足道路照明对眩光限制阈值增量Ti<10的要求。

3) LED功能照明护栏路灯使用镀锌钢管作为护栏材料，具备防水、防尘、防撞功能, 满足桥梁照明的安装要求。

3 绿色光源照明的节能效果

1)LED光源路灯的功率因数能够达到0.95～0.98，远高于普通高压钠灯(0.85)，有效地降低了系统的无功损耗。

2)LED光源路灯的电源转换效率达到92%以上，高于普通高压钠灯(85%～90%)，在能源效率上也有了进一步的提高。

3)以京津塘高速公路分离式立交桥照明工程中所选用的200 W LED路灯方案为例，我们在进行方案比选时做了如下的能耗对比表1。

表1 不同光源的能耗比较

3 建成后的立交功能照明实景图

建成后干道七立交是跨京津塘高速公路的分离式立交桥，就坐落在天津航空区内，桥梁建筑面积约9360 m2，桥梁总长约1.15 km，是架通空港航空产业区内道路交通主干路上的一个重要联结点。

图5和图6，为我院所设计的干道七立交桥功能照明景观实景图。

图5 修建通车后的立交桥区域LED光源功能照明的白天景观实景图

图6 修建通车后的立交桥区域LED光源功能照明的夜晚景观实景图

5 小 结

LED作为城市道路照明绿色光源，具有低能耗、寿命长、光效高、散热好、显色性好、绿色环保等特点，非常适用于园区内道路桥梁功能照明，为航空区的道路行驶提供了一个节能环保的照明环境，同时航空产业园区提出的生态环保、高效节能等高性能高标准的要求，也得以实现。

[1] CJJ 45—2006城市道路照明设计标准[J].北京：中国建筑科学研究院，2006.

[2] 周志敏，纪爱华.LED照明与工程设计[M]. 北京：人民邮电出版社，2010.

LED street lamp lighting energy saving applications in aviation area

Li Wenhua

(Tianjin municipal engineering design institute, tianjin, 300051)

This paper introduces the LED street lamp energy saving application in tianjin aviation area lighting design, as a case study of aviation area road overpass seven energy saving effect of the function of LED lighting lamps are expounded.

LED street light; Aviation area lighting; Environmental protection and energy saving

2016- 01-18

李文华，女，高级工程师，主要从事城市夜景照明研究。