|
編者按:長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)內(nèi)道路照明光源由高壓汞燈和高壓鈉燈一統(tǒng)天下,部分還用白熾燈。這一方面與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有關(guān),另一方面也受限于照明行業(yè)的產(chǎn)品與技術(shù)水平。但近幾年來(lái),隨著電光源生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和圈內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平的提高,越來(lái)越多的高效光源在城市照明領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,并取得了很好的效果。
一、光源的效率
光源的效率,即光效,指光源每消耗單位電能所發(fā)出的光通量,單位是lm/W。光效是道路和市政景觀照明光源選擇的一個(gè)非常重要的指標(biāo)。因?yàn)榈缆氛彰魇褂玫墓庠磾?shù)量多,用電量大,選擇高效的光源可極大地節(jié)約能源。白熾燈雖然價(jià)錢(qián)便宜,但由于其流明效率太低(低于20lm/W),已很少在新建的道路照明中使用;高壓鈉燈由于其平均超過(guò)100lm/W的效率,在道路照明中非常受歡迎;而新型光源,發(fā)光二極管LED的工藝日新月異,光效越來(lái)越高,功率越做越大,已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于景觀照明,相信不久將直接用于道路照明,事實(shí)上,在國(guó)外已經(jīng)有試驗(yàn)成功的道路?捎糜诔鞘姓彰鞯牟糠止庠刺匦砸(jiàn)下表。
|
城市照明光源的特性 |
|
光源類(lèi)型 |
型號(hào) |
功率(W) |
光通量(lm) |
效率(lm/W) |
色溫(K) |
顯色指數(shù) |
平均壽命(h) |
|
白熾燈 |
A80 200W |
200 |
3100 |
15.5 |
2800 |
100 |
2000 |
|
鹵素?zé)?/DIV> |
500 T3 E40 |
500 |
10250 |
20.5 |
3200 |
100 |
3000 |
|
熒光燈 |
TLD36W/54 |
36 |
2500 |
69 |
6200 |
75 |
8000 |
|
節(jié)能熒光燈 |
PLE-C23W |
23 |
1350 |
59 |
2700 |
82 |
8000 |
|
高壓汞燈 |
HPL-N250W |
250 |
12700 |
51 |
4100 |
40 |
12000 |
|
高壓鈉燈 |
SON-T PLUS 250W |
250 |
32000 |
128 |
1950 |
25 |
28000 |
|
低壓鈉燈 |
SOX 180W |
180 |
33000 |
183 |
- |
- |
18000 |
|
金屬鹵化物燈 |
HPI-T250W |
250 |
17000 |
68 |
4600 |
65 |
8000 |
|
陶瓷金屬鹵化物燈 |
CDM蠺150W |
150 |
13500 |
90 |
3000 |
85 |
20000 |
|
無(wú)極燈 |
QL85W |
85 |
6000 |
71 |
3850 |
80 |
60000 |
|
LED(單個(gè)) |
White Luxeon III |
2.4 |
156 |
65 |
6500 |
- |
50000 |
|
LED(單個(gè)) |
Green Luxeon III |
2.4 |
153 |
64 |
- |
- |
50000 |
從上表可見(jiàn),適合用于道路和市政景觀照明的光源品種已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出以前的汞燈、鈉燈、白熾燈“老三篇”,而且,即使同樣是高壓鈉燈,現(xiàn)在成熟工藝和先進(jìn)技術(shù)也使得其光效一直在提高。 一直以來(lái),高壓鈉燈的光效都被認(rèn)為比金屬鹵化物燈要高很多,而對(duì)人視覺(jué)在不同亮度水平下的最新實(shí)驗(yàn)表明,在一般道路照明亮度下(低于3cd/m2)的中間視覺(jué)與日常高于3cd/m2的明視覺(jué)有很大程度的不同,人眼的反應(yīng)速度是與光源的光譜密切相關(guān)的,即每一種光源除了普通的明視覺(jué)光通量(上表中都是明視覺(jué)光通量)外,還有一種可更準(zhǔn)確衡量其在暗亮度水平的有效光通量,它決定于光源光譜和人眼的暗視覺(jué)光譜光視效率。在中間視覺(jué)時(shí),人眼對(duì)藍(lán)、綠光的反應(yīng)速度遠(yuǎn)高于對(duì)黃色光的反應(yīng)速度。也就是說(shuō),在同樣的照明水平下,如果使用藍(lán)、綠光譜豐富的光源,人的感覺(jué)會(huì)比在使用黃光的情況下更亮、更舒適。 實(shí)際上由于道路照明的巨大容量和其在能源消耗中所占的比重,任何新光源的出現(xiàn)或現(xiàn)有光源效率的提高,都會(huì)引起照明設(shè)計(jì)人員將其付諸應(yīng)用的興趣。
二、高效光源在道路及景觀照明中的應(yīng)用 不同的高效光源,因其自身的特點(diǎn),各具優(yōu)勢(shì)。因此在具體應(yīng)用之中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)用其所長(zhǎng),避其所短,量材適用,在不同的場(chǎng)合,根據(jù)具體需求,選用恰當(dāng)?shù)墓庠磥?lái)達(dá)到最佳的照明效果。以下是一些在道路及景觀照明中應(yīng)用較為廣泛的高效光源。
1. 熒光燈 熒光燈是一種低壓汞蒸氣放電燈。通過(guò)紫外線激發(fā)熒光粉轉(zhuǎn)成可見(jiàn)光。具有光效高、光色好、發(fā)光柔和、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。三基色熒光燈有更好的顯色性,T5、T4等細(xì)管徑熒光燈則有更高的發(fā)光效率。熒光燈在以前主要用在室內(nèi)照明,國(guó)外偶爾能見(jiàn)到在小區(qū)路燈中的應(yīng)用,國(guó)內(nèi)目前較難遇到。在近年來(lái)興起的城市景觀照明中,熒光燈的運(yùn)用較為廣泛,主要用在大樓的內(nèi)光外透、洗墻燈和護(hù)欄光帶等場(chǎng)合,尤以T5居多,顏色也較豐富。
2. 高壓汞燈 汞燈是運(yùn)用較早的氣體放電燈,根據(jù)放電氣壓不同,有高壓、低壓之分。目前應(yīng)用最為廣泛的是高壓汞燈。高壓汞燈是一種高強(qiáng)度氣體放電燈,利用汞放電時(shí)產(chǎn)生的高氣壓獲得高發(fā)光效率的一種光源。發(fā)光效率為40~60lm/W,其優(yōu)點(diǎn)是發(fā)光效率較高,壽命長(zhǎng),可靠性高,其缺點(diǎn)是顯色性差,目前主要用在道路照明得到運(yùn)用,在國(guó)內(nèi),主干道因路幅寬度的增加,汞燈運(yùn)用越來(lái)越少,一般使用在次干道或小區(qū)道路,但在日本,因?yàn)楣療舻膬r(jià)格優(yōu)勢(shì),常常可以在主干道上看到。汞燈在景觀照明中運(yùn)用較少,但高壓汞燈雖然顯色指數(shù)不及金鹵燈,與后者相比,其對(duì)綠色植物的照明,顏色偏綠,因此在景觀植物的照明中,也經(jīng)?梢钥吹讲捎酶邏汗療糇鞴庠吹耐豆鉄艋虻芈駸。
3. 鈉燈 鈉燈也是一種氣體放電燈,比汞燈具有更高的發(fā)光效率。根據(jù)鈉蒸氣放電氣壓的不同,也有低壓、高壓之分。低壓鈉燈是照明電光源中發(fā)光效率最高(可達(dá)200lm/W)的一種光源,一般適用于道路、高架橋、隧道和交叉路口等對(duì)顯色性要求不高的地方。因其顯色性能差和壽命較短的關(guān)系,應(yīng)用遠(yuǎn)不及高壓納燈。高壓鈉燈是一種高發(fā)光率(可達(dá)130lm/W)的氣體放電燈,因其光效高、壽命長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)性好以及能減少汞的環(huán)境污染,目前在道路、廣場(chǎng)、車(chē)站、碼頭、工業(yè)場(chǎng)所等大面積場(chǎng)所獲得最廣泛的應(yīng)用。在景觀照明尤其建筑物的泛光照明中,高壓鈉燈也是最常用的光源之一。大面積金黃色的燈光,可以很好地表現(xiàn)出建筑的穩(wěn)重大方的氣勢(shì)。這種色彩和亮度沒(méi)有其它光源可替代。
4. 金屬鹵化物燈 金鹵燈是上世紀(jì)中期在高壓汞燈基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型光源。金鹵燈光效高,壽命長(zhǎng),顯色性好,特別是陶瓷金鹵燈,品質(zhì)更為優(yōu)良。缺點(diǎn)是價(jià)格較高。金鹵燈在道路照明中的應(yīng)用正在逐步增加,其在景觀照明中則是應(yīng)用最為廣泛的光源之一。憑借其尺寸小、光效高,顯色性好,色彩豐富以及可以制成大功率光源等優(yōu)勢(shì),在地埋燈、草坪燈、壁燈、柱燈、庭院燈、大小不同功率的投光燈中都有運(yùn)用。
5. LED LED(Light Emitting Diode),又稱(chēng)發(fā)光二極管,它們利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料,當(dāng)兩端加上正向電壓,半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合,放出過(guò)剩的能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見(jiàn)光。LED的優(yōu)點(diǎn)是,發(fā)光效率高、耗電量少、使用壽命長(zhǎng)、耐震動(dòng),響應(yīng)速度快。其缺點(diǎn)是功率無(wú)法做大,價(jià)格昂貴,因此無(wú)法作為通用光源推廣。以前多用于家用電器的指示燈、交通信號(hào)燈、汽車(chē)后燈、顯示屏等等。近年來(lái),因其壽命長(zhǎng),養(yǎng)護(hù)工作量;耗電量小,節(jié)約能源;方向性較好,避免光污染;體積小,便于隱藏?zé)艟;響?yīng)速度快,便于控制變化等特點(diǎn),在景觀照明中得到非常廣泛的運(yùn)用,從點(diǎn)光源、美耐燈帶到數(shù)碼光管,地埋燈、投光燈幾乎涉及傳統(tǒng)光源的所有領(lǐng)域。在道路照明中也有應(yīng)用,在澳大利亞有一道路照明的工程實(shí)例,因其價(jià)格昂貴以及功率的限制,目前使用范圍較少。LED因其節(jié)能省電的特點(diǎn),目前正越來(lái)越多地與太陽(yáng)能裝置相結(jié)合,組成最為節(jié)能環(huán)保的照明設(shè)施。
|