摘要：本文结合现行国家标准和规范，分析LED灯具在城市道路照明上应用的主要技术参数。结合城市道路照明实际，探索在当前技术条件下LED灯具在城市道路照明中应用的发展方向。为LED灯具在城市道路照明应用提供参考。
关键词：LED灯具 道路照明 节能 应用
今年诺贝尔物理学奖授予“高效蓝色发光二极管”的发明者。颁奖词介绍道“通过蓝色LED技术的应用，人类可以使用一种全新的手段产生白色光源。相比旧式的灯具，LED灯具有更加持久且高效的优点。高效的蓝色发光二极管的发明，让明亮且节能的白色光源成为可能。如果说白炽灯照亮了整个20世纪，那么21世纪将是LED灯的时代。”
一、LED灯具定义：LED灯具是指包含LED光源的整体发光结构。
光源，我们通常称之为灯：为产生光辐射（可见光）而制作的光源。
灯具 “能分配、透出或转变一个或多个灯发出光线的一种器具，并包括支承、固定和保护灯必需的所有部件（但不包括灯本身），以及必需的电路辅助装置和将它们与电源连接的装置。”[1]
注，即“采用整体式不可替换光源的发光器被视作一个灯具。”
作为新一代节能灯具，LED灯具的最核心指标就是高效、持久。
二、LED灯具在马鞍山市的应用情况
自2008年起，LED灯具在我市的实际应用已经长达六年，最早的LED路灯是由生产企业在花园路试装的32套LED灯具（已更换11套），2009年起通过工程招投标方式建设了一批新建道路的LED路灯。截至2013年底LED路灯盏数达到5577余盏，占全市路灯的22%。从使用效果来看，早期安装LED路灯的道路照度明显偏低，灯具品质普遍不高。
分析其原因有：1、早期LED技术水平不高；2、部分企业为了追求节能效果，片面夸大LED 的节能效果，在实际工程实践中以牺牲照度来换取节能。3、2009年后由于采用低价中标，采购的LED灯具品质不高。这些LED灯具的应用给道路照明工作者带来一些困惑。
困惑一：花大价钱买来的LED路灯却比高压钠灯暗。（实际测量的路面照度偏低）困惑二：宣传LED灯具寿命长维护成本低，但实际情况是驱动电源故障率较高使用寿命不长，且维修成本较高。困惑三：LED产品缺乏统一的标准，各元器件交互性差，无法在现场进行快速更换维修，路灯亮灯率难以保证。
三、LED灯具技术指标分析
我们按照现行标准规范将LED灯具与道路照明上应用最多的高压钠灯进行比对。
（一）光效对比
1、LED灯具光效
（1）LED灯具的光效定义：在灯具的声称使用条件下，灯具发出的总光通量与其所耗的电功率之比。注：不可更换光源的灯具使用灯具的光效来表示灯具的出光效率，例如，不能更换光源的LED路灯。[2]
（2）LED灯具目前厂家宣称的光效可达到110lm/w，整灯光效100 lm/w。到底有多少，大家心里还是有些怀疑。在这里我们参考美国能源署2013在市场上对LED PAR 38灯随机抽样检测的数据。多数近期的产品都未达到123 lm/w要求。
（3）道路照明灯具性能等级的相应要求提出的“不能更换光源的LED灯具的光效90lm/W” [2]
可以说我国的LED产品已达到国际一流的光效指标。
2、高压钠灯包括灯具效率和光源效率
（1）道路与街路照明灯具性能要求灯具效率为75%[2]
（2）高压钠灯能效限定值及能效等级明确400W高压钠灯光效为120 lm/w[3]；高压钠灯整灯光效0.75*120=90lm/w
3、国家“十二五”城市绿色照明规划纲要”对两种路灯灯具的节能要求
推进高效照明节能产品的应用。城市照明高光效、长寿命光源的应用率不低于90%。在满足配光要求的前提下，高压钠灯和金属卤化物灯光源的道路照明灯具的效率不低于75%，半导体路灯灯具的系统效能不低于90lm/W。[4]
（二）寿命比对
灯具的寿命应立足于整灯各部件寿命综合考虑。高压钠灯灯具寿命最短的灯泡使用寿命约3~4年。LED灯具驱动电路（以电子元器件为主）的寿命也是3年 如何得出？左右。所以整灯来看，LED灯具的使用寿命与高压钠灯相当。
（三）费用比对
1、建设成本LED路灯高于高压钠灯。
一款LED路灯目前价格在7000元~9000元价格有疑问，目前主流厂家招标价能做到15元/W,，高压钠灯整灯价格约4000元~5000元价格有疑问，目前主流产品年度采购招标价能做到6元/W，就现状而言，LED路灯明显高于高压钠灯。
2、维护成本
电源更换成本高达600元/套。整流器和灯泡全套仅120元/套，LED路灯维修费用明显偏高。
初步结论：从光源的效率来看，大功率高压钠灯灯具和LED灯具光效相当，小功率LED灯具光效高于高压钠灯；二者使用寿命相当、LED灯具建设成本和维修成本略高于钠灯灯具。随着LED技术的发展其光效提升空间很大，工程造价也在不断下降。现阶段我们仍需以科学的眼光分析，寻找最能发挥LED灯具优势的领域。
四、LED灯具在道路照明上的节能应用建议
1、发挥LED灯具在小功率照明灯具上的高光效优势
循序渐进，首先在城市次干道、支路和小区道路上应用。城市支路的路灯功率一般为100w或150w高压钠灯其光效93lm/w和103lm/w [3] ,灯具效率75%[2]，整灯光效为70 lm/w和77 lm/w。小功率LED灯具由于散热要求低，光效达到90lm/w以上是可以保证。相对高压钠灯灯具可实现14%~22%的节能。
2、发挥LED路灯的配光优势
充分利用LED灯的定向投光优势，通过调整芯片光源的排列位置、角度，可以快速低成本地提高光的利用率。
由于景观要求，许多城市都安装了非截光型球形灯罩的中华灯、庭院灯和花灯。今年我们结合我市太白大道中华灯改造，对原有65w节能灯进行LED节能改造（30W），由于市场上的LED玉米灯均为直型，光线大部分射到天上去了，实际照到路面上的光不到30%。我们进行了简单的角度优化（增加倾角）可大幅提高光的利用率，提高路面照度，降低光源功率。
3、利用现有设计规范节能指标
现行设计标准将照明功率密度(LPD)作为照明节能的评价指标[5]。
机动车交通道路照明应以照明功率密度（LPD）作为照明节能的评价指标。
由于高压钠灯产品规格是固定为1000w、400w、250w、150w、100w、70w等，在设备选择上没有LED灯具灵活，例如：
以一条双向6车道道路为例，道路单侧宽12米，设计杆高12米，杆距36米，对应的面积为12*36=432（平方米）。道路照度要求20LX，功率密度(LPD)为0.7(W/m2)，432*0.7=302W计算功率为302w，由于高压钠灯没有300w规格，若采用200+100或150+150等双光源不仅光效大幅下降，且不便维护。多数设计均选用400w钠灯进行高配，不仅过度消耗能源，也造成道路照度偏高的弊端。LED灯具是由一定数量的光珠组成，单颗粒功率为1或1.2W左右，可根据要求进行任意组合。用300WLED灯具替代400W钠灯灯具，可实现25%的节能。
4、完善相关标准
LED产业的高速发展以及照明市场的无序竞争迫切需要建立一套完整产品标准。
LED灯具缺少统一的技术标准，每个厂家按自己的标准生产产品，配件的交互性差，同时配件的价格偏高，一旦出现损坏无法及时维修，无法保证亮灯率。
5、逐步形成我国LED灯具质量评价体系
参照美国能源之星逐步建立LED灯具的质量认证体系，帮助优质产品优先进入应用市场。
引用参考文献：
[1]GB7000.1-2007灯具 第1部分 一般要求与试验GB7000.1-2007灯具 第1部分 一般要求与试验
[2]《道路与街路照明灯具性能要求》GB/T 24827-2009
[3]《高压钠灯能效限定值及能效等级》GB19573-2004
[4]十二五”城市绿色照明规划纲要
[5]《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006