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自2010年6月底开始,中国市政工程协会城市道路照明专业委员会针对“十城万盏”工程LED路灯的实际应用情况,在21个试点城市路灯管理部门进行了摸底调查。
调查显示:“十城万盏”18个城市共装LED路灯10.57万盏;规格品种多达42个
人物简介 张华,现任中国市政工程协会城市道路照明专业委员会副秘书长;《城市照明》编委会主任、总编;《照明工程学报》编辑委员会编委;市政金杯示范(路灯)工程评审委员会主任。
“十城万盏”工程实施一周年来,LED路灯在城市照明行业的实际应用情况如何?半导体照明是否能够替代传统的高压钠灯?自2010年6月底始,中国市政工程协会城市道路照明专业委员会针对“十城万盏”工程LED路灯的实际应用情况,在21个试点城市进行了摸底调查。
那么,调查的结果究竟如何?近日,本刊记者就此独家专访了中国市政工程协会城市照明专业委员会副秘书长张华。
《十城万盏参考》:今年6月底开始,中国市政工程协会城市道路照明专业委员会就“十城万盏”LED路灯的应用情况,在21个试点城市进行了摸底调查。从反馈的信息看,21个城市LED路灯应用的大致情况如何?
张华:自2010年6月底调查以来,已有18个城市路灯管理部门返回调查表,占21个试点城市的85.7%。应用投资及实际应用情况大致如下:
城市照明行业属于公益性事业单位,日常运行维护费、电费仅靠财政拨款,新建工程都有政府投资,目前全国百余个城市安装试用的部分LED路灯基本上都是免费试用。经调查显示,21个城市中,扬州、潍坊、宁波、哈尔滨、福州等70%的城市是财政拨款,其中,深圳有一个项目签订了能源管理合同(EMC),绵阳与两家公司签订了EMC合同,南昌正在与相关部门商洽EMC模式管理,还有部分城市或厂商免费试用或自筹资金。
据调查数据显示,18个城市路灯管理单位自2009年至2010年6月共安装LED路灯10.57万盏,其中:道路照明9.42万盏,占已安装总数的89.12%;景观照明工程1.15万盏,占已安装总数的10.88%。在道路照明9.42万盏LED路灯中,潍坊市就有5.76万盏,占总数的61%。
《十城万盏参考》:LED路灯的规格和品种,与LED路灯后期的维护有着密切的关系。各城市使用的LED路灯在规格、品种和价格情况怎样?对日常维护有何影响?
张华:现在,各城市应用的LED路灯的规格、品种繁多,共有42个品种规格。而传统的高压钠灯的规格只有70W、100W、150W、250W、400W、1000W系列。LED路灯各生产厂家各搞一套,在产品规格的替代性上和光学、光效模式的兼容性上都不符合标准化、通用化的要求,给日常维护带来极大不便。
据调查,LED路灯的价格大致如下,48W/2100元、80W/3100元、100W/4400元、150W/5200元、180W/5500元、200W/6400元、280W/8120元、360W/10600元。
LED路灯价格昂贵,以高压钠灯250W为例进行比较,光源电器、压铸铝灯具(进口)每套1500元,光源寿命25000h。200W 的LED路灯每套6400元,是高压钠灯的4.2倍,使用寿命50000h(即可使用12.5年)。在这12.5年期间,高压钠灯的光源电器只需更换两次,需1000元左右(含人工费、台班费),灯具还可以继续使用。而LED路灯必须整体全套更换,即使200WLED路灯光效已达到250W高压钠灯的水平,可节约50W功率,每年可节电200度,每度电价为1元,12.5年可节约电费2500元,可LED路灯一次投资比高压钠灯多4900元。
《十城万盏参考》:近年,大功率LED路灯技术进展如何?从调查情况看,LED路灯的发光效率如何?
张华:应该说,LED照明技术的发展是很快的。三年前,LED路灯的光效基本上是在40lm,这两年,据我们掌握的情况,LED路灯的光效达到了80lm左右。此次调查显示,在42个LED路灯规格中有一盏80W达到90.6lm/W,有一盏150W达到102.66 lm/W。最低的发光效率只有44.3lm/W,大多数的发光效率在75～85lm/W之间。
但也要看到存在的问题,目前生产LED路灯的企业很多,市场很乱,搞建筑的、搞绿化的,都在生产LED路灯,导致产品质量良莠不齐。而行业中真正的半导体照明企业相对比较正规,他们生产的LED路灯,质量相对好一些,光效能达到90甚至100lm。但是从深圳这次报来的情况看,光效并没有超过100lm。
现在,到底LED路灯的质量如何,都是企业报到路灯管理部门,再由路灯管理部门报给我们,并不是检测机构现场测试的。另外,路灯行业没有办法测试LED路灯的光效,只能测试照度或者是亮度,即测试在实际应用当中,LED路灯的照度、亮度有多少,而发光效率等参数,都是厂家自己报来的数据。
《十城万盏参考》:要真正充分发挥半导体光源长处,二次光学系统设计方案至关重要。目前应用的LED路灯二次光学系统是否合理?
张华:调查情况显示,LED路灯二次光学系统不够合理。LED路灯的配光技术已有较大发展,已不再是在平板或V型上排列数十颗LED来配光。从厂商提供的配光曲线图看,配光还不够完全合理,最大光强方向0°～50°以内,比国际标准规定的截光型灯具0°～65°还要小,造成灯下地面特别亮,在30m间距的道路上安装均匀度不太好。
道路照明设计计算通常根据灯具光度测试报告中提供的利用系数曲线图、等照度曲线图、等光强曲线图、亮度输出曲线图、(相对)等亮度等光度数据进行计算。目前为止,尚未见到哪一个厂商提供这样全的光度数据。LED路灯只是靠单个1～3W集成起来,自身带有小型反光器或透镜,数十颗排列在灯具内,其整体灯具的利用系数不可能比高压钠灯灯具的利用系数高,在发光效率相同的情况下,LED路灯计算的平均照度(亮度)值就相应偏低了。
《十城万盏参考》:作为光源显色性的度量指标,LED路灯显色指数具体如何?
张华:LED路灯显色指数(Ra)普遍在65、75、85之间,色温(K)在3600～6000左右。
对颜色识别要求较高的商业中心或步行街,居住区人行道选用高色温的LED路灯比较适宜,因为高色温LED光源显色性好。作为快速路、主干道路,偏黄色光的高压钠灯对看清前方路灯障碍物效果比高色温白光略优。白色的LED发光表面看上去给人视觉的确比高压钠灯要亮些,但是机动车驾驶员在行驶过程中明显感觉高压钠灯比白光LED路灯要亮得多。特别是对有雾、多尘、蒙蒙细雨的环境条件下,高压钠灯较有优势。根据国外研究结果表明,低色温环境给人心理上的安全感高于高色温环境。
从科学发展的角度看LED路灯和中间视觉,大家知道,采用光电探测器模拟人眼的光谱灵敏度测量计算灯具(光源)的光效、色度、配光曲线、事实上只能在暗视觉环境下测量。在我国城市道路照明设计标准和相关政策里,并没有对该理论应用的相关规定,这就意味着,城市道路照明工程在设计中不会考虑中间视觉状态下光源发光效率的变化对设计的影响。我国的道路照明设计标准基本上是参照CIE等国际标准,中间视觉函数至今没有被CIE所接受。当还没有被科学家找到比原光谱灵敏度测量更合乎逻辑、统一的评价测量方法之前,无需再做争论。
《十城万盏参考》:温家宝总理在哥本哈根气候变化大会上做出承诺,到2020年碳排放量减少40-45%。现在国家各部委,都在力推实现节能减排的目标。在这样一个大的趋势下, LED节能技术是否可以在道路照明上广泛应用?
张华:发光效率达不到的话,是无法实现节能的目标的。从发光效率分析,LED芯片的发光效率还远不如高压钠灯;即便LED灯具的高效率可以弥补光效的不足,但现阶段的LED实际利用光效,还是低于高压钠灯。还有,目前超强光高压钠灯已经普遍使用,而在许多资料中,还以普通高压钠灯作为比较,这是不可取的。
很多厂商以所谓的实际应用案例来证明LED路灯节电在30%、50%甚至80%都有。据我们了解,主要是将新装的LED路灯与已安装运行多年的高压钠灯比,与该条道路原本功率过大、照度超过国家设计标准的进行比较,然后号称LED路灯比高压钠灯节约用电百分之多少,这样的结论难以令人信服。实际上,现阶段LED路灯还没有达到宣传的节能效果,甚至是不节能(相对于高压钠灯)的。所以,以LED路灯比高压钠灯节电为依据,大规模应用是缺乏依据的。
《十城万盏参考》:“扩大半导体照明市场规模,拉动消费需求,促进产业技术研发与创新能力的提高,迅速提升我国半导体照明产业的整体竞争力”是“十城万盏”工程的初衷。如何使这一初衷变为现实?请您谈谈您对“十城万盏”工程的期许及建议。
张华:科技部最早拟定的“十城万盏”推进方式是,试点—示范—推广,如果按这种方式推进,我认为是可取的。按照这个思路,现在仍应是试点阶段。
LED路灯是否能够取代高压钠灯,取决于LED路灯的性能是否超过了高压钠灯,是否具备长期的成本效益。目前,在技术层面上尚未万事俱备。
总体上看,LED路灯必将为人工照明带来一次新的革命,成为全面超越现有光源的一种新型光源,具有非常好的发展潜力和市场前景,但目前大规模应用于城市功能性道路照明,还没有达到媒体所宣传的节能效果,还有待于进一步完善提高。
推进“十城万盏”工程,应该坚持循序渐进的规律。当务之急是敦促科研单位和相关企业加快LED技术的创新步伐,尽快提高LED路灯的产品质量,降低产品成本,这是LED路灯企业健康发展的根本。诚如是,则LED广泛应用于城市道路照明指日可待。
调查显示:“十城万盏”18个城市共装LED路灯10.57万盏;规格品种多达42个
人物简介 张华,现任中国市政工程协会城市道路照明专业委员会副秘书长;《城市照明》编委会主任、总编;《照明工程学报》编辑委员会编委;市政金杯示范(路灯)工程评审委员会主任。
“十城万盏”工程实施一周年来,LED路灯在城市照明行业的实际应用情况如何?半导体照明是否能够替代传统的高压钠灯?自2010年6月底始,中国市政工程协会城市道路照明专业委员会针对“十城万盏”工程LED路灯的实际应用情况,在21个试点城市进行了摸底调查。
那么,调查的结果究竟如何?近日,本刊记者就此独家专访了中国市政工程协会城市照明专业委员会副秘书长张华。
《十城万盏参考》:今年6月底开始,中国市政工程协会城市道路照明专业委员会就“十城万盏”LED路灯的应用情况,在21个试点城市进行了摸底调查。从反馈的信息看,21个城市LED路灯应用的大致情况如何?
张华:自2010年6月底调查以来,已有18个城市路灯管理部门返回调查表,占21个试点城市的85.7%。应用投资及实际应用情况大致如下:
城市照明行业属于公益性事业单位,日常运行维护费、电费仅靠财政拨款,新建工程都有政府投资,目前全国百余个城市安装试用的部分LED路灯基本上都是免费试用。经调查显示,21个城市中,扬州、潍坊、宁波、哈尔滨、福州等70%的城市是财政拨款,其中,深圳有一个项目签订了能源管理合同(EMC),绵阳与两家公司签订了EMC合同,南昌正在与相关部门商洽EMC模式管理,还有部分城市或厂商免费试用或自筹资金。
据调查数据显示,18个城市路灯管理单位自2009年至2010年6月共安装LED路灯10.57万盏,其中:道路照明9.42万盏,占已安装总数的89.12%;景观照明工程1.15万盏,占已安装总数的10.88%。在道路照明9.42万盏LED路灯中,潍坊市就有5.76万盏,占总数的61%。
《十城万盏参考》:LED路灯的规格和品种,与LED路灯后期的维护有着密切的关系。各城市使用的LED路灯在规格、品种和价格情况怎样?对日常维护有何影响?
张华:现在,各城市应用的LED路灯的规格、品种繁多,共有42个品种规格。而传统的高压钠灯的规格只有70W、100W、150W、250W、400W、1000W系列。LED路灯各生产厂家各搞一套,在产品规格的替代性上和光学、光效模式的兼容性上都不符合标准化、通用化的要求,给日常维护带来极大不便。
据调查,LED路灯的价格大致如下,48W/2100元、80W/3100元、100W/4400元、150W/5200元、180W/5500元、200W/6400元、280W/8120元、360W/10600元。
LED路灯价格昂贵,以高压钠灯250W为例进行比较,光源电器、压铸铝灯具(进口)每套1500元,光源寿命25000h。200W 的LED路灯每套6400元,是高压钠灯的4.2倍,使用寿命50000h(即可使用12.5年)。在这12.5年期间,高压钠灯的光源电器只需更换两次,需1000元左右(含人工费、台班费),灯具还可以继续使用。而LED路灯必须整体全套更换,即使200WLED路灯光效已达到250W高压钠灯的水平,可节约50W功率,每年可节电200度,每度电价为1元,12.5年可节约电费2500元,可LED路灯一次投资比高压钠灯多4900元。
《十城万盏参考》:近年,大功率LED路灯技术进展如何?从调查情况看,LED路灯的发光效率如何?
张华:应该说,LED照明技术的发展是很快的。三年前,LED路灯的光效基本上是在40lm,这两年,据我们掌握的情况,LED路灯的光效达到了80lm左右。此次调查显示,在42个LED路灯规格中有一盏80W达到90.6lm/W,有一盏150W达到102.66 lm/W。最低的发光效率只有44.3lm/W,大多数的发光效率在75～85lm/W之间。
但也要看到存在的问题,目前生产LED路灯的企业很多,市场很乱,搞建筑的、搞绿化的,都在生产LED路灯,导致产品质量良莠不齐。而行业中真正的半导体照明企业相对比较正规,他们生产的LED路灯,质量相对好一些,光效能达到90甚至100lm。但是从深圳这次报来的情况看,光效并没有超过100lm。
现在,到底LED路灯的质量如何,都是企业报到路灯管理部门,再由路灯管理部门报给我们,并不是检测机构现场测试的。另外,路灯行业没有办法测试LED路灯的光效,只能测试照度或者是亮度,即测试在实际应用当中,LED路灯的照度、亮度有多少,而发光效率等参数,都是厂家自己报来的数据。
《十城万盏参考》:要真正充分发挥半导体光源长处,二次光学系统设计方案至关重要。目前应用的LED路灯二次光学系统是否合理?
张华:调查情况显示,LED路灯二次光学系统不够合理。LED路灯的配光技术已有较大发展,已不再是在平板或V型上排列数十颗LED来配光。从厂商提供的配光曲线图看,配光还不够完全合理,最大光强方向0°～50°以内,比国际标准规定的截光型灯具0°～65°还要小,造成灯下地面特别亮,在30m间距的道路上安装均匀度不太好。
道路照明设计计算通常根据灯具光度测试报告中提供的利用系数曲线图、等照度曲线图、等光强曲线图、亮度输出曲线图、(相对)等亮度等光度数据进行计算。目前为止,尚未见到哪一个厂商提供这样全的光度数据。LED路灯只是靠单个1～3W集成起来,自身带有小型反光器或透镜,数十颗排列在灯具内,其整体灯具的利用系数不可能比高压钠灯灯具的利用系数高,在发光效率相同的情况下,LED路灯计算的平均照度(亮度)值就相应偏低了。
《十城万盏参考》:作为光源显色性的度量指标,LED路灯显色指数具体如何?
张华:LED路灯显色指数(Ra)普遍在65、75、85之间,色温(K)在3600～6000左右。
对颜色识别要求较高的商业中心或步行街,居住区人行道选用高色温的LED路灯比较适宜,因为高色温LED光源显色性好。作为快速路、主干道路,偏黄色光的高压钠灯对看清前方路灯障碍物效果比高色温白光略优。白色的LED发光表面看上去给人视觉的确比高压钠灯要亮些,但是机动车驾驶员在行驶过程中明显感觉高压钠灯比白光LED路灯要亮得多。特别是对有雾、多尘、蒙蒙细雨的环境条件下,高压钠灯较有优势。根据国外研究结果表明,低色温环境给人心理上的安全感高于高色温环境。
从科学发展的角度看LED路灯和中间视觉,大家知道,采用光电探测器模拟人眼的光谱灵敏度测量计算灯具(光源)的光效、色度、配光曲线、事实上只能在暗视觉环境下测量。在我国城市道路照明设计标准和相关政策里,并没有对该理论应用的相关规定,这就意味着,城市道路照明工程在设计中不会考虑中间视觉状态下光源发光效率的变化对设计的影响。我国的道路照明设计标准基本上是参照CIE等国际标准,中间视觉函数至今没有被CIE所接受。当还没有被科学家找到比原光谱灵敏度测量更合乎逻辑、统一的评价测量方法之前,无需再做争论。
《十城万盏参考》:温家宝总理在哥本哈根气候变化大会上做出承诺,到2020年碳排放量减少40-45%。现在国家各部委,都在力推实现节能减排的目标。在这样一个大的趋势下, LED节能技术是否可以在道路照明上广泛应用?
张华:发光效率达不到的话,是无法实现节能的目标的。从发光效率分析,LED芯片的发光效率还远不如高压钠灯;即便LED灯具的高效率可以弥补光效的不足,但现阶段的LED实际利用光效,还是低于高压钠灯。还有,目前超强光高压钠灯已经普遍使用,而在许多资料中,还以普通高压钠灯作为比较,这是不可取的。
很多厂商以所谓的实际应用案例来证明LED路灯节电在30%、50%甚至80%都有。据我们了解,主要是将新装的LED路灯与已安装运行多年的高压钠灯比,与该条道路原本功率过大、照度超过国家设计标准的进行比较,然后号称LED路灯比高压钠灯节约用电百分之多少,这样的结论难以令人信服。实际上,现阶段LED路灯还没有达到宣传的节能效果,甚至是不节能(相对于高压钠灯)的。所以,以LED路灯比高压钠灯节电为依据,大规模应用是缺乏依据的。
《十城万盏参考》:“扩大半导体照明市场规模,拉动消费需求,促进产业技术研发与创新能力的提高,迅速提升我国半导体照明产业的整体竞争力”是“十城万盏”工程的初衷。如何使这一初衷变为现实?请您谈谈您对“十城万盏”工程的期许及建议。
张华:科技部最早拟定的“十城万盏”推进方式是,试点—示范—推广,如果按这种方式推进,我认为是可取的。按照这个思路,现在仍应是试点阶段。
LED路灯是否能够取代高压钠灯,取决于LED路灯的性能是否超过了高压钠灯,是否具备长期的成本效益。目前,在技术层面上尚未万事俱备。
总体上看,LED路灯必将为人工照明带来一次新的革命,成为全面超越现有光源的一种新型光源,具有非常好的发展潜力和市场前景,但目前大规模应用于城市功能性道路照明,还没有达到媒体所宣传的节能效果,还有待于进一步完善提高。
推进“十城万盏”工程,应该坚持循序渐进的规律。当务之急是敦促科研单位和相关企业加快LED技术的创新步伐,尽快提高LED路灯的产品质量,降低产品成本,这是LED路灯企业健康发展的根本。诚如是,则LED广泛应用于城市道路照明指日可待。