成都市計(jì)量監(jiān)督檢定測(cè)試院(以下簡(jiǎn)稱“我院”)自2009年12月掛牌成立國(guó)家城市能源中心(成都)以來(lái)，緊跟四川省政府、成都市政府大力推進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)的步伐，在四川省質(zhì)監(jiān)局的大力支持下，積極參與省政府、市政府大力推進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)的能效測(cè)試工作。
    

一、LED路燈道路照明工程能效測(cè)試

    2009年，科技部將成都市列為L(zhǎng)ED照明運(yùn)用工程試點(diǎn)示范“十城萬(wàn)盞”城市之一，為此成都市政府出臺(tái)了相應(yīng)的LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，即成辦發(fā)[2010]4號(hào)文件《成都市LED照明產(chǎn)品運(yùn)用規(guī)劃(2010-2012)》和成辦發(fā)[2009]34號(hào)文件《成都市“十城萬(wàn)盞”半導(dǎo)體照明運(yùn)用工程試點(diǎn)實(shí)施方案(2009-2011)》。為保障成都市LED照明試點(diǎn)示范工程科學(xué)有序地開(kāi)展，為試點(diǎn)示范工程提供檢測(cè)技術(shù)支持，2009年12月我院承擔(dān)了成都市科技局(2009)年度科技計(jì)劃項(xiàng)目《成都市LED照明檢測(cè)與節(jié)能評(píng)價(jià)的研究》。
    道路照明工程是政府工程，關(guān)系到城市市容景觀環(huán)境形象、車輛和行人安全，關(guān)系到社會(huì)治安安全。近年來(lái)LED路燈的技術(shù)發(fā)展日新月異，產(chǎn)品更新?lián)Q代快，但用于試點(diǎn)示范工程，其質(zhì)量如何？是否滿足CJJ45-2006《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》？投入產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)效益如何？這些問(wèn)題只有通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)(驗(yàn)收)才能發(fā)現(xiàn)，并且只有通過(guò)檢測(cè)(驗(yàn)收)才能提出產(chǎn)品質(zhì)量和工程建設(shè)質(zhì)量的改進(jìn)意見(jiàn)。為此，我院對(duì)LED路燈道路照明工程開(kāi)展了以下工作:檢測(cè)LED路燈節(jié)能效果并對(duì)試點(diǎn)工程節(jié)能績(jī)效進(jìn)行評(píng)價(jià)；對(duì)LED路燈照明試點(diǎn)工程的現(xiàn)場(chǎng)照明效果及安全性能進(jìn)行檢測(cè)，評(píng)價(jià)其與CJJ45-2006的符合情況；比較LED路燈和其他照明設(shè)施的實(shí)際照明效果的優(yōu)劣；對(duì)LED路燈和高壓鈉燈的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析比較。
    選擇一條LED路燈道路和一條高壓鈉燈路燈道路作為樣品(支路道路)，要求LED路燈道路和高壓鈉燈道路的道路類型、車道寬度、車道數(shù)量、路燈布置方式及周圍環(huán)境條件等參數(shù)基本一致。從2010年3月到2010年12月，分別對(duì)樣品路段進(jìn)行了8次測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖1所示。
    

圖1  兩種光源實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)每瓦電功率照度值(Lx/W)分析
    不同的電光源，在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的每瓦電功率照度值(Lx/W)所表征的物理意義是電光源的光效高低。這也是在現(xiàn)場(chǎng)直觀鑒別不同的電光源光效高低的有效方法?，F(xiàn)將兩種光源實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的每瓦電功率照度值(Lx/W)分析列表(見(jiàn)表1)。
    

表1  兩種光源實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的每瓦電功率照度值(Lx/W)分析
    (一)表面照度平均值比較
    按照CJJ45-2006的規(guī)定，LED路燈和高壓鈉燈均能滿足要求(支路道路)。從表面看，LED路燈離主要道路的要求還有差距，表面照度平均值還有待提高，但這里采用的CJJ45-2006是針對(duì)傳統(tǒng)光源而言的，還沒(méi)有針對(duì)LED路燈照明的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，與表面照度平均值相關(guān)的參數(shù)平均照明功率密度(W/m²)，LED路燈(<0.5)遠(yuǎn)優(yōu)于高壓鈉燈(>1)。
    (二)每瓦電功率照度值比較
    1.LED和高壓鈉燈的每瓦電功率照度值(Lx/W)非常接近，但高壓鈉燈整燈總的耗電功率由兩部分構(gòu)成:一部分為燈耗電功率；另一部分為電感鎮(zhèn)流器耗電功率。燈本身的耗電功率，因技術(shù)性能的因素，熱功耗很大，有很大一部分能量沒(méi)有轉(zhuǎn)化為光能量，而是轉(zhuǎn)化成為熱能。電感鎮(zhèn)流器技術(shù)品質(zhì)越差、使用的時(shí)間越久，耗電功率越大，百分之百地轉(zhuǎn)化為熱能。在本實(shí)驗(yàn)中，功率因數(shù)為90%左右。因此，高壓鈉燈其輻射度學(xué)意義上的光電能量轉(zhuǎn)換效率也比較低。
    高壓鈉燈輻射到空間的光通量，含有較多的不可見(jiàn)光，可見(jiàn)光比例低，有效視覺(jué)光效低。有效視覺(jué)照度低，盡管光源功率很大，采用照度計(jì)測(cè)量照度，數(shù)值也很高，但人眼的真實(shí)有效視覺(jué)感低，即照明環(huán)境并不明亮、清晰、真實(shí)。
    2.LED路燈盡管光源功率不大，在一般場(chǎng)合下，采用照度計(jì)測(cè)量照度，數(shù)值即使不高，但人的真實(shí)有效視覺(jué)感高，即照明環(huán)境明亮、清晰、真實(shí)。
    3.LED路燈節(jié)電率
    若直接用150W LED路燈替換250W高壓鈉燈，按照每天平均照明12h計(jì)，在滿足CJJ45-2006規(guī)定的照度值的前提下，依據(jù)LED路燈和高壓鈉燈的有功功率計(jì)算節(jié)電率，未考慮兩燈的照度變化及其供電線路損耗等因素(具體數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表2)。
    

表2  150W LED路燈與250W高壓鈉燈的對(duì)比
    節(jié)電率計(jì)算公式:節(jié)電率=(高壓鈉燈的電功率?12h-LED路燈電功率?12h)/(高壓鈉燈的電功率?12h)。計(jì)算結(jié)果表明，相同照明時(shí)間下，150W LED路燈替換250W高壓鈉燈后的節(jié)電率為47%。
    (三)顯色指數(shù)與顯色能力
    1.高壓鈉燈顯色指數(shù)值(Ra)為26左右，顯色能力一般。照明環(huán)境產(chǎn)生色偏差，將不能正確地辨識(shí)彩色物體的真實(shí)顏色。
    2.LED路燈顯色指數(shù)值(Ra)為71左右，顯色能力高。照明環(huán)境不產(chǎn)生色偏差，色彩逼真，能夠正確地辨識(shí)彩色物體的真實(shí)顏色。
    (四)色溫和光色與視覺(jué)舒適度
    色溫即光源色品質(zhì)量的表征。要了解光源的色品質(zhì)量即要了解一個(gè)光源的光的色相傾向和色飽和程度。在技術(shù)上，用色溫來(lái)表示光源的色品質(zhì)。對(duì)于色溫與光源的色品質(zhì)，可以這樣認(rèn)為，色溫越高，光越偏冷，色溫越低，光越偏暖。
    1.高壓鈉燈原理是采用高壓氣體放電發(fā)光。雖然發(fā)光效率最高，但其顯色性極差。
    2.LED路燈色溫在5500K左右，光色潔白，柔和不刺眼，接近5400K的等能光源E(等能光源E是一種理想的輻射能分布完全均勻的光源，相關(guān)色溫為5400K，相當(dāng)于直射陽(yáng)光)。
    3.由于色溫較高，相對(duì)高壓鈉燈，LED路燈其發(fā)出的白光在霧天的穿透性不強(qiáng)，對(duì)道路交通誘導(dǎo)性不強(qiáng)，存在一定的安全隱患。
    除樣品道路外，2010年我院還對(duì)3家企業(yè)生產(chǎn)的LED路燈進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果與樣品道路結(jié)果基本一致。檢測(cè)結(jié)果已告知路燈管理方和相關(guān)企業(yè)，并對(duì)存在的問(wèn)題提出了改進(jìn)意見(jiàn)。
    

二、LED廣告燈箱能效測(cè)試

    按照成都地鐵公司的要求，2010年我院分別對(duì)地鐵站臺(tái)使用的LED燈和T5節(jié)能燈的廣告燈箱進(jìn)行了測(cè)試，共測(cè)試了5塊LED燈和19塊T5節(jié)能燈的廣告燈箱(燈箱見(jiàn)光尺寸約為1.5m?3m)。
    兩種光源實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)每瓦電功率照度值(Lx/W)分析如下:
    不同的電光源，在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的每瓦電功率照度值(Lx/W)所表征的物理意義是電光源的光效高低。這也是在現(xiàn)場(chǎng)直觀鑒別不同的電光源光效高低的有效方法。
    現(xiàn)將每瓦電功率照度值(Lx/W)分析列表(見(jiàn)表3，數(shù)據(jù)均為平均值)。
    

表3  每瓦電功率照度值(Lx/W)分析
    從表3可以看出，LED燈箱相對(duì)于T5節(jié)能燈而言，每瓦照度值有明顯提高，燈箱廣告的視覺(jué)效果明顯提高。
    

三、結(jié)束語(yǔ)

    綜上所述，LED燈節(jié)能效果明顯，盡管價(jià)格高(LED路燈的價(jià)格是高壓鈉燈的4～5倍，但LED燈管的壽命是T5燈管的20倍)，電源壽命相對(duì)較短，平均照度還有待提高，但LED燈取代傳統(tǒng)白熾燈、鈉燈的趨勢(shì)是不會(huì)改變的，這也是建設(shè)節(jié)能高效社會(huì)的大勢(shì)所趨。
    因此，LED產(chǎn)業(yè)具有很好的發(fā)展前景，市場(chǎng)潛力巨大，促進(jìn)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，計(jì)量人責(zé)無(wú)旁貸。