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

一、LED路燈道路照明工程能效測試

    2009年，科技部將成都市列為LED照明運用工程試點示范“十城萬盞”城市之一，為此成都市政府出臺了相應的LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，即成辦發(fā)[2010]4號文件《成都市LED照明產(chǎn)品運用規(guī)劃(2010-2012)》和成辦發(fā)[2009]34號文件《成都市“十城萬盞”半導體照明運用工程試點實施方案(2009-2011)》。為保障成都市LED照明試點示范工程科學有序地開展，為試點示范工程提供檢測技術支持，2009年12月我院承擔了成都市科技局(2009)年度科技計劃項目《成都市LED照明檢測與節(jié)能評價的研究》。
    道路照明工程是政府工程，關系到城市市容景觀環(huán)境形象、車輛和行人安全，關系到社會治安安全。近年來LED路燈的技術發(fā)展日新月異，產(chǎn)品更新?lián)Q代快，但用于試點示范工程，其質量如何？是否滿足CJJ45-2006《城市道路照明設計標準》？投入產(chǎn)出的經(jīng)濟效益如何？這些問題只有通過現(xiàn)場檢測(驗收)才能發(fā)現(xiàn)，并且只有通過檢測(驗收)才能提出產(chǎn)品質量和工程建設質量的改進意見。為此，我院對LED路燈道路照明工程開展了以下工作:檢測LED路燈節(jié)能效果并對試點工程節(jié)能績效進行評價；對LED路燈照明試點工程的現(xiàn)場照明效果及安全性能進行檢測，評價其與CJJ45-2006的符合情況；比較LED路燈和其他照明設施的實際照明效果的優(yōu)劣；對LED路燈和高壓鈉燈的經(jīng)濟效益進行分析比較。
    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，分別對樣品路段進行了8次測試，測試結果如圖1所示。
    

圖1  兩種光源實際現(xiàn)場每瓦電功率照度值(Lx/W)分析
    不同的電光源，在實際現(xiàn)場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)場直觀鑒別不同的電光源光效高低的有效方法。現(xiàn)將兩種光源實際現(xiàn)場的每瓦電功率照度值(Lx/W)分析列表(見表1)。
    

表1  兩種光源實際現(xiàn)場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是針對傳統(tǒng)光源而言的，還沒有針對LED路燈照明的現(xiàn)場檢測標準。同時，按照這個標準，與表面照度平均值相關的參數(shù)平均照明功率密度(W/m²)，LED路燈(<0.5)遠優(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，因技術性能的因素，熱功耗很大，有很大一部分能量沒有轉化為光能量，而是轉化成為熱能。電感鎮(zhèn)流器技術品質越差、使用的時間越久，耗電功率越大，百分之百地轉化為熱能。在本實驗中，功率因數(shù)為90%左右。因此，高壓鈉燈其輻射度學意義上的光電能量轉換效率也比較低。
    高壓鈉燈輻射到空間的光通量，含有較多的不可見光，可見光比例低，有效視覺光效低。有效視覺照度低，盡管光源功率很大，采用照度計測量照度，數(shù)值也很高，但人眼的真實有效視覺感低，即照明環(huán)境并不明亮、清晰、真實。
    2.LED路燈盡管光源功率不大，在一般場合下，采用照度計測量照度，數(shù)值即使不高，但人的真實有效視覺感高，即照明環(huán)境明亮、清晰、真實。
    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，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)對比見表2)。
    

表2  150W LED路燈與250W高壓鈉燈的對比
    節(jié)電率計算公式: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)。計算結果表明，相同照明時間下，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，將不能正確地辨識彩色物體的真實顏色。
    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，能夠正確地辨識彩色物體的真實顏色。
    (四)色溫和光色與視覺舒適度
    色溫即光源色品質量的表征。要了解光源的色品質量即要了解一個光源的光的色相傾向和色飽和程度。在技術上，用色溫來表示光源的色品質。對于色溫與光源的色品質，可以這樣認為，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，相關色溫為5400K，相當于直射陽光)。
    3.由于色溫較高，相對高壓鈉燈，LED路燈其發(fā)出的白光在霧天的穿透性不強，對道路交通誘導性不強，存在一定的安全隱患。
    除樣品道路外，2010年我院還對3家企業(yè)生產(chǎn)的LED路燈進行了現(xiàn)場檢測，檢測結果與樣品道路結果基本一致。檢測結果已告知路燈管理方和相關企業(yè)，并對存在的問題提出了改進意見。
    

二、LED廣告燈箱能效測試

    按照成都地鐵公司的要求，2010年我院分別對地鐵站臺使用的LED燈和T5節(jié)能燈的廣告燈箱進行了測試，共測試了5塊LED燈和19塊T5節(jié)能燈的廣告燈箱(燈箱見光尺寸約為1.5m?3m)。
    兩種光源實際現(xiàn)場每瓦電功率照度值(Lx/W)分析如下:
    不同的電光源，在實際現(xiàn)場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，燈箱廣告的視覺效果明顯提高。
    

三、結束語

    綜上所述，LED燈節(jié)能效果明顯，盡管價格高(LED路燈的價格是高壓鈉燈的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、鈉燈的趨勢是不會改變的，這也是建設節(jié)能高效社會的大勢所趨。
    因此，LED產(chǎn)業(yè)具有很好的發(fā)展前景，市場潛力巨大，促進LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，計量人責無旁貸。