LED路燈桿高度和燈桿兩邊之間間距設(shè)計(jì)方法

　　路面平均照度是城市機(jī)動(dòng)車交通道路和人行道路照明的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，也是路燈配置的一項(xiàng)重要參考指標(biāo)。一條城市道路要配置或更換為L(zhǎng)ED路燈，技術(shù)上首先就要涉及到照明的相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算。用“利用系數(shù)”法計(jì)算則是比較簡(jiǎn)單有效的方法之一。

　　“利用系數(shù)”法計(jì)算的公式，絕對(duì)照搬傳統(tǒng)照明理論研究的結(jié)論。我們要做的只是要將LED路燈的一些實(shí)驗(yàn)或理論數(shù)據(jù)輸入公式，得到結(jié)果并與道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)照而已。不言而喻，這些計(jì)算也是LED路燈的設(shè)計(jì)、開發(fā)、改進(jìn)、提高以及市場(chǎng)營(yíng)銷的必需。

　　1.概念

　　利用系數(shù)(U)是直接照在路面上的光通量與全部光源發(fā)出的光通量的比值，與路燈燈具的高度、仰角、布置方式、路面寬度等有關(guān)。

　　光通量(Φ)是光源發(fā)射并被人的眼睛接收的能量之總和。表示單位時(shí)間輻射光能量的多少，單位為流明lm。其它表示方法：(cd是發(fā)光強(qiáng)度的單位：坎德拉。Sr是立體角球面度的單位。

　　照度(E)是光通量與被照射面積之間的比例系數(shù)，單位為勒克司lx。1lx即指1lm的光通量平均分布在面積1平方米的能量，即lm/m2。

　　路面平均照度(Eav)是按照有關(guān)規(guī)定在路面上預(yù)先設(shè)定的點(diǎn)上測(cè)得的或計(jì)算得到的各點(diǎn)照度的平均值。

　　維護(hù)系數(shù)(k)是照明裝置使用一定時(shí)期之后，在規(guī)定表面上的平均照度或平均亮度與該裝置在相同條件下新安裝時(shí)在同一表面上所得到的平均照度或平均亮度之比。

　　燈具的安裝高度(H)是燈具的光中心至路面的垂直距離。

　　燈具的安裝間距(S)是沿道路的中心線測(cè)得的相鄰兩個(gè)燈具之間的距離。

　　懸挑長(zhǎng)度(XL)是燈具的光中心至鄰近一側(cè)緣石的水平距離，即燈具伸出或縮進(jìn)緣石的水平距離。

　　路面有效寬度(Weff)是用于道路照明設(shè)計(jì)的路面理論寬度，它與道路的實(shí)際寬度、燈具的懸挑長(zhǎng)度和燈具的布置方式等有關(guān)。

　　2.計(jì)算公式

　　根據(jù)照度的定義式，E=Φ/A

　　(1)式中，A—被照射面積，m2

　　路面平均照度，Eav=F/(W*S)

　　(2)式中，F(xiàn)—路燈光源的額定光通量，lm;

　　W—路面寬度，m。

　　S—安裝間距，m;

　　因?yàn)槁窡舭惭b的高度、仰角、布置方式、路面寬度等不同，其光源額定的光通量的利用程度也不同，所以路燈光源的額定光通量必須要考慮“利用系數(shù)”(U);這是其一;

　　其二，因?yàn)橐S持路面的平均照度，要考慮燈具本身的光衰、燈具的防護(hù)等級(jí)和擦拭周期，所以路燈光源的額定光通量必須要考慮維護(hù)系數(shù)(k);

　　其三，因?yàn)槁窡舻呐帕蟹绞饺鐔闻?。雙排對(duì)稱，雙排交錯(cuò)等，其對(duì)平均照度也有影響，也必須考慮排列系數(shù)(N)。

　　所以公式(2)在考慮以上因素后，為：

　　Eav=F*U*k*N/(W*S)

　　(3)這就是“利用系數(shù)”法計(jì)算平均照度的公式。

　　實(shí)際工程計(jì)算中，一般路面的平均照度標(biāo)準(zhǔn)是有要求的，也就是說Eav是已知的。而較多是要計(jì)算滿足需要路燈的額定光通量F。將公式(3)公式變形后為：

　　F=Eav*W*S/(U*k*N)

　　(4)注意，公式中W應(yīng)是路面的有效寬度，路面有效寬度的計(jì)算見表3。

　　計(jì)算實(shí)例

　　已知LED路燈配置在主干道，選低檔值Eav=20lx，路面實(shí)際寬度Ws為15m，LED路燈防護(hù)等級(jí)為IP54，路燈間距S為30m，路燈安裝高度約12m，懸挑長(zhǎng)度為，燈仰角15°，雙側(cè)對(duì)稱排列。

　　由表2確定k=

　　由表3計(jì)算Weff=Ws-2*XL=15-2*

　　由表4核查H=12m≥≤3H=36m符合規(guī)定;

　　由前述知，道路燈雙側(cè)對(duì)稱排列時(shí)N=2;

　　查表1，因W/H=12/12=1對(duì)應(yīng)的15°仰角總“利用系數(shù)”為

　　帶入公式(4)

　　F=Eav*Weff*S/(U*k*N)=(20*12*30)/(**2)=7692(lm)

　　選擇一款大于等于7692流明的LED路燈產(chǎn)品就可以滿足照度要求。

　　將這些資料和數(shù)據(jù)在辦公軟件EXCIE中組合，根據(jù)實(shí)際情況選擇并輸入各項(xiàng)系數(shù)便可以自動(dòng)計(jì)算出結(jié)果。

　　顯然，已知某LED路燈的流明數(shù)，也可根據(jù)條件或設(shè)定條件來計(jì)算其平均照度，再與CJJ45-2006《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求對(duì)照，從而進(jìn)行有的放矢的配置選型。