停车场灯是一种吊灯或表面安装的灯具,提供环境照明,以促进停车场或停车位内车辆和行人的安全通行。停车场是地上或地下设施,由一个或多个平台组成,平台内部设有倾斜的地面或外部坡道,用于提供垂直车辆通行。地上设施至少部分封闭,通常需要补充日间照度,而地下车库则需要全天候照明。
停车场照明面临着来自有限车库空间内混合交通的挑战,这些空间通常存在视觉障碍或干扰,例如结构柱、管板、护栏、路面标线、车辆与建筑物之间的阴影以及地面高程变化。停车场照明还需要适应严苛的环境条件。除了高浓度废气和高湿度带来的腐蚀性之外,地上停车场由于部分设施开放以提供自然通风,灯具还会暴露在室外环境中。
停车场照明必须提供足够的照度,以确保亮度对比度(可见度)。亮度对比度应能够及时检测到移动车辆、行人以及任何可能造成潜在安全隐患的障碍物。停车设施照明设计的一个重要考虑因素是感知反应距离以及车辆停车距离,以便能够检测到静止物体,避免撞击。通常,停车场照明的可见度要求能够支持移动车辆总距离为 8 至 13 米,行人总距离为 2 至 3 米。
为了进行检测,应将最大照度与最小照度之比控制在 10:1 或以下。此比率适用于水平和垂直表面上的照度分布。垂直照度是停车场照明的重要组成部分,因为它可以确保行人、其他车辆、各种障碍物和障碍物等垂直物体的可见性。IES 建议的最低水平照度为 10 勒克斯,在距地面 1.5 米处测得的最低垂直照度为 2 勒克斯。
根据光度性能要求、间隙要求、环境要求或防止故意破坏的物理要求,停车场照明可以采用气密(三防)灯、顶棚灯、商店灯、线性灯带或其他类型的灯具。这些灯具属于低棚灯类别,其设计安装高度应低于距地面 20 英尺(6.1 米)。由于低棚安装高度受限,灯具设计时必须考虑眩光控制。
可以通过使用遮光罩限制大角度光线或使用光扩散透镜柔化 LED 的刺眼光线来减轻眩光。与带遮光罩的灯具相比,带遮光罩的灯具具有更高的光学效率(灯具发出的光与其光源发出的光之比)。然而,它们的间距与安装高度密切相关,并且各个光型必须重叠才能实现一致的光分布。由于漫射损耗,带遮光罩的灯具光学效率较低,但这类灯具允许更大的间距,并提供水平和垂直照度的最佳组合。
停车场灯也可以根据其发光方式进行分类。虽然大多数灯具是直接照明系统,几乎全部光线向下发射,但也有一些悬挂式半直接、半间接或普通漫射照明系统,将部分光线导向天花板。这些系统可以通过适当的天花板反射率和向下的环境照度的组合来提供良好的可视性。无论使用哪种灯具,灯具间距都应根据均匀度规范确定。光分布不均匀会导致眼睛适应问题,从而可能导致视觉疲劳,甚至安全隐患。
历史上,停车场使用的光源类型包括荧光灯、电磁感应灯、金属卤化物灯、高压钠灯和低压钠灯。虽然每种光源都有各自的缺陷和局限性,但它们也有一些共同的缺点,促使照明行业不断探索新的照明技术。这些缺点包括光源和灯具效率低、与照明控制的兼容性差,以及维护和更换灯泡的频率高。
荧光灯曾是停车场照明应用中最常见的光源选择,然而这些光源在冷热环境下都无法达到其能效规格。在低于冰点的环境温度下,除非使用冷天气镇流器,否则荧光灯根本无法工作。随着法规对允许照明功率密度(任何照明设备在任何特定区域内的负载)的要求不断提高,加入照明控制通常是照明项目超越强制性能效性能要求的最可行方法。然而,传统光源在频繁开关应力下会加速失效,而 HID 灯通常需要较长的预热时间才能达到最大输出。这是导致这些光源退出市场的主要技术缺陷之一。
LED 技术已成为照明领域无处不在的一部分,停车场照明也不例外。停车场照明是对灯具能效性能要求最高的应用。LED 照明能够通过全面提升光源效率、光传输效率、光谱效率和光强效率,同时提升照明的视觉效果,从而实现显著的节能效果。
LED 的方向性使其能够实现高效的光学设计。LED 还支持使用封装级光学元件,从而能够精确控制光分布,并将光损耗降至最低。LED 照明可实现极高的照明均匀性,从而可以根据光分布要求灵活地设计发光面 (LES)。
均匀的光线分布不仅减少了对眼睛适应的需求,还能最大限度地增加灯具间距。降低灯具密度意味着节省前期投资和运营成本。
LED 可以优化光谱功率分布 (SPD),从而更好地发挥光的功能。更高的显色性和更丰富的蓝光有助于提高视觉灵敏度,从而降低照度阈值(最低维持照度)。
对各种强度的即时控制和高频开/关切换功能释放了照明控制的巨大节能潜力。
使用设计合理且使用寿命长的 LED 系统可以降低维护成本,这是转换为 LED 照明带来回报优势的另一个重要因素。
LED 不耐低温,非常适合地上停车环境。
通常,初始成本是停车场照明灯具设计的首要考虑因素。因此,LED车库灯可以设计得非常简单,只需一个LED灯管和一个灯座即可。使用改装LED灯的灯具被称为基于灯的LED灯。LED灯有助于从传统技术快速转换为LED照明。然而,它们并非LED技术的有效利用方式。由于尺寸和成本限制,在热管理和驱动电路设计方面做出的妥协,导致LED灯的使用寿命缩短。
只有提供高度工程化的平台来保护 LED 免受操作和环境压力的影响,人们才可以实现 LED 照明所期望的优势。LED 的光度(光通量和功效)、电气(驱动电流、正向电压、功率)和热(结温)特性之间的相互依赖性要求采用整体系统设计和工程方法。需要采用一种集成设计,将灯具外壳用作 LED 散热器,以便在所有时间和所有工作条件下始终保持临界结温。驱动电路的使用寿命及其输出电气特性与 LED 相匹配至关重要。在易腐蚀和易排放的恶劣环境中,应使用垫圈密封 LED 车库灯以隔绝湿气、灰尘和其他污染物。
集成式 LED 灯具将 LED 组件安装在金属芯印刷电路板 (MCPCB) 上,并与散热器的平面无缝衔接,形成高效的散热路径。高流明输出 LED 系统的散热器通常由压铸铝或挤压铝制成,兼作灯具外壳,以促进对流热传递。
光学控制是通过反射器、漫射器、棱镜或封装级全反射透镜来实现的。此外,还有侧光式LED车库灯,它们使用丙烯酸或聚碳酸酯导光板来提取和分配来自侧装LED的光线。LED车库灯使用中功率LED,这些LED具有成本和光效优势。然而,在所有类型的LED中,中功率LED的故障机制最多。除了塑料外壳因暴露于高热应力和长期光辐射而变色外,引线框架电镀层还容易受到车辆尾气硫腐蚀的影响。
停车场灯中使用的 LED 的显色指数 (CRI) 为 70s 或 80s,色温大于 4000K。
大多数LED车库灯的工作功率低于100瓦。单级AC-DC LED驱动器在这些系统中更常用,因为与双级LED驱动器相比,其元件数量更少。这些驱动器可以设计为具有0-10V调光功能,并与占用和日光传感器兼容。
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