城市广场太阳能照明设计指南

根据国际照明标准（CIE、ANSI/IS、EN 系列）编纂，重点关注亮度参数、光质量、太阳能系统优化和投资回报等核心要素。

I.照明性能参数设计标准

1.照度（勒克斯）和光效（lm/W）

照度分类（基于 CIE 115:1995 和 CJJ 45-2023）：

光效要求：LED 光效 ≥ 120 lm/W。首选美国 Bridgelux 或同等级别的芯片。

2.相关色温 (CCT) 和显色指数 (Ra)

色温范围：2700K-4000K 暖白光；避免高 CCT 富蓝光危害（CCT > 4000K 会抑制褪黑激素）。

显色指数：Ra ≥ 80（最小值）；R9 > 0（红色渲染能力）；对于高端场景，Ra ≥ 95（如艺术装置）。

3.均匀性和眩光控制

亮度均匀性 U₀ (最小值/最大值） ≤ 0.4；轴向均匀度 U_L ≥ 0.5.阈值增量 TI ≤ 15%，面纱亮度比 ≤ 0.3，并使用截止型 II 类/III 类灯具（光束角 ≤ 120°）。

II.灯具结构和系统设计

1.杆高和材料

高度计算：H ≥ 0.7 × W（W = 照明宽度）；典型的广场杆高度为 6-10 米。

材料：航空航天级铝（轻质+散热）或热镀锌钢（风载 > 40 m/s）；符合 ANSI C136.13 防腐蚀标准。

2.太阳能供电系统

续航能力：设计为连续 3 天阴天/雨天；电池容量 = 日消耗量 × 3 ÷ DOD (0.7)。

3.智能控制系统

双模传感，带环境光传感器和微波雷达（探测距离 8-10 米），支持 LoRa/NB-IoT 远程调光。

PIR 存在感应用于启动/停止（180° 覆盖范围），离开时关闭延时，可节省 ~30% 电力。

III.成本和投资回报分析

1.初始成本构成（以 100 盏灯系统为例）

2.业务节余和回报

节电：电网电力替代率假设为 100%；年节电量≈灯功率×10 小时/天×365 天×当地电价。

维护成本：无需布线，故障率降低 40%，人工检查成本降低 60%。

投资回收期

投资回收期（年）= 初始投资/（每年节省的电费+降低的维护成本）。

典型案例：3-5 年（与传统电网相比）。

环境效益：每盏灯每年减少 54 吨碳，符合 ESG 评级要求。

IV.系统优化的关键措施

• 抗降解设计：使用稀土荧光粉涂层；5 年光通量维持率 > 90%。
• 冬季适应性：集成螺旋除雪模块（60-120 RPM）；PA610 材质的雨刷器可防止面板积雪。
• 安全冗余：IP67 防护 + 30 mA 漏电保护；接地电阻 ≤ 10 Ω；SPD 防雷保护等级 ≥ 20 kA。

实施建议： 设计应包括广场分区照明模拟（DIALux 或 Relux）。支持模块化太阳能系统，以支持下游扩展。通过提高能源效率和维护成本，太阳能广场照明的生命周期成本可降低 35%-50%，将功能性与低碳经济性结合起来。

引用标准： CIE 234:2019《城市照明总体规划》、ANSI/IES LP-1-2020、BS EN 13201-3:2015。