早在2009年初，科技部率先推出十城万盏半导体照明应用示范城市方案。受制于当时LED光效偏低（当时仅有65lm/w）及人们对光源散热认识不足等客观因素影响，试点效果不甚理想。但试点工作带动了LED上下游产业链的快速发展。如今，LED光源光热转化率已得到明显提高，散热问题也早已不是制约产品应用的主要因素，产品稳定性大大增强。相比原来占上海道路照明设施中绝大部分的高压钠灯，新型的LED光源耗能少、使用寿命长、养护维修成本低、显色指数高、光效明亮等优点，使其具备了取代传统光源照明的技术应用条件。

为响应国家碳达峰、碳中和发展战略，上海市已启动路灯节能改造三年行动计划（2021—2023年），计划3年内更换LED灯具约70.14万盏，基本实现全市道路照明LED灯具全覆盖，逐步构建安全、舒适、智能、绿色的功能照明体系。截至今年9月，浦东已率先完成1.3万盏路灯的改造，浦西地区的节能目标也已确定。但随着大规模道路照明设施的改造，有市民感到，一些路段LED灯的灯光格外强烈、刺眼；一些小区门禁车牌识别设备上安装的灯具也存在同样的问题。从上海宝山区某试点路段采用不同LED技术路线设计的道路照明效果来看，蓝箭头所使用的LED灯显然比红箭头所使用的LED灯更具有防炫光、屏蔽光污染的优势。为什么LED灯素有“节能灯”之称，却依然存在部分溢散光外射形成炫光的问题，给人们的生活带来困扰？就影响LED灯实际能耗的因素与LED灯可能存在的光源污染问题，记者专门咨询了上海易永光电科技有限公司（以下简称易永光电）董事长袁奇。

设计控光存在问题的室外照明损害夜间环境且浪费能源

易永光电研发的“易耀”LED路灯被应用于上海迪士尼旅游度假区二期项目LED路灯能效提升工程，并从100多个申报项目中脱颖而出，于近期入选国家节能中心第三届重点节能技术应用典型案例，易永光电也是入选企业中唯一的一家照明企业。在袁奇看来，LED灯之所以会存在不尽如人意的情况，根本原因是设计控光存在问题，使光源光效未能得到充分合理的利用。LED照明的诞生为人们科学合理地打造健康光环境带来了无限可能，城市照明除了满足功能需求、市场价值之外，还兼具公共属性、社会属性，二者不可偏废，不能一味追求市场属性而淡化公共属性，毕竟，良好的光环境才是满足人们日益增长的对美好生活追求的应有之义。

“单纯依靠调光降功率虽能达到节能目的，却无法解决溢散光对应用需求范围以外区域形成光侵扰的难题，因而，既满足道路表面照（亮）度及其它必要指标需求，同时又能对上视光、溢散光实现立体控光，成为对灯光设计者和灯具产品供应商提出的一项新要求。”袁奇告诉记者，全球照明协会（GLA）2020年曾发布“夜间照明：优质照明和夜间保持的重要性立场声明”，指出照明对于提供人的安全和舒适感、良好认知周边环境至关重要。夜间，在建筑物和自然环境中引入电力照明会影响生物过程、限制人类探寻和研究宇宙的能力，削减在一片漆黑的夜空中看到星星时的愉悦感；质量低劣、规格错误和安装不当的室外照明更会在损害夜间环境的同时，浪费能源。

“保护地球家园，维护生物多样性是人类共同的责任。全球照明协会的声明值得照明界反思。”袁奇表示，当控光节能与智能调光相结合，才能营造出具有照明、健康、节能综合成效的照明效果。从这个意义上说，单位功率有效光通量最大化既是节能减排的需要，更是对环境保护提出的客观要求。这不禁使记者联想到查尔斯·达尔文乘坐“贝格尔号”（又译“小猎犬号”）在乌拉圭海岸附近航行时，对甲板上所见场景的记载（参见中信出版社2022年6月出版的美国加州大学圣巴巴拉分校神经生物学博士、海洋学家、海洋生物学家伊迪丝·威德所著探索生物发光奥秘的图书《深海有光》）：

在一个漆黑的夜晚，拉普拉塔港以南的海面奇观乍现。微风拂过，白日里海面上的每一片“浮沫”如今都闪烁着暗淡的光芒。轮船驶过，掀起两道液态磷巨浪，船尾跟着长长的乳白色列车。目光所及之处，每个波浪的顶端都闪闪发光，晦暗的苍穹下，青灰色闪光将遥远的天际线照亮。

这一现象远比我们认识到的更加普遍，但不幸的是，在鞭毛藻水华最易产生的海岸线，船只与人类聚居地的人工照明常将生物发光现象掩盖。因此，当今时代的水手们少有机会与生命之光诗意邂逅，往往仅在船头（上厕所时）偶然撞见，那里的海水尚未被船体拨开。结果是，许多上厕所晕船严重的水手由于忘记开灯，会误将生物发光当作一种宗教体验，正可谓“抱着巨大的白色马桶吐得七荤八素，仿佛在与上帝通电话”。

LED功能性照明节能水平的影响因素

据袁奇介绍，LED功能性照明节能水平与其发光特点有关。国家一级能效低色温认定值为125LM/W，2800K左右色温的LED，其光源光效（100—120LM/W）并没有明显的优于高压钠灯（100—120LM/W），应用于道路照明之所以会节能，是因为高压钠灯360度发光的发光特点使其落在路面上的光通量有限，而LED灯单向发光、指向性强、无漫射光的发光特性，加以经过二次配光设计，使其更多的光射向道路。相同亮度下，LED灯消耗更少的功率，自然更节能。但单颗LED灯珠的光通量无法在道路照明中单独成为光源，LED灯珠集成模块后，因其所使用导热基板、热导移系统不同，其出的光量并不等同于该集成模块上的LED灯珠总和。因此，光源光效并不等同于灯具光效，应注重灯具光效而非光源光效。但由于LED路灯作为功能性照明，比一般照明多了个“二次配光”参数，二次配光越均匀，其灯具光效越低，仅凭灯具光效难以评价LED灯的优劣。因此，照明利用率（路面光通量/灯具光通量）被作为关键评价指标来衡量LED路灯是否高效节能。

易永光电研发并被应用于上海迪士尼旅游度假区二期项目的LED路灯在全球首创了格栅全反射二次光学配光技术发射器和热管引导瞬时散热装置，充分利用 LED新型光源发光特点，有针对性地解决了大功率户外照明产品以往一直存在的“LED 结温高极易引发光衰、整灯可利用光效低”等困扰行业发展的两大难题，节能效果由原来的相同照度替换高压钠灯平均仅节能30%左右提高到了节能60%以上（不包括智能调光节能）。LED反射式非对称二次配光技术根据LED照明由单颗灯珠依矩阵式排列组成光源的发光特性，利用光衍射技术原理，创造性地应用“导光模组”对出光面进行干预，从而取得了精准维度控光、降低路灯光通视见率、提高投射光强、减少道路功率密度（即每平方米合规照度路面消耗的功率）的显著节能实效。

此外，提高照明效率是实现LED功能性照明节能率显著提升的关键所在。LED照明光热同源、指向性强、无漫射光发光特性决定了有效光组织之于光源光效利用与保护的重要性。对于功能性照明而言，光源光效、灯具效能、照明效率并非同一概念，实际应用中，在满足需求的前提下，应更加注重的是照明效率而非灯具效能。完全依靠加大灯具效能满足道路照度需求具有局限性。也正因此，袁奇认为能效评级以灯具效能作为功能性照明分级标准的做法值得商榷。

再者，袁奇指出，适配灯具效能也有利于降低灯具产品输出功率，减轻光源散热压力，提升照明利用率。目前，国内外对LED功能性照明节能研究主要集中在光源光效提升以及低色温黄光LED研究上，鲜有关注通过立体控光、精准配光来解决能效利用的提升问题。美国纽约州特洛伊市照明研究中心研究主任NadarajahNarendran曾忠告，一支紧凑型荧光灯，如果搭配一套不合适的光学系统，就会损失高达70%的光输出。同样，离开了正确的光学系统，LED那被热棒的效能也将不复存在。“这告诫照明从业者：只有进一步深入研究LED做为功能性照明所表现出的‘散热的即时性及透过配光实现光源光效利用率最大化’的深层次难题，才可以说从根本上实现了对传统照明的全面替代。”袁奇强调。最后，他认为消除溢散光，降低光污染，才能最大限度地实现节能环保。LED大功率照明产品必须同时具备“散热的即时性及透过配光实现光源光效利用率最大化”这两大特点，强调系统架构各组件的协同一致性，才会在未来引领功能性照明产业健康发展。

　　“随着智慧照明的不断发展，LED功能照明产品将融入智能管控体系。精准、高效、按需、低碳将成为未来半导体照明科技的主流方向。”袁奇总结说。