隧道照明技術論文
隨著我國交通事業的迅速發展，隧道作為道路的一部分得到了長足的發展，隧道照明是隧道的基本組成，照明耗能在隧道運用在中成本中佔了很大比重。下面是小編整理的，希望你能從中得到感悟!
篇一
隧道LED照明技術
摘 要：隨著我國交通事業的迅速發展，隧道作為道路的一部分得到了長足的發展，隧道照明是隧道的基本組成，照明耗能在隧道運用在中成本中佔了很大比重。LED隧道照明以其優異的效能正成為當今世界高速公路、隧道和城市道路照明的主流光源。本文從“綠色照明”理念及隧道照明的特性出發，對LED照明技術及其節能效應進行了綜述。
關鍵字：綠色照明;隧道照明;LED
中圖分類號： J914文獻標識碼： A
0 引言
過去，我國公路道路等級普遍很低，公路隧道很少，長、大隧道更是難見。由於公路隧道具有縮短公路里程、提高運輸效應、利用地下空間、節省用地和保持生態環境等優越性，公路隧道被廣泛採用以提高道路等級[1]。隨著國家高速公路網規劃“7918”的實施，迎來了山區高速公路建設的高峰，隧道作為道路的一部分得到長足的發展。
為了保障行車安全，根據國家照明標準，超過100米得隧道就應該配置通風照明裝置。在我國，照明用電兩約佔全社會用電量的12%，道路照明用電量約佔其中的20%-30%，在隧道中，為了保證行駛的安全性和舒適性，無論白天和黑夜都離不開照明，故隧道照明用電在道路運營成本中佔到了很大的比重。
20世紀80年代，隨著全球能源危機及全球環境保護浪潮的興起，保護環境，節約能源成為全人類的共識。“綠色照明”是九十年代初國際上對採用節約電能、保護環境照明系統的形象性說法。美國、英國、法國、日本等主要發達國家和部分發展中國家先後制訂了“綠色照明工程”計劃，取得了明顯效果。照明的質量和水平已成為衡量社會現代化程度的一個重要標誌，成為人類社會可持續發展的一項重要措施，受到聯合國等國際組織機構的關注。
2 公路隧道照明
隧道是一種特殊的管狀構造物，與洞外明亮寬敞的道路不同，車輛通過隧道是一個從明亮進入黑洞，又從黑洞走向明亮的過程，對於由明到暗或者由暗到明需要一個適應過程，在適應過程中，按現有規範認為司機很難辨認洞內路面目標或物體，因而產生視覺和心理的障礙，使行車顯得不安全。隧道照明的目的就是通過設定燈具認為調節亮度將亮度的過渡變化控制在人的視覺適應曲線範圍內，減輕亮度急劇變化，保證行車的安全性和舒適性。為此，隧道照明通常分為接近段***黑洞現象***、***段***暗適應***、中間段***保證停車視距***和出口段***“亮洞”或“黑洞”現象***[1-2]。
3隧道LED照明技術
隧道照明與普通道路照明不同因為其全天候 24 小時都必須亮燈, 白天的照明強度比夜間的照明強度反而要更強，可以相象隧道電力費用成為運營成本的重要一環;加上隧道照明不同於一般的道路照明，有其明顯的特殊性，包含把人對明暗的適應能力、明暗過渡的空間與照明等;這些都反映在隧道照明的設計中，更是對使用者的安全有著不可分隔的關係。
要在隧道照明實現節約能源、提高照明效果並保證行車的安全性和舒適性，通常可以從照明亮度、亮度均勻度、眩光、頻閃效應等來考慮。
隨著我國道路交通建設的迅速發展，公路隧道的建設規模及數量也越來越大，隧道照明也由此出現瞭如節能、安全等亟待解決的問題，隨著LED光源技術的日漸成熟，LED光源在隧道照明中的運用也逐漸增多， LED光源由於其體積小、環保效能好、安全穩定、發光效率高、可調性好等優點在隧道照明中具有良好的前景與機遇[3]。
LED照明亮度及節能資料測試
某隧道照明測試資料如表1、表2、表3所示。
表1隧道照明全開狀態路面平均亮度設計值與實測值 cd/m2
種類 高壓鈉燈 LED LED比高壓鈉燈亮百分比***%***
段落 設計亮度 實測平均亮度 實測平均亮度
***段 108.0 110.44 125.58 13.71
過渡段1 32.4 32.59 40.14 23.17
過渡段2 10.8 10.86 15.24 40.33
基本段 3.6 3.63 6.14 69.15
出口段 18.0 18.06 19.80 65.00
通過對比，可以看到LED燈具的各段亮度比高壓鈉燈要高，根據實際用電量測量結果知道，每年LED可比高壓鈉燈節約有點量201079度，節電高達53.14%，按0.8元/度計算，每年可節約電費160862.8元。故在滿足亮度要求下，LED具有顯著的節能效果。
表2 隧道照明夜間平均亮度設計值與平均值 cd/m2
種類 高壓鈉燈 LED
段落 設計亮度 實測平均亮度 實測平均亮度
***段 3.60 4.67 7.02
過渡段1 4.11 6.30
過渡段2 4.02 ***2
基本段 4.08 5.93
出口段 4.02 5.62
表324h正常控制狀態下的用電量 度
種類 72h全開
實際用電量 全開12h
平均用電量 實測全開12h用電量 實測夜間12h用電量 24h實用電量
LED 2374.8 395.8 397.8 90.0 485.8
高壓鈉燈 5313.0 885.5 887.8 151.2 1036.7
備註 72h實際測
量值 72h實際測
量值/6 基本照明狀態 正常控制狀態
***2***避免眩光、提高亮度均勻度及避免頻閃效應
隧道中大功率LED光源可根據需要進行並、串聯組合，降低單個隧道燈得功率、縮短燈具之間的間距。由於降低了單個隧道燈得功率***滿足亮度要求的條件下***，其亮度就會降低，從而避免在行車過程中，特別是逆光照明條件下由於光源過亮所產生的眩光干擾。由於燈具之間的距離較短，不易出現燈具之間的“暗區”，同時配合良好的二次光學設計，則可以大大提高隧道路面的亮度均勻度和目標可見度。
頻閃效應與明暗的亮度變化、明暗變化的頻率、頻閃的總時間有關係。這三者與所使用燈具的光學特性、車輛的行進速度、照明器安裝間距、隧道長度有關。亮度分配較均勻的光源也利於減弱頻閃效應所帶來的不舒適現象。
***3***有利於隧道照明的智慧無級控制
隧道照明標準規定，根據洞外亮度和交通變化分級調整***段、過渡段和出口段的照明亮度。傳統的隧道光源***高壓鈉燈和金滷燈***主要是靠關閉部分光源來達到調光要求，這種方式一方面會增加燈具數量和照明迴路，另一方面還會降低隧道照明質量，容易產生“斑馬效應”。
LED光源具有良好的亮度可調性，採用 LED可以實現燈具的無極調光，可以結合洞口的亮度來動態改變隧道照明的亮度，充分發揮 LED隧道照明燈具的技術特點，進一步提高LED隧道燈具的節能效果，實現智慧化的隧道照明，且不會產生“斑馬效應”，有效避免過度照明，在滿足安全舒適的前提下最大限度地節約照明能耗。Spark專利智慧LED隧道燈可實現電腦調光，溫度控制，自動巡檢，仰角/水平角度可調等功能。燈具光效80lm/W，節能率70%。
4 結語
LED光源作為新一代的照明光源，以其高效、節能、環保等優點得到國家和地方政府的大力支援和推廣。其應用領域與逐漸由訊號指示、應急照明等小功率照明拓展到道路照明及公路隧道照明等大功率照明。在隧道照明中，LED光源除了具有良好的光學效能外，還具有避免眩光及頻閃效應、提高亮度均勻度、採用智慧無級控制[3]等優勢，這位LED光源在隧道照明中的應用帶來了很好的機遇。
雖然目前大規模應用 LED 隧道燈還存在著很多難點和挑戰，但是，隨著大功率白光 LED技術的進一步發展，LED隧道燈光熱電整體系統技術的不斷成熟，人們節能和環保意識的進一步增強， LED技術必將在隧道照明應用領域締造半導體照明行業的新未來。
5 參考文獻
[1]王成，隧道工程[M].北京：人民交通出版社，2009
[2] 李志強，吳冠，LED燈在公路隧道照明中的節能應用，技術，2009
[3] 楊 超，王志偉，公路隧道照明節能技術，現代隧道技術，2010,4
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