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淺談隧道LED照明技術(shù)及其發(fā)展機(jī)遇

作者: 時間:2011-10-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

隨著我國交通事業(yè)的迅速發(fā)展,隧道作為道路的一部分得到了長足的發(fā)展,隧道照明是隧道的基本組成,照明質(zhì)量直接影響到行車安全,照明耗能在隧道運(yùn)用在中成本中占了很大比重。LED隧道照明以其優(yōu)異的性能正成為當(dāng)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”理念及隧道照明特性出發(fā),對技術(shù)及其節(jié)能效應(yīng)進(jìn)行了綜述。

0引言

  隧道——地下人工建筑,是人類社會發(fā)展的產(chǎn)物,人類智慧的結(jié)晶。最早的人工坑道可追溯到古代戰(zhàn)爭時期,作為轉(zhuǎn)移通道、庇護(hù)場所和引水設(shè)施等。在近代坑道被廣泛用于探礦、交通及軍事實(shí)施中,隨著現(xiàn)代交通的不斷發(fā)展,隧道在交通運(yùn)輸中的地位及重要性不斷提高。用于交通運(yùn)輸?shù)乃淼缼缀醣榧笆澜缟细鞔蟪鞘?,青函海底隧道及英法海峽隧道的修建,更是人類隧道建造史上的偉大創(chuàng)舉。

  照明是隧道的基本組成,照明質(zhì)量不僅直接影響到行車安全,而且照明在隧道中的能耗是最大的。。在我國,照明用電兩約占全社會用電量的12%,道路照明用電量約占其中的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(yùn)營成本中占到了很大的比重[1]。

  1、“綠色照明”

  20世紀(jì)80年代,隨著全球能源危機(jī)及全球環(huán)境保護(hù)浪潮的興起,保護(hù)環(huán)境,節(jié)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采用節(jié)約電能、保護(hù)環(huán)境照明系統(tǒng)的形象性說法。1993年11月中國國家經(jīng)貿(mào)委開始啟動中國綠色照明工程,并于1996年正式列入國家計劃。

  2、公路隧道照明

  隧道是一種特殊的管狀構(gòu)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(jìn)入黑洞,又從黑洞走向明亮的過程,對于由明到暗或者由暗到明需要一個適應(yīng)過程,在適應(yīng)過程中,按現(xiàn)有規(guī)范認(rèn)為司機(jī)很難辨認(rèn)洞內(nèi)路面目標(biāo)或物體,因而產(chǎn)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(shè)置燈具認(rèn)為調(diào)節(jié)亮度將亮度的過渡變化控制在人的視覺適應(yīng)曲線范圍內(nèi),減輕亮度急劇變化,保證行車的安全性和舒適性。

  3 、技術(shù)

  隨著我國道路交通建設(shè)的迅速發(fā)展,公路隧道的建設(shè)規(guī)模及數(shù)量也越來越大,隧道照明也由此出現(xiàn)了如節(jié)能、安全等亟待解決的問題,要在隧道照明實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、提高照明效果并保證行車的安全性和舒適性,通??梢詮恼彰髁炼燃捌渚鶆蚨?、眩光、頻閃效應(yīng)、照明控制等方面來考慮。

  隨著技術(shù)的日漸成熟,在隧道照明中的運(yùn)用也逐漸增多, 由于其體積小、環(huán)保性能好、安全穩(wěn)定、發(fā)光效率高、可調(diào)性好等優(yōu)點(diǎn)在隧道照明中具有良好的前景與機(jī)遇。

 ?。?)照明亮度及節(jié)能數(shù)據(jù)測試[2]

  五佛山隧道為隧道照明節(jié)能的試驗(yàn)項(xiàng)目,其照明測試數(shù)據(jù)如表1、表2、表3所示。

  表1 隧道照明全開狀態(tài)路面平均亮度設(shè)計值與實(shí)測值 cd/m2

淺談隧道LED照明技術(shù)及其發(fā)展機(jī)遇

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(jù)實(shí)際用電量測量結(jié)果知道,每年LED可比高壓鈉燈節(jié)約有點(diǎn)量201079度,節(jié)電高達(dá)53.14%,按0.8元/度計算,每年可節(jié)約電費(fèi)160862.8元。故在滿足亮度要求下,LED具有顯著的節(jié)能效果。

  表2 隧道照明夜間平均亮度設(shè)計值與平均值  cd/m2

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  表3   24h正常控制狀態(tài)下的用電量    度

淺談隧道LED照明技術(shù)及其發(fā)展機(jī)遇

(2)避免眩光、提高亮度均勻度及避免頻閃效應(yīng)

  隧道中大功率LED光源可根據(jù)需要進(jìn)行并、串聯(lián)組合,降低單個隧道燈得功率、縮短燈具之間的間距。由于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于光源過亮所產(chǎn)生的眩光干擾;又因?yàn)闊艟咧g的距離較短,不易出現(xiàn)燈具之間的“暗區(qū)”,同時配合良好的二次光學(xué)設(shè)計,則可以大大提高隧道路面的亮度均勻度和目標(biāo)可見度。

  頻閃效應(yīng)與明暗的亮度變化、明暗變化的頻率、頻閃的總時間有關(guān)系。這三者與所使用燈具的光學(xué)特性、車輛的行進(jìn)速度、照明器安裝間距、隧道長度有關(guān)。一般而言,頻閃的頻率小于 2.5和大于 15Hz 時所帶來的頻閃現(xiàn)象是可以接受。而較短的燈具之間的距離易使得閃爍頻率高出15Hz,亮度分配較均勻的光源也利于減弱頻閃效應(yīng)所帶來的不舒適現(xiàn)象。

 ?。?)有利于隧道照明的智能無級控制

  隧道照明無級控制方法是基于SCR(可控硅整流器)的控制方法。此方法根據(jù)隧道外部環(huán)境亮度變化,動態(tài)調(diào)整隧道內(nèi)部照明亮度,實(shí)現(xiàn)節(jié)能。傳統(tǒng)的隧道光源(高壓鈉燈和金鹵燈)主要是靠關(guān)閉部分光源來達(dá)到調(diào)光要求,這種方式一方面會增加燈具數(shù)量和照明回路,另一方面還會降低隧道照明質(zhì)量,容易產(chǎn)生“斑馬效應(yīng)”。[3]然而而LED光源因具有良好的亮度可調(diào)性,采用 LED可以實(shí)現(xiàn)燈具的無極調(diào)光,進(jìn)一步提高LED隧道燈具的節(jié)能效果,實(shí)現(xiàn)智能化的隧道照明,且不會產(chǎn)生“斑馬效應(yīng)”,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(jié)約照明能耗。

  4、結(jié)語

  LED光源作為新一代的照明光源,以其高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)得到國家和地方政府的大力支持和推廣。其應(yīng)用領(lǐng)域與逐漸由信號指示、應(yīng)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(xué)性能外,還具有避免眩光及頻閃效應(yīng)、提高亮度均勻度、采用智能無級控制等優(yōu)勢,這為LED光源在隧道照明中的應(yīng)用帶來了很好的機(jī)遇。

  5 、參考文獻(xiàn)

  [1] 徐磊等,公路隧道照明光源的比較(J),交通環(huán)保,2010(3):29-31;

  [2] 賀曉利,LED節(jié)能燈在隧道照明中的應(yīng)用(J),山西交通科技,2010(2);

  [3] 許景峰,LED光源在隧道照明中的機(jī)遇與挑戰(zhàn)(J),燈與照明,2010,34(3):31-35;



關(guān)鍵詞: LED照明 LED技術(shù) LED光源

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