对隧道照明节能设计使用led灯的几点看法

对隧道照明节能设计使用LED灯的几点看法

对隧道照明节能设计使用LED灯的几点看法

摘要：随着能源的不断消耗，资源的日益匮乏，温室效应对人类的危害日趋显著，大气环境对地球的污染越来越严重，国际上要求节能降耗的呼声越来越高，节约能源成为各国工作的重中之重。为此，我国早在1996年就正式启动绿色照明工程，提出照明工程要节约资源，防止污染，造福后代。本文以隧道道路照明为例，就电气设计方面，对隧道照明节能设计的要求及存在的问题进行探讨，供同行参考。

关键词：节能；电气设计；隧道照明；LED丁应用

中图分类号：TU731.4文献标识码：A文章编号：

城市已经在使用节能灯，这远远还不够！而城市道路照明还在使用高能耗的高压钠灯照明又加重了能耗。随着城市照明向低碳照明发展，具有安全、节电、长寿命、无二次污染等优点的LED产品应运而生，并向各行业特别是照明行业大力发展，本文针对LED隧道灯，在隧道的照明设计和运用中谈几点看法：1、需满足以下节能原则

①突出公路隧道对节能灯具的要求；

②应具有国内先进水平；

③选用国内自主研发生产的、成熟的LED丁具和零部件；

④满足系列化、标准化、通用化要求；

⑤适用于各种公路隧道节能改造。

2、前期对隧道照明设计的分析

隧道照明不同于一般道路照明，有其明显的特殊性和重要性，对隧道的交通安全起着至关重要的作用。介绍隧道照明的主要特点、影响隧道照明因素以及应注意的问题。况且隧道照明不同于其它道路照明，存在以下几种特殊的视觉问题：

①进入隧道前(白天)：由于隧道内外的亮度差别极大，因此从隧

道外部去看，照明很不充分的隧道入口会看到“黑洞”现象。

②进入隧道后(白天)：汽车由明亮的外部进入即使不太暗的隧道以后，要经过一定时间才能看清隧道内部的情况，这称为“适应滞后”现象。

③隧道出口处：在白天，汽车穿过较长的隧道接近出口时，由于通过出口看到的外部亮度极高，出口看上去是个“亮洞”，会出现极强的眩光，驾驶员感到极不适应；夜间与白天正好相反，隧道出口看到的不是亮洞而是黑洞，这样驾驶员就看不清外部道路的线型及路上的障碍物。以上这几种特殊的视觉问题给隧道照明提出了较高的要求。有效解决这些视觉问题，

可从以下几方面着手：

隧道照明一般划分为引入段、适应段、过渡段、内部基本段和出口段等五个区段照明(单向通行)，其每个区段照明的作用是：(1) 引入段：消除“黑洞”现象，使驾驶员在洞口处能辨认障碍物；(2) 适应段：进入隧道后，驾驶员能很快适应并消除“黑洞”现象；(3) 过渡段：驾驶员逐渐适应隧道内部照明；(4)基本段：隧道内部基本照明;(5)出口段：在白天，使驾驶员能逐渐适应出口处的强光，消除“亮洞”现象；在夜间，使驾驶员能在洞内看清外部道路的线型及路上的障碍物，消除出口处的“黑洞”现象。

隧道照明的设计是以亮度作为衡量指标的。但在设计方案的计算当中，我们还必须引入照度的指标进行参考。照明要求的亮度是分白天和夜间两种不同情况。隧道出口和入口的照明设计应达到一定的照度标准。在白天，隧道出口段的亮度和入口段的亮度，应比隧道内基本照明亮度值高；在夜间，则相反，应低于隧道内基本照明亮度值；当隧道外有路灯照明时，隧道内路面亮度值不得低于露天亮度值的2倍。在进行隧道照明设计时，我们参照了GB7000.5- 2005《道路与街道照明灯具安全要求》和CJJ45-2006《城市道路照明设计标准》两个标准表1:入口照明区间长度及路面最低亮度标准：

照明渐变梯度图(白天)表

注：

①上表是以隧道口部环境亮度为4000cd/m2为基本亮度拟定的，

如果洞外亮度大于或小于4000cd/m2表值应乘以系数k0。K0= 洞外环境亮度/4000

②当洞口没有减光措施时，要考虑缩短或取代引入段。

③当设计速度超过80km/h时应作专门研究。在白天，隧道出

口段的照明亮度同入口段的照明亮度，应比隧道内基本照明亮度值高；在夜间，贝S相反，应低于隧道内基本照明亮度值，当隧道外有路灯照明时，隧道内路面亮度值不得低于露天亮度值的2倍。

表2:隧道内部基本照明及夜间照明标准：

注：

①平均照度换算系数：13 （混凝土路面）；22 （沥青路面）

②当设计车速超过80km/h时应作专门研究。

3、LED型隧道灯具的选择与要求

为了把必要的视觉信息传递给司机，防止视觉信息不足而出现交通事故，从而保证行车的安全性和提高舒适性。所以在光源的选择和应用都要科学合理！

如某隧道设备工作的环境温度为-20~50C ;环境相对湿度50~90%电源电压变化范围在190~240V因此必须根据当地的气候环境进行选择照明光源及灯具。

照明光源及灯具的选择是否适当是隧道照明质量有无保证的关

键。隧道照明的光源，除应满足在隧道特定环境下的光效、光通量、节能环保、寿命及工作特性、光色、显色性和控制配光的难易程度等要，还应选择在汽车排烟形成的烟雾中仍能保证有良好能见度的光源。选择照明器时应注意选择防护等级应达到IP65、尺寸合理、耐腐蚀性强、不易老化、防潮和防喷流的灯具。照明器应有较好的配光性能，避免眩光，

4、灯具的布置要求

根据隧道的特殊环境及隧道行车视觉的要求，隧道照明设施可以米取以下措施：

(1)洞外引道遮挡自然光的措施，在隧道外路段进行遮光处理，

使接近隧道入口时的自然光逐渐减弱，遮光距离一般不少于50米, 在隧道的入口处，尽量降低洞口外的亮度，以便使入口段增加亮度使用的灯具功率减少，有利于节约能源。遮光的方法可采用百叶天棚的方法降低洞口的亮度。此外，在洞外两侧植树也是比较经济的措施，越靠近洞口处植树越密，树冠也要大些，最好使之遮住天然光。

(2)针对隧道的要求，入口和出口段设计参照车速60km/h的标准，隧道内部参照车速80km/h的标准来进行照度模拟计算。实际设计的值还要高于该标准的要求值。

(3)隧道照明灯具的布置，除考虑亮度分布外，还要考消除出入

口“白洞”和“黑洞”效应的加强照明。虑闪光、诱导性、灯具维修方便，其布置形式主要有三种，即相对排列、交错排列和中央排列。为了避免灯具不连续直射光由侧面进入驾驶室造成“闪光”的不快感，应尽量不将灯具装在侧面，而装在隧道顶部两侧或中央，且安装高度应在路面以上4-5m间距6-10m为宜。灯具为两侧对称布灯，呈线形分布安装高度4.8米和5.3米(增强照明灯具)。按设计标准的要求，一般情况下路面亮度均匀度不应小于0.35。

5、运用时，LED灯与高压钠灯的性能优势

隧道灯综合性能对比：

6、LED灯面临的问题与建议目前，LED灯运用还存在那些问题:

（1）散热和光衰问题大功率LED光源本身的散热还有技术瓶颈；大功率LED光源和大功率LED驱动IC本身的物理散热技术还有待进一步改进，关于延缓光衰的问题，造成光衰的因素有很多，有散热问题，有内部结构问题，也有电压等内外部环境的问题，散热问题应是LED灯光衰的根源，不解决散热，也就没有根本解决光衰。

（2）