对隧道照明节能设计使用LED灯几点看法

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灯应用
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灯具和零部件；
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，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。

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-20~50℃；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，隧道照明设施可以采取以下措施：
(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)驱动电源寿命问题led驱动电源不稳定是行业共识，正在拖led 照明生产企业后腿，因为驱动电源是led路灯的重要部件，其故障将导致整灯的失效。

由于户外工作的恶劣环境，其中电源部分元器件的寿命成为驱动电源甚至整个路灯的寿命瓶颈。

以电解电容为例，电解电容只有15000小时平均寿命，远低于led所谓的50000小时，不解决电解电容等电子元器件的寿命问题或另起炉灶，驱动电源寿命不可能超过钠灯镇流器的国家标称寿命，将永远成为led 路灯系统的一个短柄。

(3)led照明标准尚不统一，特别是生产标准与其它光源（如高压钠灯、节能灯）有统一的技术标准，灯具、光源、电器方面通用性强，不同厂家之间的产品可以相互通用相比，led路灯在产品规格方面缺少统一的技术标准，厂标、市标、省标各行其道，每个厂家按自己的厂方标准生产自己的产品，相互间难以通用。

对存在的这些问题，我们的建议有：。