對隧道照明節(jié)能設計使用led燈的幾點看法

1、<p>　　對隧道照明節(jié)能設計使用LED燈的幾點看法</p><p>　　摘要:隨著能源的不斷消耗，資源的日益匱乏，溫室效應對人類的危害日趨顯著，大氣環(huán)境對地球的污染越來越嚴重，國際上要求節(jié)能降耗的呼聲越來越高，節(jié)約能源成為各國工作的重中之重。為此，我國早在1996年就正式啟動綠色照明工程，提出照明工程要節(jié)約資源，防止污染，造福后代。本文以隧道道路照明為例，就電氣設計方面，對隧道照明節(jié)能設計的要求及存在

2、的問題進行探討，供同行參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：節(jié)能；電氣設計；隧道照明；LED燈應用 </p><p>　　中圖分類號：TU731.4文獻標識碼： A 文章編號： </p><p>　　城市已經(jīng)在使用節(jié)能燈，這遠遠還不夠！而城市道路照明還在使用高能耗的高壓鈉燈照明又加重了能耗。隨著城市照明向低碳照明發(fā)展，具有安全、節(jié)電、長壽命、無二次污染等優(yōu)點的LED

3、產(chǎn)品應運而生，并向各行業(yè)特別是照明行業(yè)大力發(fā)展，本文針對LED隧道燈，在隧道的照明設計和運用中談幾點看法：1、需滿足以下節(jié)能原則 </p><p>　　① 突出公路隧道對節(jié)能燈具的要求； </p><p>　?、?應具有國內(nèi)先進水平； </p><p>　　③ 選用國內(nèi)自主研發(fā)生產(chǎn)的、成熟的LED燈具和零部件； </p><p>　?、?滿足

4、系列化、標準化、通用化要求； </p><p>　?、?適用于各種公路隧道節(jié)能改造。 </p><p>　　2、前期對隧道照明設計的分析 </p><p>　　隧道照明不同于一般道路照明，有其明顯的特殊性和重要性，對隧道的交通安全起著至關(guān)重要的作用。介紹隧道照明的主要特點、影響隧道照明因素以及應注意的問題。況且隧道照明不同于其它道路照明，存在以下幾種特殊的視覺問題：

5、 </p><p>　?、?進入隧道前（白天）：由于隧道內(nèi)外的亮度差別極大，因此從隧道外部去看，照明很不充分的隧道入口會看到“黑洞”現(xiàn)象。 </p><p>　?、?進入隧道后（白天）：汽車由明亮的外部進入即使不太暗的隧道以后，要經(jīng)過一定時間才能看清隧道內(nèi)部的情況，這稱為“適應滯后”現(xiàn)象。 </p><p>　　③ 隧道出口處：在白天，汽車穿過較長的隧道接近出口時，

6、由于通過出口看到的外部亮度極高，出口看上去是個“亮洞”，會出現(xiàn)極強的眩光，駕駛員感到極不適應；夜間與白天正好相反，隧道出口看到的不是亮洞而是黑洞，這樣駕駛員就看不清外部道路的線型及路上的障礙物。以上這幾種特殊的視覺問題給隧道照明提出了較高的要求。有效解決這些視覺問題， </p><p>　　可從以下幾方面著手： </p><p>　　隧道照明一般劃分為引入段、適應段、過渡段、內(nèi)部基本段和出

7、口段等五個區(qū)段照明(單向通行)，其每個區(qū)段照明的作用是：(1)引入段：消除“黑洞”現(xiàn)象，使駕駛員在洞口處能辨認障礙物;(2)適應段：進入隧道后，駕駛員能很快適應并消除“黑洞”現(xiàn)象;(3)過渡段：駕駛員逐漸適應隧道內(nèi)部照明;(4)基本段：隧道內(nèi)部基本照明;(5)出口段：在白天，使駕駛員能逐漸適應出口處的強光，消除“亮洞”現(xiàn)象;在夜間，使駕駛員能在洞內(nèi)看清外部道路的線型及路上的障礙物，消除出口處的“黑洞”現(xiàn)象。 </p>&l

8、t;p>　　隧道照明的設計是以亮度作為衡量指標的。但在設計方案的計算當中，我們還必須引入照度的指標進行參考。照明要求的亮度是分白天和夜間兩種不同情況。隧道出口和入口的照明設計應達到一定的照度標準。在白天，隧道出口段的亮度和入口段的亮度，應比隧道內(nèi)基本照明亮度值高;在夜間，則相反，應低于隧道內(nèi)基本照明亮度值；當隧道外有路燈照明時，隧道內(nèi)路面亮度值不得低于露天亮度值的2倍。在進行隧道照明設計時，我們參照了GB7000.5-2005《道

9、路與街道照明燈具安全要求》和CJJ45-2006《城市道路照明設計標準》兩個標準 </p><p>　　表1：入口照明區(qū)間長度及路面最低亮度標準： </p><p>　　照明漸變梯度圖（白天）表 </p><p><b>　　注： </b></p><p>　　① 上表是以隧道口部環(huán)境亮度為4000cd/m2 為基本亮度

10、擬定的，如果洞外亮度大于或小于4000cd/m2 表值應乘以系數(shù)k0。K0=洞外環(huán)境亮度/4000 </p><p>　　② 當洞口沒有減光措施時，要考慮縮短或取代引入段。 </p><p>　?、?當設計速度超過80km/h 時應作專門研究。在白天，隧道出口段的照明亮度同入口段的照明亮度，應比隧道內(nèi)基本照明亮度值高；在夜間，則相反，應低于隧道內(nèi)基本照明亮度值，當隧道外有路燈照明時，隧道內(nèi)

11、路面亮度值不得低于露天亮度值的2 倍。 </p><p>　　表2：隧道內(nèi)部基本照明及夜間照明標準： </p><p><b>　　注： </b></p><p>　?、倨骄斩葥Q算系數(shù)：13（混凝土路面）；22（瀝青路面） </p><p>　?、诋斣O計車速超過80km/h 時應作專門研究。 </p>&

12、lt;p>　　3、LED型隧道燈具的選擇與要求 </p><p>　　為了把必要的視覺信息傳遞給司機，防止視覺信息不足而出現(xiàn)交通事故，從而保證行車的安全性和提高舒適性。所以在光源的選擇和應用都要科學合理！ </p><p>　　如某隧道設備工作的環(huán)境溫度為-20~50℃；環(huán)境相對濕度50~90%；電源電壓變化范圍在190~240V。因此必須根據(jù)當?shù)氐臍夂颦h(huán)境進行選擇照明光源及燈具。

13、</p><p>　　照明光源及燈具的選擇是否適當是隧道照明質(zhì)量有無保證的關(guān)鍵。隧道照明的光源，除應滿足在隧道特定環(huán)境下的光效、光通量、節(jié)能環(huán)保、壽命及工作特性、光色、顯色性和控制配光的難易程度等要，還應選擇在汽車排煙形成的煙霧中仍 能保證有良好能見度的光源。選擇照明器時應注意選擇防護等級應達到IP65 、尺寸合理、耐腐蝕性強、不易老化、防潮和防噴流的燈具。照明器應有較好的配光性能，避免眩光， </p>

14、;<p>　　4、燈具的布置要求 </p><p>　　根據(jù)隧道的特殊環(huán)境及隧道行車視覺的要求，隧道照明設施可以采取以下措施： </p><p>　　(1)洞外引道遮擋自然光的措施，在隧道外路段進行遮光處理，使接近隧道入口時的自然光逐漸減弱，遮光距離一般不少于50米，在隧道的入口處，盡量降低洞口外的亮度，以便使入口段增加亮度使用的燈具功率減少，有利于節(jié)約能源。遮光的方法可采用

15、百葉天棚的方法降低洞口的亮度。此外，在洞外兩側(cè)植樹也是比較經(jīng)濟的措施，越靠近洞口處植樹越密，樹冠也要大些，最好使之遮住天然光。 </p><p>　　(2)針對隧道的要求，入口和出口段設計參照車速60km/h的標準，隧道內(nèi)部參照車速80km/h的標準來進行照度模擬計算。實際設計的值還要高于該標準的要求值。 </p><p>　　(3)隧道照明燈具的布置，除考慮亮度分布外，還要考消除出入口“

16、白洞”和“黑洞”效應的加強照明。慮閃光、誘導性、燈具維修方便，其布置形式主要有三種，即相對排列、交錯排列和中央排列。為了避免燈具不連續(xù)直射光由側(cè)面進入駕駛室造成“閃光”的不快感，應盡量不將燈具裝在側(cè)面，而裝在隧道頂部兩側(cè)或中央，且安裝高度應在路面以上4-5m 間距6-10m為宜。燈具為兩側(cè)對稱布燈，呈線形分布安裝高度4.8米和5.3米(增強照明燈具)。按設計標準的要求，一般情況下路面亮度均勻度不應小于0.35。 </p>

17、<p>　　5、運用時，LED燈與高壓鈉燈的性能優(yōu)勢 </p><p>　　隧道燈綜合性能對比： </p><p>　　6、LED燈面臨的問題與建議目前，LED燈運用還存在那些問題： </p><p>　　(1)散熱和光衰問題大功率LED光源本身的散熱還有技術(shù)瓶頸；大功率LED光源和大功率LED驅(qū)動IC本身的物理散熱技術(shù)還有待進一步改進，關(guān)于延緩光衰的問題

18、，造成光衰的因素有很多，有散熱問題，有內(nèi)部結(jié)構(gòu)問題，也有電壓等內(nèi)外部環(huán)境的問題，散熱問題應是LED燈光衰的根源，不解決散熱，也就沒有根本解決光衰。(2)驅(qū)動電源壽命問題LED驅(qū)動電源不穩(wěn)定是行業(yè)共識，正在拖LED照明生產(chǎn)企業(yè)后腿，因為驅(qū)動電源是LED路燈的重要部件，其故障將導致整燈的失效。由于戶外工作的惡劣環(huán)境，其中電源部分元器件的壽命成為驅(qū)動電源甚至整個路燈的壽命瓶頸。以電解電容為例，電解電容只有15000小時平均壽命，遠低于LED所

19、謂的50000小時，不解決電解電容等電子元器件的壽命問題或另起爐灶，驅(qū)動電源壽命不可能超過鈉燈鎮(zhèn)流器的國家標稱壽命，將永遠成為LED路燈系統(tǒng)的一個短柄。(3)LED照明標準尚不統(tǒng)一，特別是生產(chǎn)標準與其它光源（如高壓鈉燈、節(jié)能燈）有統(tǒng)一的技術(shù)標準，燈具、光源、電器方面通用性強，不同廠家之間的產(chǎn)品可以相互通用相比，LED路燈在產(chǎn)品規(guī)格方面缺少統(tǒng)一的技術(shù)標準，廠標、市標、省標各行其道，每個廠家按自己的廠方標準生</p><

20、p>　　(1)節(jié)能要統(tǒng)籌、全盤地考慮節(jié)能實際上包括兩個方面：最大限度地減少地球資源的浪費、拓展新型可再生能源的利用空間。對于LED路燈來講，省電不能只限于表面現(xiàn)象，節(jié)能要從整體、系統(tǒng)、全面地來看待，如果在其壽命周期內(nèi)，在滿足相關(guān)規(guī)范要求的前提下，其節(jié)約的能源（電費和相關(guān)人工、機械費可折合成相關(guān)能量）要超過制造其所消耗的能量，才是真正的節(jié)能，如果達不到只能是表面節(jié)能或與其講是不節(jié)能。(2)標準與模塊化國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、國家標

21、準化管理委員會于2008年、2009年和2010年相繼頒發(fā)了GB19651.3、GB24819、GB19510.14等4項有關(guān)LED燈的強制性國家標準和GB/T24823、GB/T24824等7項有關(guān)LED燈的推薦性國家標準。這些標準為LED光源的規(guī)范生產(chǎn)和安全認證提供了有力的依據(jù)。 </p><p>　　(3)溝通與理解絕大部分路燈維護部門對LED路燈不信任、排斥性較強，主要原因不外三個：第一、LED路燈技術(shù)的

22、不成熟，其次、路燈維護部門對LED路燈技術(shù)的不了解，第三、通過上級政府對路燈建設或維護部門施壓，導致的抵觸情緒。第1個原因，正在逐步攻克，第2、3個原因，各企業(yè)加強與路燈部門的聯(lián)系，畢竟LED路燈以后將由他們來維護，當然路燈部門也需及時跟蹤LED的最新發(fā)展，為其健康發(fā)展多提一些建議，減少對高新技術(shù)的畏難心理，迎接新一代光源的到來。(4)對于現(xiàn)階段的LED路燈，建議在政府扶持基礎上，各生產(chǎn)企業(yè)加強核心技術(shù)的研發(fā)，降低成本，同時要在模塊化、

23、通用性上下功夫，在市場方面多把目光投向景觀照明、室內(nèi)照明，以其所得利潤來保證技術(shù)研發(fā)，而不能只寄希望于政府扶持，單靠政府的投入要形成一個健全的市場是很困難的；對于LED路燈，建議在小范圍內(nèi)試用，因為道路環(huán)境與試驗室有著本質(zhì)區(qū)別，另外也可減少不成功所帶來的負面影響。(5)在LED路燈推廣過程中，要根據(jù)LED技術(shù)的發(fā)展階段，適時地在適當領域推廣應用，不能操之過急，更不能一擁而上，特別是在功能性道路照明中，由于LED在技術(shù)上尚未成熟，更應該以