LED為何在隧道照明應用

LED為何在隧道照明應用

在絕大多數室外照明應用中，LED證明了其優點。對于隧道應用而言，集成在固態照明裝置中的點源就特別匹配。在本文中，Lumileds全球市場和業務發展經理DALE KANE講述了隧道帶來的具體挑戰，以及如何通過把LED與透鏡相結合來解決苛刻的照明要求。

隨著LED及其照明技術的發展,LED照明產品設計理念開始走出模仿傳統照明產品外觀、光學設計等的老路,出現一些既實用又體現LED優勢的創新設計。"連續光帶隧道照明"、"隧道入口段亮度平滑"的概念已被國內一些特大型隧道照明所采納,預計這兩個概念將會成為隧道照明的基本模式。

“黑暗”和“灰暗”這兩個詞恰如其分地描述了世界上許多公路隧道的光照。所以當你看到一條明亮的隧道時，沒有陰影或黑點，你可能會想知道為什么所有的隧道都沒有這么好的照明條件。事實上，世界上許多地方的新隧道都表明，精心設計的LED隧道照明可以幫助司機輕松快速地調整視力、將維護降至低、在提高光線質量的同時節約能源。

我們會討論一些項目，證明基于LED的隧道固態照明（SSL）的價值。隧道照明是否應該升級采用LED，有兩個主要的考慮因素。市政通常關注壽命周期成本以及光的質量。

公共照明的總體擁有成本取決于照度、功耗、設備成本、安裝成本、維護成本、燈具外形尺寸以及燈具的預期使用壽命等幾個因素。雖然其他可以量化的因素也是可以考慮的，但主要還是主管部門的決定。

固態照明提供高質量的照明

隨著固態照明技術的成熟，這種照明的質量十分利于在隧道中使用。與常用的戶外照明產品相比，LED照明具有出色的顯色性。

道路使用者和行人高度重視光質。一些城市和公共事業機構已經選擇LED照明來改善商業區域，使其更具吸引力，增加安全感和舒適感。

一．LED在功能性照明領域的應用現狀

　　1、LED在景觀照明及一些小功率照明領域的應用已經趨于成熟，入下表所列：

圣誕裝飾燈

草坪燈

輪廓燈

臺燈

柔性燈帶

發光模塊

水下燈

手電

　　2、LED在能夠真正實現規?；濍姷墓δ苄哉彰黝I域的應用方興未艾

道路照明

隧道照明

工業照明

戶外廣告牌照明

加油/加氣站照明

汽車頭燈

二．LED在隧道照明中的應用情況

1、已經獲得成功應用的案例

2、目前LED隧道照明產品主要的工藝路徑

三．LED在重慶××高速公路隧道中的應用案例分析

隧道在進行LED節能改造以前的照明狀況

隧道總長

1.8km，單向3車道

隧道寬度

15m，其中車行道數3，兩側各有1條維修人行道

照明燈具

NG-250W/ NG-250W/ NG-100W高壓鈉燈

燈具懸掛

懸掛高度5.5m，基本照明間距9m，應急照明間距15m，加強照明間距1.5m

平均照度

入口段200-300lx，過渡段50-150lx，中間段25-30lx，出口段150-200lx

縱向均勻度

入口段0.85，過渡段0.6，中間段0.4，出口段0.75

?。ㄒ唬┧淼涝贚ED節能改造以前的耗電及維護情況

?。?、隧道照明系統的日常耗電情況

　　為了節省電費和運營成本，業主單位僅僅開啟了整個鈉燈照明系統約1/6的燈具進行日常照明，致使隧道照度嚴重不足，具有較高的安全隱患。具體情況如下：

　　?。?、基本照明系統處于關閉狀態

　　?。?、加強照明系統開啟1/4

　　?。?、應急照明系統開啟1/2

?。?、隧道照明系統的日常維護情況

　　該隧道照明系統每年的燈具更換數量為150－200臺，每年發生的直接更換費用為5－8萬元，若全部開啟，則每年的維護費用預計將達到30－50萬元甚至更高。另外，隧道燈平均每3－6個月清洗一次，清洗時需要出動專門的清洗車輛和人員，同時需要關閉隧道內部分車道，致使隧道照明的維護成本高昂。

?。ǘ┽槍Ω鱾€隧道照明子系統的LED照明產品設計

隧道照明子系統

原有鈉燈

LED替代產品

安裝間距(m)

發光散角

色溫

防護等級

加強照明

NG--400W

TFSD-150W

1~3

60o

鈉燈：3000k

LED隧道燈：

5500k-6000k

IP65

NG--250W

TFSD-90W

應急照明

NG--100W

TFSD-50W

15

160o

基本照明

NG--100W

TFSD-50W

9

120o

（三）完成LED節能改造后的隧道照明情況

項目實施前：

項目實施后：出入口加強段照度較項目實施前相當，過渡段提高15％，中間段提高20％

四．項目節能綜合經濟效益分析評估

　1、本次隧道照明LED節能改造方案實施后，經業主單位實際測量的燈具部分的節電效率為55％，若加上線損及變損方面的節省，本項目的綜合節電率約為60％。

　2、該高速公路6座隧道全部完成LED節能改造以后，每年將為業主單位節省電能837萬度，產生經濟效益921萬元，其中:

　　a、每年節約電費711萬元 

　　b、每年節約燈具更換及維護費210萬元 

　　c、若更換電纜，則還可以節省電纜更換成本213萬元

五、我國LED隧道照明總體經濟效益分析預測

根據我國每年公布的《公路水運交通行業發展統計公報》的統計數據，從2003－2006年全國公路隧道建設增量每年的增幅均在20％以上，預計“十一五”期間我國將新增公路隧道2000公里，若這其中有50％安裝LED隧道照明產品，這一市場就將達到40－50億元人民幣。如果加上鐵路隧道、地鐵、輕軌和立交橋下穿道等其它類型隧道，預計LED隧道照明產品市場將超過100億元。

在隧道照明中，可以說，總擁有成本和視覺感受都是因素。但是，考慮到公共資金的狀況，必須要實現較低的總生命周期成本。幸運的是，LED技術的發展減少了LED隧道照明系統的采購和電力成本，與傳統的高壓氣體放電光源（HID）相比，LED大幅降低了壽命周期成本，同時還具有固態照明系統的其他優勢。

LED和傳統照明的比較

目前，傳統的高壓氣體放電光源（HID），比如高壓鈉燈（HPS）和金屬鹵化物燈(MH)，仍是隧道照明的主力。隧道照明方案需要較高的低照度，為使用者提供安全的環境。燈具必須能夠在距平面相當遠的距離上提供高水平的光照。公路隧道的典型安裝高度為5-7米，為高邊車輛提供間隙。

高壓鈉燈和金屬鹵化物燈對隧道照明方案設計者極具吸引力，既提供了低單位成本，又提供了高照度。高壓鈉燈和金屬鹵化物燈的陣列,通常每個燈具的功率高達400W，以滿足照度要求。

但是，高壓鈉燈（HPS）（圖1）和金屬鹵化物燈(MH)的缺點是顯而易見的。這兩種燈具消耗大量的能量，通常光線質量低，無法在隧道中提供均勻一致的照明，而且假如出現故障，需要昂貴的維護方案進行補救?，F在，隨著LED技術的進步，隧道運營商有了一個新選擇，從公眾和運營角度越來越吸引人。ADQWDQE3Q