隧道LED节能照明在江西景鹰高速公路高傍下隧道的应用
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LED灯在高速公路隧道照明中的应用及评价分析隧道照明对于高速公路的安全性和舒适度至关重要,因此选择合适的照明设备非常重要。
LED灯在高速公路隧道照明中的应用越来越普遍,并且获得了广泛的评价。
本文将对LED灯在高速公路隧道照明中的应用及评价进行分析。
首先,LED灯具有很高的亮度水平,能够提供明亮而均匀的照明效果。
由于隧道内部的环境相对封闭,传统的白炽灯或荧光灯照明效果较差,容易出现光线不均匀或暗角的情况。
而LED灯的亮度均匀性能较好,可以提供更优质的照明效果,减少了驾驶员眩光和视觉疲劳的风险。
此外,LED灯具有较好的环境适应性。
高速公路隧道内温度较高,还存在浓雾或烟尘的情况。
传统的白炽灯或荧光灯对于较高温度和湿度的环境不适应,容易发生灯丝烧断或灯管爆炸的安全问题。
而LED灯的工作温度范围较广,即使在高温和潮湿的环境下仍能正常工作,具有较高的稳定性和可靠性。
然而,LED灯在高速公路隧道照明中也存在一些问题。
首先,LED灯的初始投资成本相对较高。
虽然LED灯的寿命长,但其购买成本较高,需要投入较大的资金。
其次,LED灯在光色温和色彩还原方面相对传统灯具还有改进空间。
隧道照明中,需要适当的光色温和色彩还原来增强驾驶员的视觉感受和颜色辨识能力。
目前已有一些新型LED灯具能够提供更加自然的光色和良好的色彩还原能力,但仍需要进一步改进。
综上所述,LED灯在高速公路隧道照明中的应用即得到了普遍的认可和广泛的评价。
其高亮度、长寿命、低能耗和适应各种环境的特点使得LED灯成为隧道照明的理想选择。
虽然存在一些问题,但随着技术的不断发展和进步,相信LED灯在高速公路隧道照明中的应用前景将更加广阔。
公路隧道工程中LED照明节能技术的应用研究摘要:在公路隧道中,LED照明技术相较于传统照明技术具有很多技术优势,针对性提出LED照明技术在公路隧道应用中存在的主要问题,并深入研究分析了LED照明技术在公路隧道中的应用进展。
关键词:LED照明技术;公路隧道;应用研究;智能化控制引言随着我国的基础设施建设的快速发展,国内公路隧道在建和建成里程数也在飞速增长。
当前国内多数公路隧道的照明设施为高压钠灯等传统灯光系统,该类灯光系统普遍存在寿命低、耗电量高等问题,增加了不必要的政府公共设施支出,提高了公路隧道的运营成本,降低了经济效益。
因此,低能耗成为了选择公路隧道照明系统的关键因素,而LED照明技术相对于传统灯光系统可以有效地减少能源浪费,同时LED照明还具有寿命长、颜色可调、便于智能控制等众多优势,特别适合作为公路隧道的照明系统。
1、LED照明技术在公路隧道的应用优势1.1 LED照明的性能优势LED灯具存在以下优势:①LED灯具具备明显经济优势。
LED灯具凭借其更高的能量转化率,可以在同样亮度的情况下消耗更低的电能。
同时LED灯具后期维护成本明显低于高压钠灯,LED灯具更高的使用寿命也带来了一定的经济优势。
②LED灯具性能更可靠。
LED灯结构稳固,抗振动和磕碰能力较好,同时具有良好的密封性和耐潮湿性。
另外,LED灯具使用安全低压,工作过程发热更小。
1.2 LED照明智能化控制系统的优势相对于高压钠灯等传统照明系统,LED照明智能化控制系统有明显优势。
通过使用该系统可有效降低人力运维成本,避免人为失误,使灯光系统更精准、高效。
传统灯具的系统控制方式主要是在施工区域内调整灯具的功率和安装距离,并配合人为控制电路通断。
该控制方式不仅对专业技术人员依赖程度较高,同时传统灯具无法依据周围环境变化来主动改变光照亮度,导致浪费过多能源。
而LED照明智能化控制系统则可以凭借其系统内的多种传感器和控制器,针对不同的环境自动调节光线强度,使公路隧道内的光照条件达到最佳,高效精准控制光照强度,在降低能耗的同时增强了道路的安全性。
LED灯在高速公路隧道照明中的应用分析发布时间:2022-03-25T08:16:27.984Z 来源:《建筑实践》2021年第40卷第25期作者:柴少强[导读] 有“固态照明光源”之称的LED目前已成为人们日常生活中最热门、柴少强(中交一公局第七工程有限公司,河南郑州,451450)摘要有“固态照明光源”之称的LED目前已成为人们日常生活中最热门、最瞩目的光源,也是该行业内的发展热点。
随着LED技术的成熟以及价格的下降,LED光源已逐步进入路灯和隧道灯等功能性照明领域,取得了良好的照明效果,得到了客户的认可,市场渗透率逐年提高。
本文通过对LED灯在隧道照明中相比其它类型光源的优势、以及LED灯在隧道照明中的最优配置方案进行分析、探讨,旨为隧道照明联合设计(设计超前策划)提供技术参考与支撑,提高联合设计的质量,创造经济与社会效益。
关键词 LED光源;高速公路隧道;照明系统;最优配置中图分类号:TU 44 文献标志码:A引言长期以来,高速公路隧道、城市地下隧道照明常见的有高压汞灯、节能灯、高压钠灯、荧光灯、LED灯等多种类型[1]。
随着国内科学技术与社会经济的发展,人民群众对健康、人文、节能、环保等方面的需求日益俱增。
因此,近年来,隧道照明已逐渐淘汰对能耗大、寿命短、高污染灯具的使用。
目前,市场上普便使用的光源有节能灯、高压钠灯、荧光灯、LED灯等,其中LED灯最具发展前景[2]。
在北京奥运会中,LED技术被广泛应用于奥运会场馆、奥运村及城市建设照明和全彩显示领域,让世人为之震撼[3]。
同时随着LED技术的成熟以及价格的下降,LED光源已逐步进入路灯和隧道灯等功能性照明领域,取得了良好的照明效果,得到了客户的认可,市场渗透率逐年提高。
国内隧道照明主要遵循《公路隧道照明设计细则》(JTG/T D70/2-01-2014)[4]进行设计。
现阶段,大多设计方一般依据以往案例经验,在高速公路、市政公路隧道照明的最初设计方案(施工图阶段)中,选择相对传统、相对普及的光源,包括高压钠灯、荧光灯(日光灯)等照明设备。
LED照明智能调光技术应用于公路隧道LED照明智能调光技术应用于公路隧道摘要隧道照明成了公路运营单位的沉重经济负担。
而为节约隧道照明费用,减少电费支出,国内部分隧道,出现了运营管理部门关闭部分隧道灯,或关闭一侧灯光的现象,严重影响安全行车。
如何解决安全行车与节约能源之间的矛盾?达到“安全行车与高效节能的完美结合”,是摆在当前隧道管理者、建设者、运营者面前一项急需解决的重大任务。
隧道照明调光技术的应用解决了上述问题。
关键词LED 照明公路隧道节能调光中图分类号: U459.2 文献标识码: A 文章编号:1 前言交通运输行业是国家确定的节能减排的重点行业之一,国务院明确要求加快建设以低碳排放为特征的交通运输体系,发展资源节约型、环境友好型交通行业。
作为交通领域节能减排重点,隧道节能备受社会关注。
以湖南省某3km长高速公路隧道为例,其照明总功率接近300kw,按照每天有一半左右的灯工作,电费按0.6元/度计算(实际电价还在不断升高),每年的电费大约是80万元,每天平均是2160元,如果将3km的隧道折算成多座中短隧道,例如换成10座300m的隧道,由于这些隧道主要都是加强照明,其照明总功率接近1400kw,按照每天有一半左右的灯工作,电费按0.6元/度计算,每年的电费大约是307万元,每天平均是8400元,电费的支出将更是惊人。
隧道照明成了困扰公路运营单位的沉重经济负担。
而为节约隧道照明费用,减少电费支出,国内部分隧道,特别是刚建成通车且车流量不大的高速公路隧道,出现了运营管理部门关闭部分隧道灯,或关闭一侧灯光,甚至全部关闭的极端现象,严重影响安全行车。
如何解决安全行车与节约能源之间的矛盾,达到“安全行车与高效节能的完美结合”,是摆在当前隧道管理者、建设者、运营者面前一项急需解决的重大任务。
2 隧道照明光源隧道照明中一般选用的光源主要有荧光灯、高压钠灯、低压钠灯和高压汞灯以及新兴的LED灯等。
隧道常用光源性能对比如下表所示从表格数据得出LED灯具有显色性好,色温高,寿命长,电源效率高,光效出众的优势,可见LED灯具作为隧道灯具具备先天的优势。
探析LED照明智能调光系统在高速公路隧道中的应用发表时间:2017-10-23T09:48:46.740Z 来源:《防护工程》2017年第16期作者:亓凌郑于海[导读] 随着社会经济的发展以及城市化建设的不断推进,使得公路工程建设不断增多,相应的高速公路隧道工程建设也越来越多。
浙江省机电设计研究院有限公司浙江杭州 310000 摘要:高速公路隧道的高额运营费用中,其中照明费用占比较高。
而合理应用LED照明智能调光系统,可以有效节约照明费用。
通过分析隧道照明及其控制方案可以看出,设计一个科学的LED照明智能调光系统,不仅能够产生巨大的经济效益,同时还能有效地保障保障行车安全,实现节能减排。
基于此,本文阐述了LED照明智能调光系统的构成及其特征,对LED照明智能调光系统在高速公路隧道中的应用及其优势进行了探讨分析。
关键词:LED照明智能调光系统;特征;高速公路隧道;应用;优势随着社会经济的发展以及城市化建设的不断推进,使得公路工程建设不断增多,相应的高速公路隧道工程建设也越来越多。
目前高度公路隧道一般都使用LED照明智能调光系统进行照明,大大节省了隧道照明成本,降低了电力运营消耗,同时还有效地提高了隧道安全。
以下就LED照明智能调光系统在高速公路隧道中的应用进行探讨。
1 LED照明智能调光系统的构成及其特征LED照明智能调光系统的构成及其特征主要表现为:(1)LED照明智能调光系统的构成。
LED照明智能调光系统主要由以下几部分组成:第一、亮度检测器;第二、控制系统;第三、灯具控制器;其第四、照明灯具。
其中控制系统由两部分组成,分别是调光控制器和主控制器。
在整个系统中,上位机的指令通过光纤传输到控制系统中,控制系统根据指令控制照明灯具。
灯具控制器提供功率电源给控制系统和照明灯具,同时灯具控制器执行调光控制器发出的指令,对灯具进行通断控制和调光控制,从而提供照明光源给隧道。
(2)LED照明智能调光系统的主要特征。
LED灯具在高速公路隧道照明中的应用随着我国高速公路隧道里程的不断增加,隧道照明耗能已成为目前隧道运营的重要考核指标[1]。
现阶段,我国绝大部分高速公路隧道照明仍然采用高压钠灯作为主照明灯具,由于高压钠灯的显色指数低、寿命较短,且耗电量打,无法根据隧道内的实际亮度需求进行调光照明;在确保隧道内安全照明亮度的情况下,LED灯具可根据隧道内的实际需求亮度进行调节,自动控制隧道内的照明亮度,达到最优照明与节能效果。
针对隧道内照明耗能较大,文章对比隧道内各种照明灯具的优缺点,基于《公路隧道照明设计细则》[2],并以贵州省罗甸至望谟高速公路纳庆隧道为例,对LED灯具在高速公路隧道照明中的应用进行阐述。
1 隧道照明灯具为了满足驾驶者对隧道照明亮度的需求,结合《公路隧道照明设计细则》对隧道照明亮度进行设计;为了减少隧道后期运营成本,合理的选择隧道内照明灯具是减少运营阶段耗电量的前提条件。
现阶段隧道常用照明灯具的优缺点对比如表1所示[3]。
前已经在各省隧道照明中得到了广泛的应用。
2 隧道各照明段亮度设计标准根据细则规定,单向隧道照明入口段分为入口段1(TH1)照明、入口段2(TH2)照明,相应亮度分别按公式(1)(2)进行计算。
单向隧道照明过渡段分为过渡段1(TR1)照明、过渡段2(TR2)照明、过渡段3(TR3)照明,相应亮度分别按公式(3)(4)(5)进行计算,在设计中,当过渡段3的亮度不大于中间段亮度的2倍时,可不设置过渡段3照明。
基本段照亮度主要根据隧道内的车速与车流量进行设计,在速度不同的情况下,基本段照明亮度不同。
单向交通隧道不同时速与不同交通量情况下基本段亮度的表1 隧道照明灯具优缺点对比光源额定功率(W) 光效(lm/v) 平均寿命(h) 显色指数色温(K) 启动时间重启时间闪烁抗震性能白炽灯 10~150 15 1000~2000 95~99 2400~2900 瞬时瞬时不明显较差金属卤化物灯 35~3500 70 8000 60~90 3000~6500 4~10min 10~15min 明显好紧凑型荧光灯5~55 60 6000 >80 2500~6500 快快不明显较好荧光灯 85~150 80 60000 80 3800 瞬时瞬时不明显好高压钠灯 35~1000 120 18000~28000 25~85 1900~2800 4~5min 3min 明显较好LED 1 10 100000 75 4500 快快不明显好根据表1所列灯具情况可知目前应用于高速公路隧道的照明灯具主要有白炽灯、金属卤化物灯、紧凑型荧光灯、荧光灯、高压钠灯以及LED 照明灯具等。
LED灯具在高速公路隧道中的应用探讨发表时间:2019-07-23T16:54:26.987Z 来源:《基层建设》2019年第13期作者:陈曼娜[导读] 摘要:近年来,LED灯具由于具有高光效、长寿命、绿色节能等优点,从而在高速公路隧道中得到了广泛的应用,保证高速公路的行车安全和通行的效率,实现公路运行安全、节能环保、运营低耗的目标。
广东飞达交通工程有限公司 510663摘要:近年来,LED灯具由于具有高光效、长寿命、绿色节能等优点,从而在高速公路隧道中得到了广泛的应用,保证高速公路的行车安全和通行的效率,实现公路运行安全、节能环保、运营低耗的目标。
本文阐述了隧道照明的特点,就LED灯具在高速公路隧道中应用优势进行了分析,并结合工程实例,探讨了LED灯具在高速公路隧道中的应用。
关键词:隧道照明;LED灯具;应用优势由于高速公路隧道是一段封闭的空间,无法采用自然光照射,因此为了保证车辆行驶的连贯性及驾驶员的生命安全,需要设置照明系统。
在照明灯具选择时,为了满足隧道行车安全及运营节能要求,应选取高效节能、寿命长、维护方便、绿色环保等优点的LED灯具,以提升提高高速公路的照明效率,降低运营成本。
本文着重探讨了LED灯具在高速公路隧道中的应用。
1 隧道照明的特点由于隧道出入口段与隧道洞外色温及显色指数差异,从而产生“黑洞”及“适应后”等现象。
因此,为了能让驾驶员在隧道两端出入口处能有一个良好的视觉过渡,隧道照明应采用分段照明方式。
加上隧道内部通风条件的限制,汽车排出的废气不易快速稀释,导致烟雾的产生,进而产生烟雾效应。
2 LED灯具在高速公路隧道中应用优势分析过去,隧道照明灯具大多使用高压钠灯,其光通量、透雾性强,价格低但耗电量高,显色指数低并且不环保等,在强调环保节能的历史大背景下,很明显不利于长久发展,降低灯具的使用寿命。
从节能的角度出发,目前隧道提倡的无级调光控制模式用到的灯具需具有快速响应和频繁开启的特点,高压钠灯无法顺应发展,隧道灯具选用LED灯具具有以下几个方面的优势:(1)发光效率高。
浅谈LED照明灯在公路隧道中的应用【摘要】公路隧道结构因为处于地下的原因,需要利用相应的照明设备来帮助照明,以实现通行目的。
而LED隧道照明灯因为具有高亮度、使用时间比较长以及节能等优势被应用在公路隧道照明中。
因此,本文主要介绍了LED照明灯具有的特征,并且讲述了LED隧道照明灯具备的优势特点等。
根据公路隧道特点进行选择照明设备以及应用,并针对使用过程中出现的问题进行分析解决。
【关键词】隧道照明;LED照明灯;节能;公路隧道0.前言高速公路结构中公路隧道也属于整个公路结构的重要构成,其与普通路段相比施工过程相对比较复杂。
例如公路隧道中空气环境以及亮度等都非常差,隧道空间宽度、高度等非常有限,因此没有多余的空间进行扩展。
所以为了车辆行驶安全,在公路隧道中提供足够的亮度非常必要。
除此之外,因为隧道内部需要安装大量照明设备,耗电量非常多。
近年来,国内大部分公路隧道中照明灯均是采用高压钠灯,所需照明费用非常巨大[1]。
因此,探讨采用何种方法帮助减少照明费用是同行企业都非常关注的问题之一。
1.分析LED隧道照明灯具备特征(1)使用时间较长:与高压钠灯使用寿命相比,LED照明灯使用时间比较长。
(2)发光效率较好:普通钠灯光效只达到40~50lm/w,而LED照明灯具有的光效通常情况下可以达到70~80lm/w。
(3)具有的显色性比较高:如果显色指数(Ra数值)越高,在亮度一样的环境下,人们的视力会更清楚看到视线范围中的物体。
普通高压钠灯具有的显色指数值仅为23,明显低于LED照明灯所具有的显色指数(Ra=80)。
(4)LED照明灯色温较低:普通高压钠灯具有的色温值大约为2000k,但是LED照明灯可以达到5000~8000k。
(5)具有良好的环保效果:普通高压钠灯光源中携带有金属钠、汞元素,其属于有害元素,并且使用时间较短与LED照明灯,废品处理过程中会对环境造成严重污染。
LED照明灯不含有钠、汞等有害元素,因此对环境造成污染程度小。
LED灯在高速公路隧道照明中的应用及评价分析【摘要】LED作为新型的光源,具有许多优越的性能,尤其是良好的节能性,正在快速的应用到高速公路隧道照明之中。
文章对LED灯在高速公路隧道照明中的应用评价指标进行了总结,对设计要求和应用评价进行了分析,使得LED隧道灯更好服务于高速公路隧道中。
【关键词】LED隧道灯;高速公路隧道;照明;应用;评价1 评价指标要想客观评估LED隧道灯在高速公路隧道照明中的可行性及应用效果,首先要了解其评价指标。
基于高速公路道路隧道的特殊性,具体的评价指标主要包括以下几项:1.1 可见度可见度反映的是人眼辨识物体的难易程度。
在高速公路隧道照明设计中,可见度主要研究背景亮度、临近环境等对人眼视功效的综合影响,是反映照明质量的综合性评价指标。
随着照明条件研究的不断深入,可见度指标已被细分为路面亮度、墙面亮度、闪烁频率等更加细致的评价指标。
这些指标都直接影响了人们辨识物体的难易程度,可以更好地反映各个参数与照明质量之间的关系,是反映人们在隧道中通行时整体视觉感受的第一指标。
1.2 反应时间高速公路隧道中所发生的交通安全事故与驾驶员的反应时间有着密切的联系,反应时间即驾驶员看到障碍物到采取处理措施之间的时间间隔。
国外有关反应时间的研究表明,反应时间与环境亮度具有一定的相关性。
环境亮度不同,人们的反应时间也不同。
驾驶员在隧道中的反应时间除受环境亮度影响外,还受光谱分布的影响,高速公路道路隧道照明设计应当从这两个角度考虑如何有效缩短驾驶员的反应时间,从而降低交通事故地发生频率。
1.3 功率密度高速公路隧道中的照明功率密度主要指单位面积上所安装的全部照明设备的功率之和,包括各种变压器、镇流器等。
高速公路隧道不同位置、不同路段的照明水平不同。
因此,所要求的照明功率密度也不同。
在确定功率密度值时,要参考设计交通量和车速这两大因素。
功率密度与隧道照明的节能指标有着紧密的联系,为了符合节能标准,在满足照明要求的前提下,应当选择合适的照明方式,尽量采用光谱适宜的光源。
第二批节能减排示范项目推广材料之十——隧道LED节能照明在江西景鹰高速公路高傍下隧道的应用2009-04-28(转载自交通节能网)项目实施单位江西省交通厅信息中心综合点评公路隧道照明用电费已成为运营单位的巨大负担,节能降耗、保障安全是建设和运营单位迫切需要解决的技术难题。
影响公路隧道照明耗电量的主要因素有灯具效率、灯具布设方式、控制方案等。
目前公路隧道照明广泛使用的高压钠灯、高压汞灯、卤素灯等传统灯具光效低、启动慢、能耗大、不利于智能控制,使用高压汞灯还会带来汞污染等问题,不符合当前我国建设资源节约、环境友好型社会的要求,探求使用新型高效光源是解决问题的关键。
发光二极管(LED)照明灯具是一种新型的照明光源,具有能耗低、光指向性好、寿命长、响应快、无汞污染等优点,目前在城市景观及道路照明等领域得到了广泛应用。
江西省交通厅信息中心在景鹰高速公路黄竹山隧道,实施的LED节能照明示范工程,为公路隧道照明节能降耗探索出了一条新途径。
试验证明该技术方案成熟可靠,比使用传统的高压钠灯可节约电能30~40%,节能效果显著。
LED照明灯具在公路隧道照明领域,具有广阔的应用前景。
该项目的实施也为国家相关部门制订出台有关政策和相应的技术标准,在公路隧道照明领域推广应用LED照明灯具提供了依据。
“隧道LED节能照明在江西景鹰高速公路高傍下隧道的应用”推广材料——交通部节能减排专家工作组一、项目实施背景据不完全统计目前我国建成通车的公路隧道已超过2600延公里,且随着交通基础设施的不断完善,公路建设正向地质环境条件更为恶劣的山区发展,公路隧道将进一步延伸。
为了保障交通安全,隧道照明是公路建设中不可或缺的重要组成部分。
按照我国公路照明设计规范规定,长度大于100m的公路隧道应设置照明设施,且每延公里隧道照明负荷应不小于60kW,按每日平均开通10个小时计,平均年耗电量达21.6万度(折合76吨标准煤),能耗巨大。
再加上维护更新费用,以至于公路隧道照明成了困扰公路运营单位的沉重经济负担。
节能降耗、保障安全是建设和运营单位迫切需要解决的技术难题。
江西省交通厅信息中心针对本省高速公路隧道运营特点,以景(德镇)鹰(潭)高速公路黄竹山隧道(原高傍下隧道,建成后隧道名称改为黄竹山隧道)为依托,采用高效LED照明方案代替传统的高压钠灯方案,通过灯具比选、配光设计、智能控制等技术措施在达到良好的照明效果同时取得了较好的节能效果和经济效益。
二、基本原理在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。
PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。
这种利用注入式电致发光原理制作的二级管叫发光二极管,简称LED。
由此可见LED光源是一种半导体照明光源。
在“十一五”期间,科技部将其纳入“国家高技术研究发展计划(863计划)”进行研究,是一种高新技术产品。
根据照明要求将单粒LED按某种方式排列组装在一起以增加发光亮度或完成其它特定功能的装置叫LED一体化照明灯具,简称LED照明灯具。
与传统的照明灯具相比,LED灯具有光指向性好、寿命长、体积小、重量轻、低电压、响应快、无红外幅射且无汞污染等优点,在同样亮度下,耗电仅为普遍白炽灯的1/10,寿命却可以延长百倍。
目前商用的单粒白光LED效率已达到90~110Lm/W以上,虽然与高压钠灯的发光效率100~150Lm/W相比还有一定差距,但利用LED的指向性可以设计出集光源和灯具于一体的高效LED照明灯具,其总光通量明显优于同等功率的高压钠灯照明装置。
也就是说用小功率的LED灯具替代大功率的高压钠灯,可以获得相同的照明效果。
表1是一组100W高压钠灯与60W LED隧道灯的实测参数比较表。
表1 100W高压钠灯与60W LED隧道灯光效比较表依据上述原理,国内已有多家企业开发成功了LED隧道照明灯具,并配以可靠、高效、低损耗的开关电源,LED隧道照明系统已逐渐达到了实用化程度。
三、实施方案隧道照明均要依据JTJ026.1-1999《公路隧道通风照明设计规范》,按照隧道等级进行配光及布设设计。
下面以江西省景鹰高速公路黄竹山隧道LED照明试点工程为例予以说明。
(一) 了解隧道照明等级,明确各段照明亮度要求本项目应用于基本段、出口段,依据照明原理和灯具特点,对隧道的照度分布和不同路段的亮度要求进行准确的计算和分析,通过测试手段,对计算数据加以验证,进行优化设计,满足黄竹山隧道LED照明方案不同路段的亮度指标要求及隧道照度分布要求,见表2。
表2 隧道亮度要求设计表(二)依据设计亮度要求,选择LED照明灯具及配套设备1.LED照明灯具的配光要求利用光学透镜原理,通过建模和修模手段,得到精确的产品配光图,使得灯具的配光有较大的分配自由度,达到既可提高光效,又能使照度分布均匀的效果。
本项目采用的灯具及配光图见图1~图3。
2.大功率LED照明光源散热器设计与高压钠灯不同,LED照明灯具使用的LED,在高温条件下其性能迅速下降,甚至损坏。
解决散热问题是保证LED灯具正常工作的重要条件。
项目实施单位结合隧道通风的特点,采用通道式散热器,这种散热器采用带有小型通透结构,有利于照明单元的散热,在热量传到灯具之前,就已经由这个小散热器将热量散发到空间,由这一光源单元组成的灯具也具有通图1 LED照明灯光强分布图图2 LED照明灯照度分布图图3 LED照明灯具实物透型结构,使散热效率大大提高,有效解决了大功率LED的散热问题,同时还使灯具质量减轻了60%。
3.电源设计的安全及易维护性考虑到隧道运营维护的方便性,对直流稳压电源需进行可靠性和可维护性设计。
本项目应用的开关电源,采用隔离分体式电源设计,散热好,性能稳定可靠。
需更换电源时徒手即可更换,适应了便于现场维护的需要,并且达到保护灯体和使用者人身安全要求。
4.智能控制系统根据车流量变化和洞外环境亮度,开发适应不同场合的LED照明智能控制系统,也是节能的有效途径。
在供电线路设计时注意做到每盏灯都可独立控制关闭和开启,为依据车流或亮度控制提供物理条件,做到了自动调节LED照明灯具的亮度以降低能耗。
(三)总体技术指标经过上述专业设计后本项目所用灯具的总体指标如下:光源功率:64W或48W灯具(可选)光源组成:大功率白色LED发光管光源效率:80 Lm/W色温:4500K~6000K显色指数:不小于70灯具可调角:纵向120°,横向70°输入电源:AC100~265V/DC10~30V,50/60Hz功率因数:>0.9平均无故障时间:20,000小时光源寿命:50,000小时(亮度维持率70﹪)调光性能:0~100%,8级(可选项)温度范围:-30℃~55℃湿度范围:10~98%防护等级:IP65抗风速:36m/s(四)项目实施后检测验收项目实施后依据设计规范要求,对各项指标进行了检测,结果见表3。
表3 隧道亮度实测指标检测结果显示各段亮度均满足JTJ 026.1-1999《公路隧道通风照明设计规范》的要求。
四、保障措施(一)严格测试,确保选用节能灯具质量。
由于LED隧道照明灯具是一种新型产品,还没有相应的国家或行业标准对其质量进行规范,各企业生产的产品性能指标参差不齐,建设和运营单位应严格按照设计文件要求甄选具有资质的产品供应商并对其产品的光通量、灯具的配光性能、发光效率、光源衰减特性、电源可靠性等指标进行严格测试,确保所选用产品是节能可靠的。
(二)定期维护监测,使产品始终处于良好的运行状态。
公路隧道内尘土、油渍等污染物较严重,对某些形式灯具的散热和光效会造成严重的影响,运营单位应定期监测路面的照度,并与初始值相比较,发现异常应及时查找原因,避免故障进一步扩大,影响节能效果。
五、效益分析(一)功耗比较江西景鹰高速公路黄竹山隧道LED照明项目主要在基本段和出口段安装了LED节能灯具。
原设计方案使用100盏100W 和10盏250W 的高压钠灯,现改用150盏48W和14盏64W LED 灯进行替代,在满足隧道照度要求条件下,LED灯具与高压钠灯相比,功耗减小了5.53kW,用电量节省了36.7%。
(二)运营成本比较1.计算依据(1)灯具价格:高压钠灯250W按1000元/盏,100W按800元/盏计算;(2)LED灯具:64W按2500元/盏,48W按2000元/盏计算;(3)维护成本:从第二年开始,LED灯具每年维护费按灯具初装费用的1%;(4)高压钠灯每年维护费按灯具初装费用的25%;(5)电费价格:按1元/度;(6)灯具照明时间每天按加强照明12小时、基本照明12小时计算。
(7)隧道长度按0.5公里计算,费用计算周期为5年。
2.LED灯具与高压钠灯初装及运营成本比较(三)结论从以上数据可以看出,LED照明灯具在功耗、运营成本方面具有明显的优势。
以该项目实测数据简单计算,平均每年比高压钠灯节电3.6万度,折算为延公里为7.2万度,节省电费7.2万元。
以景鹰高速为例,全程共有隧道约24延公里,仅在基本段和出口段采用LED照明灯具,则每年可节约电费24km×7.2万元/km=172.8万元,据黄竹山隧道配电柜监测数据,基本段的用电量为引入段和过度段的22%,若全隧道都用LED灯具,则每年可节省电费172.8/0.22=785万元。
假如全国开通的公路隧道有50%使用LED灯具,则每年可节约电能7.2万度/km×2600km×0.5÷0.22=42545万度,节省电费4亿多元。
景鹰高速黄竹山隧道基本段LED照明灯景鹰高速黄竹山隧道出口虽然目前LED灯具的初装成本还比较高,但随着技术的进步和应用数量的增多,光效更加提高、生产规模进一步扩大,LED灯具的价格有望降到高压钠灯以下,其节能综合效益将进一步显现,LED照明在公路领域应用前景广阔。