LED 路燈在航空產(chǎn)業(yè)區(qū)環(huán)東干道七京津塘分離式立交橋上照明設計中的應用

李文華，高 杰

(天津市市政工程設計研究院給排水分院，天津 300051)

0 引言

天津航空產(chǎn)業(yè)區(qū)位于規(guī)劃臨空產(chǎn)業(yè)區(qū)(航空城)南部，是天津航空城的重要組成部分。

新建環(huán)東干道七跨京津塘高速公路分離式立交橋坐落在天津航空產(chǎn)業(yè)區(qū)內(nèi)，橋梁建筑面積約9 360 m2，立交橋為分離式立交橋，橋梁北起于規(guī)劃緯九路路口，以高架分離形式上跨規(guī)劃緯十路道路，之后連續(xù)上跨袁家河、京津塘高速公路、西堿河、環(huán)東干道一，南至環(huán)東干道二路口落地，橋梁總長1.15 km，該橋梁是架通天津空港航空產(chǎn)業(yè)區(qū)的道路交通主干道路上的一個重要聯(lián)結(jié)點。

天津市政工程設計研究院設計的空港環(huán)東干道七跨京津塘高速公路分離式立交橋照明工程為整個橋梁工程范圍內(nèi)的立交功能照明設計。

1 立交橋的照明設計指導思想

1.1 照明設計指導思想

環(huán)東干道七跨京津塘高速公路分離式立交橋的整個橋梁建造范圍均位于空港航空區(qū)直升機限高區(qū)域內(nèi)，因這一特殊性，要求該立交橋的功能照明除了解決通常立交橋需要解決的夜間交通行車照明，引導行車方向，保障橋面車輛安全行使外，還需嚴格滿足航空區(qū)的限高要求。

1.2 照明設計原則

(1)道路照明設計滿足CJJ45—2006《城市道路照明設計標準》的各項要求。

(2)立交橋區(qū)的照明燈具選用滿足航空區(qū)限高要求的護欄形式路燈作為功能照明燈具，并與立交橋的周邊環(huán)境及景觀保持協(xié)調(diào)一致。

2 功能照明設計

2.1 照明方案

航空產(chǎn)業(yè)區(qū)為新興航空產(chǎn)業(yè)基地，是我市作為新興生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)示范工業(yè)園區(qū)之一。按照《天津市區(qū)縣示范工業(yè)園區(qū)規(guī)劃設計導則》中的產(chǎn)業(yè)集聚、用地節(jié)約、生態(tài)環(huán)保、高效節(jié)能的標準，我們在對園區(qū)內(nèi)道路照明方案設計中，進行了照明燈具及方案的比選工作，比選結(jié)果如下。

(1)LED 光源系列與高壓鈉燈光源的光衰減比較。

鈉燈光源工作1 000 h，光衰減值為5%;工作4 000 h，光衰減值為30%～40%;工作5 000 h，光衰減值大于50%。

LED 光源工作1 000 h，光衰減值為零;工作10 000 h，光衰減值為8%～10%(詳見圖1)。

圖1 LED 光源與高壓鈉燈光源的光衰減比較

(2)使用中的功率變化比較。LED 光源燈具基本上沒有功率波動變化，高壓鈉燈光源燈具會隨著使用時間而發(fā)生功率上升的(詳見圖2)。

圖2 LED 光源與高壓鈉燈在使用中的功率變化比較曲線

(3)LED 光源燈具節(jié)能性能高，還表現(xiàn)在:LED光源路燈有卓越的電性能、單色性、顯色性好;另外，LED 光源路燈通過電流小，電壓低，可以節(jié)省大量的電纜線材。

基于以上幾點，園區(qū)內(nèi)的道路功能照明選用了LED 綠色光源照明燈具。該分離式立交橋的功能照明主要分為:

(1)立交橋上的功能照明，采用大功率LED 功能照明護欄路燈方案;

(2)立交橋的橋兩側(cè)外展道路和地面輔路部分的功能照明，采用LED 路燈方案。

2.2 照明設計

(1)環(huán)東干道七跨京津塘高速公路立交橋的斷面形式為直跨雙幅橋，每個單幅橋的橋梁斷面布置形式為:0.5 m(外側(cè)橋梁護欄)+0.75 m(檢修步道)+15 m(單向機動車道)+0.5 m(內(nèi)側(cè)橋梁護欄)。該橋梁建在航空產(chǎn)業(yè)區(qū)航空規(guī)劃限高范圍區(qū)域內(nèi)，根據(jù)當?shù)匾?guī)劃部門的航空規(guī)劃限高要求，以及橋梁橫斷面情況，在每幅橋的兩側(cè)橋梁地袱防撞擋墻上設置低桿LED 功能照明燈，安裝方式為地袱防撞擋墻上安裝，LED 功能照明燈每套功率為12 W，光源為大功率高效LED 燈，安裝間距為2 m 一套。

每幅橋梁的平均照度計算

Eav2=(2×12×90×0.48×0.8)/(15×2)=27.65 lx 功率密度值為:LPD2=(2×12)/15/2=0.8 W/m2。

滿足道路照明照度要求和節(jié)能標準要求。

(2)立交橋兩側(cè)的外展道路部分(京津塘高速公路以北)斷面形式為:公路橋兩側(cè)的外展道路均為8 m機動車道+3 m 非機動車道+3 m 人行道。根據(jù)輔路斷面情況，采用在每側(cè)的外展道路的非機動車道的路肩處單側(cè)布置燈桿的形式，燈桿的高度為10 m，燈桿的挑臂為2 m，燈桿的間距約為30 m，每支燈桿配一套燈具，燈具的功率為200 W，光源為LED 燈。

橋梁每側(cè)外展道路的平均照度計算

Eav2=(200×90×0.48×0.8)/(8+3)/30=21 lx，功率密度值為:LPD2=200/(8+3)/30=0.6 W/m2，滿足道路照明照度要求和節(jié)能標準要求。

1.2.3 LED 功能照明護攔路燈在橋梁上安裝

(1)LED 功能照明護欄路燈的安裝形式為水泥防撞墻上護欄安裝方式，安裝詳圖見圖3。

圖3 LED 護欄路燈在立交橋梁地袱預埋詳圖

(2)LED 功能照明護攔路燈特點

a.LED 功能照明護欄路燈的配光曲線能夠滿足道路照明配光曲線的要求。

b.LED 護欄路燈燈具采用優(yōu)化處理的二次配光反光罩，光效率高，且能夠定向發(fā)光而有效控制了燈具的眩光，滿足了道路照明對眩光限制閾值增量Ti ＜10 的要求。

c.LED 功能照明護欄路燈使用鍍鋅鋼管作為護欄材料，具備防水、防塵、防撞功能，滿足橋梁照明的安裝要求。

d.LED 功能照明護欄路燈的燈體采用高壓壓鑄鋁成型、硅膠密封材料，防護等級IP66。燈具表面進行靜電噴塑處理，滿足戶外安裝燈具的防腐防酸抗堿的性能要求。

3 LED 綠色光源照明的環(huán)保節(jié)能

(1)LED 光源路燈的功率因數(shù)能夠達到0.95～0.98，遠高于普通高壓鈉燈的0.85，有效地降低了系統(tǒng)的無功損耗。

(2)LED 光源路燈的電源轉(zhuǎn)換效率能夠達到92%以上，高于普通高壓鈉燈的85%～90%，在能源效率上也有了進一步的提高。

(3)以我們所做的環(huán)東干道七跨京津塘高速公路分離式立交橋照明工程中所選用的200 W 的LED 路燈方案為例，在進行方案比選時做了如表1 的能耗對比表。(4)綜上所述，可以看出LED 綠色光源路燈，具有低能耗，壽命長，光效高，無輻射，散熱好，顯色性好，綠色環(huán)保等特點，非常適用于園區(qū)內(nèi)道路橋梁功能照明，為航空產(chǎn)業(yè)區(qū)的道路行駛提供了一個節(jié)能環(huán)保的照明環(huán)境，同時對作為示范工業(yè)園區(qū)之一的航空產(chǎn)業(yè)園區(qū)所提出的生態(tài)環(huán)保、高效節(jié)能等高性能標準的實現(xiàn)，有著確實的意義。

表1 LED 路燈與高壓納燈能耗對比

［1］CJJ45—2006 城市道路照明設計標準［S］.北京中國建筑科學研究院，2006

［2］周志敏，紀愛華.大功率LED 照明裝置技術(shù)參數(shù)［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2011

［3］周志敏，紀愛華.LED 照明與工程設計［M］.北京:人民郵電出版社，2010