對(duì)LED光源的高速公路隧道照明節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析

朱定軍

摘 要：照明系統(tǒng)屬于高速公路隧道機(jī)電系統(tǒng)的重要組成部分，而且也是能耗最大的系統(tǒng)之一，為了保證高速公路行駛的安全性和舒適度，無(wú)論是在白天，還是在夜晚，都要照明。因此，需要高度重視高度公路隧道照明技術(shù)的研發(fā)。本文就LED光源照明節(jié)能技術(shù)在高速公路隧道中的應(yīng)用展開詳細(xì)論述。

關(guān)鍵詞：LED光源；照明節(jié)能技術(shù)；高速公路隧道；投資成本

中圖分類號(hào)：U543.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.16.145

由于高速公路隧道交通在地理位置和環(huán)境條件上的特殊性，高速公路隧道照明燈具的工作量相對(duì)較大，燈具的開啟時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。而且對(duì)高速公路隧道照明在穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命、節(jié)能性以及便于維護(hù)等方面有著非?？量痰囊?。在這種背景下，傳統(tǒng)的照明技術(shù)耗電量大、使用壽命相對(duì)較短以及維護(hù)工作難度大等的缺點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，給高速公路隧道的照明工作帶來(lái)了較大的挑戰(zhàn)。

1 LED照明燈的特點(diǎn)

LED照明燈在結(jié)構(gòu)、開啟時(shí)間、使用壽命和耗電量等方面都有著獨(dú)有的特征，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、體積小巧，在安裝過(guò)程中非常方便，能夠按照高速公路隧道具體組織結(jié)構(gòu)與要求等條件進(jìn)行個(gè)性化的組合，而且LED照明燈還具備背光源的特點(diǎn)，現(xiàn)階段在高速公路隧道照明工作中的應(yīng)用相對(duì)廣泛。②實(shí)際開啟時(shí)間相對(duì)較短，與傳統(tǒng)的高速公路隧道照明燈相比，有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)。③由于LED照明燈在使用期間的操作比較方便，因此其使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)，通常情況下能超過(guò)10萬(wàn)個(gè)小時(shí)，可以有效降低高速公路隧道照明工作的實(shí)際運(yùn)營(yíng)成本。④聚光性非常強(qiáng)?，F(xiàn)階段，我國(guó)大部分LED照明燈使用得都是二極管結(jié)構(gòu)，所發(fā)出的光線可以匯聚到一塊，有著相對(duì)強(qiáng)大的聚光性能。當(dāng)高度公路隧道中開啟照明系統(tǒng)的時(shí)候，所有光源都會(huì)直接集中到指定位置，大大提高了我國(guó)高速公路隧道行駛的安全性。⑤耗電量非常低。在實(shí)際使用過(guò)程中，LED燈的電能幾乎全部都轉(zhuǎn)化成了隧道照明使用的光源，因此它的照明時(shí)間通常情況下都比一般的高速公路隧道節(jié)能燈要長(zhǎng)，而且耗電量相對(duì)較低，可以有效提高電能的實(shí)際利用率。⑥顯示性相對(duì)較強(qiáng)。LED照明燈在高速公路隧道照明工作中的應(yīng)用使高速公路隧道的實(shí)際光線與日常光線非常相近，使進(jìn)入到高速公路隧道的人不會(huì)因眼睛被過(guò)強(qiáng)的燈光刺激而引起安全事故。⑦故障問(wèn)題相對(duì)較少。LED照明燈中的二極管元件不存在可以引發(fā)故障問(wèn)題的相對(duì)敏感的部件。因此，在實(shí)際使用期間，LED的應(yīng)用性較強(qiáng)，出現(xiàn)故障問(wèn)題的次數(shù)相對(duì)較少，能夠大大降低高速公路隧道照明的實(shí)際工作量。⑧頻閃問(wèn)題較少。LED照明燈在開啟的過(guò)程中，所需要的電壓相對(duì)較低，為直流電源，一般情況下不會(huì)出現(xiàn)頻閃的問(wèn)題，能夠在一定程度上確保行駛安全。

2 在高速公路隧道照明中的應(yīng)用

2.1 具體應(yīng)用實(shí)例

高速公路隧道照明一般情況下主要是分為入口段、中間段、過(guò)渡段和出口段四個(gè)部分，每一段的實(shí)際長(zhǎng)度和照度完全是根據(jù)全年行車的安全要求來(lái)確定的，而且需嚴(yán)格按照高速公路隧道的燈具使用特點(diǎn)來(lái)綜合考慮相應(yīng)成本和投資回報(bào)。在隧道照明方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，入口段、過(guò)渡段和出口段通常情況下都是利用LED照明的加強(qiáng)版燈具，而中間段利用LED照明的一般燈具。具體的高速公路隧道白天照明漸變梯度圖如圖1所示。

以某一個(gè)高速公路隧道工程為例進(jìn)行分析，隧道的設(shè)計(jì)時(shí)速為60 km/h，高速公路隧道的車流量在600～2 400輛/h之間，為單洞隧道，凈寬為10 m，洞高為7 m，實(shí)際長(zhǎng)度為500 m。根據(jù)高速公路隧道設(shè)計(jì)的國(guó)家規(guī)范化要求，對(duì)比傳統(tǒng)的高壓鈉燈與LED燈的投資成本。相關(guān)研究結(jié)果顯示，傳統(tǒng)的高壓鈉燈照明實(shí)際投資成本大約為160萬(wàn)元，而LED燈的投資成本大約為250萬(wàn)元，說(shuō)明LED燈的實(shí)際投資成本相對(duì)較高。但是使用5年之后，傳統(tǒng)的高壓鈉燈照明電費(fèi)為170萬(wàn)元，維修費(fèi)為50萬(wàn)元，而LED燈的實(shí)際電費(fèi)為120萬(wàn)元，維修費(fèi)為10萬(wàn)元?？傮w來(lái)看，LED燈在高速公路隧道照明中應(yīng)用的實(shí)際投資成本相對(duì)較高，但是維修費(fèi)和電費(fèi)相對(duì)較低，說(shuō)明LED燈能夠有效降低照明的耗電量，延長(zhǎng)使用壽命，最大限度地減少照明燈具的維修和更換次數(shù)，并在一定程度上降低管理費(fèi)和維修費(fèi)。

2.2 相關(guān)參數(shù)的對(duì)比

LED照明技術(shù)屬于一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)，因其自身的優(yōu)點(diǎn)，目前在高速公路隧道照明工作中得到了相對(duì)廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)高壓鈉燈相比，LED照明技術(shù)在相關(guān)參數(shù)上有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)。具體情況如表1所示。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，LED照明技術(shù)在光通量、色溫、顯色性、光效、使用壽命和啟動(dòng)時(shí)間上明顯優(yōu)于傳統(tǒng)高壓鈉燈，因此值得廣泛推廣應(yīng)用。

2.3 LED照明技術(shù)的未來(lái)發(fā)展

LED照明技術(shù)的發(fā)熱問(wèn)題嚴(yán)重制約著其發(fā)展，而且LED發(fā)出的白光在煙霧情況下的穿透性要差于鈉燈，成本價(jià)格也處于劣勢(shì)，而且芯片價(jià)格較高直接影響到了它的普及程度。因此，在LED照明燈的研發(fā)過(guò)程中，可以盡量選擇散熱性較好的燈具外殼，提升其散熱水平，改善其光源的穿透性，并有效控制芯片的購(gòu)置成本，不斷提升LED照明燈的性價(jià)比。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，LED照明技術(shù)在高速公路隧道照明中的應(yīng)用可以在一定程度上達(dá)到節(jié)能的效果，降低耗電量，減少維護(hù)成本，提升使用壽命。目前，在國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召下，LED照明技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了高速公路隧道照明工作中，但同時(shí)LED照明燈也存在一定的不足，需要相關(guān)人員不斷加大科研力度，促進(jìn)LED照明節(jié)能技術(shù)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：王霞〕

Abstract： The lighting system belongs to an important part of the highway tunnel electromechanical system， and is also one of the largest energy consumption system， in order to ensure the highway safety and comfort， whether it is in the daytime or at night， lighting. Therefore， we need to attach great importance to the development of high highway tunnel lighting technology. This paper discusses the application of LED light source lighting energy saving technology in the highway tunnel.

Key words： LED light source； lighting energy saving technology； highway tunnel； investment cost