大功率LED隧道照明創(chuàng)新應(yīng)用與技術(shù)展望

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)大功率LED隧道照明創(chuàng)新應(yīng)用與技術(shù)展望(第1頁)來源：中國照明網(wǎng)作者：瀏覽：2559人次發(fā)布：2009-08-25注：其他網(wǎng)站轉(zhuǎn)載須注明出處，轉(zhuǎn)載而不注明出處者，一經(jīng)查實(shí)，將追究其法律責(zé)任隧道照明的主要功能是保證駕駛員在白天和夜間經(jīng)過隧道時(shí)的視覺舒適度。隧道照明不僅要滿足照明規(guī)范中的亮度值和亮度均勻度的要求值，更應(yīng)該從駕駛員的視覺功能和視覺舒適度出發(fā)，建立質(zhì)高效、經(jīng)濟(jì)、舒適、安全的隧道照明環(huán)境。（杭州皓玥科技有限公司

李浩

汪正林

徐琦）一、背景：1、國家４萬億投資中鐵路、公路、機(jī)場(chǎng)、城鄉(xiāng)電網(wǎng)18000億元，占45%；2、科技部批準(zhǔn)的21個(gè)“十城萬盞”試點(diǎn)城市推廣目標(biāo)是：到2009年，在批準(zhǔn)的試點(diǎn)城市（鎮(zhèn)）應(yīng)用100萬盞以上LED市政照明燈具，LED器件國產(chǎn)化比例60%，預(yù)期年節(jié)電2.2億度。重點(diǎn)支持道路照明、隧道照明、地鐵車廂及站臺(tái)、地下停車場(chǎng)、加油站照明、室內(nèi)照明等產(chǎn)品的示范應(yīng)用；到2010年，在全國范圍內(nèi)完成50個(gè)半導(dǎo)體照明應(yīng)用示范城市建設(shè)工作，應(yīng)用LED市政照明燈具200萬盞，LED器件國產(chǎn)化比例70%以上，列入財(cái)政部“綠色照明工程”，預(yù)期年節(jié)電10億度；到2015年，半導(dǎo)體照明進(jìn)入30％的通用照明市場(chǎng)，預(yù)期年節(jié)電1400億度，帶動(dòng)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到5000億元，出口300億美元，創(chuàng)造100萬人以上就業(yè)，成為世界半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)三強(qiáng)。3、國家大力推崇節(jié)能減排、綠色照明等新技術(shù)、新產(chǎn)品的創(chuàng)新應(yīng)用；4、大功率LED作為第三代照明革命，產(chǎn)業(yè)本身的技術(shù)和創(chuàng)新應(yīng)用得到飛速發(fā)展，其固有的特性更優(yōu)于其他傳統(tǒng)光源5、隧道運(yùn)營(yíng)管理部門（業(yè)主）應(yīng)對(duì)隧道安全與照明節(jié)電的最佳選擇6、技術(shù)和產(chǎn)品更新?lián)Q代的需要隨著一系列的利好消息將推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)新一輪的快速發(fā)展，而半導(dǎo)體照明這一新興高效、節(jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命、智能化等諸多固有特性而一身的產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入一個(gè)最佳的發(fā)展時(shí)機(jī)，而且能帶動(dòng)相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展，特別是各類戶外照明的應(yīng)用將得到快速發(fā)展，其中各類隧道照明的LED創(chuàng)新應(yīng)用已逐步進(jìn)入成熟應(yīng)用階段。二、隧道照明應(yīng)用新光源的必要性高壓鈉燈作為目前通用的隧道照明光源，其特性為：1、高壓鈉燈發(fā)光顏色為黃色，色溫及顯像指數(shù)較低。太陽光顯色指數(shù)為100，而高壓鈉燈的顯色指數(shù)僅25左右，物體的本貌較難呈現(xiàn)。2、鈉燈燈泡結(jié)構(gòu)決定了燈具的光源利用率較低，為60%左右。燈管的發(fā)光角度為360°，大部分光必須通過反射器反射后才能照射到指定區(qū)域。3、高壓鈉燈燈泡啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，再次啟動(dòng)時(shí)需要有一定的時(shí)間間隔。高壓鈉燈在通電5～10分鐘左右的時(shí)間，才能達(dá)到正常的亮度，再次啟動(dòng)的時(shí)間間隔一般要大于5分鐘。4、鈉燈由于燈亮?xí)r與燈滅時(shí)的溫度差異很大，若燈體不帶呼吸系統(tǒng)時(shí)，反射器容易被有害氣體腐蝕而產(chǎn)生較大光損失。5、技術(shù)非常成熟，應(yīng)用非常廣泛，功率可以做的比較高，價(jià)格比較低廉，壽命20000小時(shí)左右。無極燈作為隧道照明光源，其特性為：1、超長(zhǎng)壽命，燈內(nèi)無燈絲和電極，燈泡壽命僅取決于熒光粉的自然衰減，設(shè)計(jì)壽命指標(biāo)≥4萬小時(shí)。

2、目前光效80lm/w左右，顯示指數(shù)75左右。

3、輻射大，電磁干擾明顯，無閃爍、無濺射、低眩光。

4、瞬間啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間≤0.1秒，無需預(yù)熱，瞬間可啟動(dòng)照明。

5、電氣性能好，功率因數(shù)≥0.95，電流諧波??；

6、擴(kuò)展功能強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)直流供電、定時(shí)開斷等個(gè)性功能設(shè)計(jì)。

7、低色溫時(shí)光效較低，顯色性差。

8、功率限制，目前只能做到400W，價(jià)格相對(duì)比較便宜，被業(yè)界普遍認(rèn)為是一種過渡性光源，而非替代性光源。大功率LED光源的應(yīng)用于隧道照明的主要特性為：1、超長(zhǎng)壽命，理論壽命10萬小時(shí)，實(shí)際壽命≥5萬小時(shí)。

2、目前單顆1瓦光效90～130lm，集成單顆10W光效≥900lm，顯示指數(shù)≥75。

3、無輻射，無電磁干擾，無閃爍、無濺射、低眩光。

4、瞬間啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間≤0.01秒，無需預(yù)熱，瞬間可啟動(dòng)照明。

5、電氣性能好，功率因數(shù)≥0.95，整燈效率≥90％，電流諧波小。

6、延伸功能強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)智能無極調(diào)光，安全預(yù)警等輔助功能。

7、散熱要求高，價(jià)格相對(duì)比較昂貴，被業(yè)界認(rèn)為是一種替代性光源，是既白熾燈，熒光燈后的第三代照明革命。三種光源光衰曲線示意圖從比較結(jié)果可以得出：LED光源應(yīng)用于隧道照明不僅可行，而且還能提升隧道照明的效果和運(yùn)營(yíng)成本的下降。三、龍山隧道項(xiàng)目實(shí)施簡(jiǎn)介及運(yùn)行結(jié)果分析龍山隧道左線總長(zhǎng)253米，隧道寬為10米，現(xiàn)燈具安裝高度為5.5米，燈具為100W、150W、250W不等的高壓鈉燈。1、充分考慮到安全性，暫先于左道在原有燈具的基礎(chǔ)上進(jìn)行穿插試樣安裝H?S520/60型號(hào)的大功率LED長(zhǎng)效隧道燈，并做實(shí)測(cè)對(duì)比；

2、所有涉及的相關(guān)參數(shù)以確保符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為前提；

3、綜合能耗及相關(guān)費(fèi)用的成本節(jié)約系數(shù)；

隧道燈進(jìn)口留8米不裝燈，出口留8.3米不裝燈，保留原有設(shè)置；

加強(qiáng)段總長(zhǎng)46米，間距1.5米，對(duì)稱安裝H?S520/80型LED隧道燈；

過渡1段總長(zhǎng)20.5米，間距3米，對(duì)稱安裝，H?S520/60型LED隧道燈；

過渡2段總長(zhǎng)139.2米，間距8米，交叉安裝H?S520/60型LED隧道燈；

出口段總長(zhǎng)33米，間距3米，對(duì)稱安裝H?S520/80型LED隧道燈；改造前高壓鈉燈布置情況：改造后LED隧道燈布置情況：中國照明網(wǎng)技術(shù)論文：大功率LED隧道照明創(chuàng)新應(yīng)用與技術(shù)展望[李浩汪正林徐琦]改造前后的對(duì)比：H?S520型號(hào)大功率LED隧道燈主要計(jì)算指標(biāo)改造后路面亮度測(cè)試數(shù)據(jù)改造后每月照度及故障率測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)駕駛員隨機(jī)抽樣的調(diào)查階段性數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果龍山隧道照明改造工程改造后的路面均勻度實(shí)際效果優(yōu)于改造前的高壓鈉燈，眩光＜10%，隧道內(nèi)平均照度為60lx,達(dá)到預(yù)期指標(biāo)。單盞燈具節(jié)電率為43%，整個(gè)改造工程節(jié)電率為50％。通過龍山隧道照明改造工程的實(shí)施，從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和燈光效果看，均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。從以上對(duì)比分析可知，LED燈具的使用在大大降低營(yíng)運(yùn)成本的同時(shí)，為駕駛員營(yíng)造良好舒適的視覺環(huán)境，進(jìn)一步提高了高速公路運(yùn)營(yíng)安全性。三、結(jié)合LED固有特性，開發(fā)的大功率LED隧道照明系統(tǒng)的延伸功能隧道是容易發(fā)生交通事故的路段，需要研究適用于隧道照明的集成系統(tǒng)，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)誘導(dǎo)、頻閃等功能。根據(jù)隧道照明的路面亮度與環(huán)境條件的關(guān)系，集成系統(tǒng)可以無極調(diào)光功能。1、智能無極調(diào)光常規(guī)隧道照明系統(tǒng)為通過設(shè)定洞內(nèi)和洞外光通量相關(guān)對(duì)應(yīng)參數(shù)，設(shè)置可分路控制的多級(jí)照明調(diào)控裝置，通過多級(jí)調(diào)光裝置調(diào)整路關(guān)燈和整路開燈的原理調(diào)光。由于涉及隧道照明運(yùn)行和建造成本原因，按照設(shè)計(jì)規(guī)范，各路隧道照明燈按一定的設(shè)計(jì)間隔距離分布設(shè)置，由于分布設(shè)置，當(dāng)減光后必然在地面形成照度不勻的光斑現(xiàn)象。通過實(shí)驗(yàn)新型LED光源，利用LED光源的特性，對(duì)LED光源實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)光，以消除隧道照明減光時(shí)形成的光斑現(xiàn)象。2、輔助性安全預(yù)警功能，可以根據(jù)安全事故級(jí)別設(shè)置不同的頻率利用LED光源的特性，通過燈具自帶智能控制系統(tǒng)與遠(yuǎn)程通信，在隧道內(nèi)發(fā)生交通事故時(shí)，LED燈具通過頻閃頻率的快慢告知駕駛員危險(xiǎn)等級(jí)。3、輔助性事故誘導(dǎo)功能引導(dǎo)光帶系統(tǒng)，通過特定的帶有方向性指示的光帶引導(dǎo)洞內(nèi)人員在重大交通事故發(fā)生時(shí)，按照正確路徑撤離和疏散到隧道外或安全地帶。如：防止較長(zhǎng)隧道內(nèi)由于交通事故引起火災(zāi)發(fā)生時(shí)濃煙彌漫，人員在濃煙中選擇逃生方向錯(cuò)誤而造成人生傷害。光帶系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)是：利用LED光源特性，將單體燈具作為光帶系統(tǒng)的組成單元，而不需要另外在洞內(nèi)安裝附加光帶系統(tǒng)。4、數(shù)據(jù)的采集與分析智能控制系統(tǒng)通過對(duì)燈具使用時(shí)間，功耗及電費(fèi)等數(shù)據(jù)的采集，分析智能照明控制系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時(shí)狀況，并給出節(jié)能數(shù)值。5、提高光源的顯色性，加寬光譜分布范圍顯色性指數(shù)全面反映光源的顏色特性。對(duì)顏色識(shí)別有要求的工作場(chǎng)所，當(dāng)使用照度在500lx及以下、采用光源的顯色指數(shù)較低時(shí)，宜提高其照度標(biāo)準(zhǔn)值。采用Ra=75以上的LED光源的燈具與以高壓鈉燈為光源的燈具照射路面達(dá)到相同照明效果相比，LED燈具路面照度為高壓鈉燈路面照度的0.8倍。白光LED的發(fā)光原理有兩種：其一是藍(lán)光激發(fā)黃色熒光粉，混合成白光，其二是通過RGB芯片發(fā)光混合成白光。目前第一種發(fā)光方式占主流。通過選擇不同特性的芯片和熒光粉，通過多次對(duì)比實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合已積累的實(shí)體工程數(shù)據(jù)，從而得到相關(guān)的顯色指數(shù)指標(biāo)。四、大功率LED創(chuàng)新應(yīng)用于隧道照明的技術(shù)展望隧道照明的主要功能是保證駕駛員在白天和夜間經(jīng)過隧道時(shí)的視覺舒適度。即使路面照度水平良好，駕駛員在將進(jìn)入隧道時(shí)，也會(huì)因?yàn)橐恍┢渌蛩兀ㄈ巛^差的路面均勻度、較暗的隧道兩側(cè)墻壁等）而降低駕駛的信心，這將會(huì)導(dǎo)致突然的不必要?jiǎng)x車，從而增加發(fā)生交通事故的可能性。隧道照明不僅要滿足照明規(guī)范中的亮度值和亮度均勻度的要求值，更應(yīng)該從駕駛員的視覺功能和視覺舒適度出發(fā)，建立質(zhì)高效、經(jīng)濟(jì)、舒適、安全的隧道照明環(huán)境。通過龍山隧道試樣工程對(duì)比后，我們認(rèn)為大功率LED光源在隧道照明應(yīng)用中可以在節(jié)約電能和節(jié)約維護(hù)費(fèi)用上有著較大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)可以為駕駛員提供較好的視覺環(huán)境，增加駕駛員的安全感和舒適感，提高隧道的交通流量，降低事故的發(fā)生率。隨著公路建設(shè)的不斷發(fā)展，公路隧道日益增多，為了節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境和提高公路隧道照明的綠色照明，以下幾個(gè)方面將是我們繼續(xù)努力的方向：1、建立健全隧道綠色照明標(biāo)準(zhǔn)。

2、進(jìn)行科學(xué)的隧道照明設(shè)計(jì)

3、選擇開發(fā)高效節(jié)能的光源和電器

4、采用優(yōu)勢(shì)高效節(jié)能的照明燈具