公路隧道LED照明技術(shù)應(yīng)用關(guān)鍵問題探討

文章來源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2014-03-14

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 公路建設(shè)的發(fā)展，特別是山區(qū)高速公路建設(shè)的發(fā)展，帶來了公路隧道在規(guī)模和長度上的快速增長。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國公路隧道建設(shè)里程已突破2500km。與此同時(shí)，隧道運(yùn)營能耗問題，特別是隧道照明能耗問題，已顯得越來越突出，對(duì)構(gòu)建安全和和諧交通環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重影響。

       以安徽省交通投資集團(tuán)有限責(zé)任公司下屬黃塔桃高速公路和六武高速公路為例，即可充分說明問題。

       安徽省黃塔桃( 黃山至塔嶺和小賀至桃林) 高速公路是國家高速公路干線網(wǎng)中京臺(tái)( G3) 高速公路和杭瑞( G56) 高速公路的重要組成部分。路線全長51. 3km。其中起點(diǎn)至小賀段長17. 5km，為雙向6車道，設(shè)計(jì)速度100km/h，路基寬度33. 5m; 小賀至桃林和小賀至塔嶺兩段分別長18. 5km 和15. 3km，為雙向4 車道，設(shè)計(jì)速度80km/h，路基寬度24. 5m。

       全線共設(shè)置15 處隧道，單洞全長28. 3km，占全線的27. 6%。如采用高壓鈉照明系統(tǒng)，隧道照明燈具總功率達(dá)2076kW，日耗電費(fèi)約2. 1 萬元，年耗電費(fèi)約7580 萬元。

       安徽省六武高速公路是國家新規(guī)劃的滬漢蓉高速公路( G42) 的重要路段。路線全長90. 9km，為雙向4 車道，設(shè)計(jì)車速100km/h，路基寬度26m。

       全線共設(shè)置8 處隧道，單洞全長18. 4km，占全線的10. 1%。如采用高壓鈉照明系統(tǒng)，隧道照明燈具總功率達(dá)1734kW，日耗電費(fèi)約1. 7 萬元，年耗電費(fèi)約6330 萬元。

       如何響應(yīng)國家節(jié)能減排的號(hào)召，在隧道照明方面最大限度地節(jié)能，是山區(qū)高速公路建設(shè)和營運(yùn)急待解決的問題。

1 隧道節(jié)能照明方式

       目前，隧道照明可采用的燈具有高壓鈉燈、熒光燈、高頻無極燈、LED 燈等。其中，高壓鈉燈和熒光燈基于氣體放電，無極燈基于氣體放電和高頻電磁感應(yīng)的結(jié)合，LED ( Light Emitting Diode) 即半導(dǎo)體發(fā)光二極管基于注入式電致發(fā)光。

       高壓鈉燈是我國目前高速公路隧道照明主要采用的燈具。但新型LED 燈具有高效節(jié)能、使用壽命長、維護(hù)方便、工作電壓范圍寬、工作溫度低、綠色環(huán)保等顯著優(yōu)點(diǎn)，是目前高速公路隧道照明強(qiáng)有力的競(jìng)爭產(chǎn)品。國際上單芯片大功率白光LED 在技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)上發(fā)展較為成熟，以其為光源的燈具是市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品。

本次調(diào)研和比選的結(jié)果限于該類型燈具( 表1) 。

2 LED 節(jié)能照明集成技術(shù)

       公路隧道照明節(jié)能技術(shù)應(yīng)體現(xiàn)出集成性和原創(chuàng)性，重點(diǎn)通過“環(huán)境節(jié)能、模式節(jié)能、控制節(jié)能”三大環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)。

       ( 1) 控制內(nèi)外環(huán)境實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)性節(jié)能。一是洞外環(huán)境的把握，要求測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)洞外亮度，制定洞外減光措施，復(fù)核完工后的洞外亮度，進(jìn)行具針對(duì)性的照明設(shè)計(jì)和實(shí)施前的設(shè)計(jì)修正，切實(shí)控制隧道照明節(jié)能上的洞外環(huán)節(jié)。二是洞內(nèi)環(huán)境的營造，要求結(jié)合洞內(nèi)裝飾，以分段的方式采在洞內(nèi)涂料上采用高反光材料、自發(fā)光材料等，實(shí)現(xiàn)功能與形式的完美結(jié)合。

       ( 2) 優(yōu)選照明模式實(shí)現(xiàn)核心層節(jié)能。包括照明光源的選擇( 高壓鈉燈、高頻無極燈、LED 燈等及其組合) 、照明方式的選擇( 隧道長≤100m、≤300m、≤1000m、> 1000m 條件下， “不設(shè)照明、誘導(dǎo)照明、標(biāo)準(zhǔn)照明”等的論證) 、照明參數(shù)的選擇。

       ( 3) 建立控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高端級(jí)節(jié)能。針對(duì)洞外亮度、洞內(nèi)交通量和行車速度對(duì)洞內(nèi)亮度的影響特點(diǎn)，洞內(nèi)照明控制系統(tǒng)擬由以洞外亮度為標(biāo)準(zhǔn)的無級(jí)控制和以洞內(nèi)交通量和行車速度為標(biāo)準(zhǔn)的分級(jí)控制組成。