公路隧道LED照明技術應用關鍵問題探討

文章來源:恒光電器

發布時間:2014-03-14

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 公路建設的發展，特別是山區高速公路建設的發展，帶來了公路隧道在規模和長度上的快速增長。據不完全統計，目前我國公路隧道建設里程已突破2500km。與此同時，隧道運營能耗問題，特別是隧道照明能耗問題，已顯得越來越突出，對構建安全和和諧交通環境構成嚴重影響。

       以安徽省交通投資集團有限責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中京臺( 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。其中起點至小賀段長17. 5km，為雙向6車道，設計速度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，設計速度80km/h，路基寬度24. 5m。

       全線共設置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，隧道照明燈具總功率達2076kW，日耗電費約2. 1 萬元，年耗電費約7580 萬元。

       安徽省六武高速公路是國家新規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，設計車速100km/h，路基寬度26m。

       全線共設置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，隧道照明燈具總功率達1734kW，日耗電費約1. 7 萬元，年耗電費約6330 萬元。

       如何響應國家節能減排的號召，在隧道照明方面最大限度地節能，是山區高速公路建設和營運急待解決的問題。

1 隧道節能照明方式

       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的結合，LED ( Light Emitting Diode) 即半導體發光二極管基于注入式電致發光。

       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 燈具有高效節能、使用壽命長、維護方便、工作電壓范圍寬、工作溫度低、綠色環保等顯著優點，是目前高速公路隧道照明強有力的競爭產品。國際上單芯片大功率白光LED 在技術和標準上發展較為成熟，以其為光源的燈具是市場上的主流產品。

本次調研和比選的結果限于該類型燈具( 表1) 。

2 LED 節能照明集成技術

       公路隧道照明節能技術應體現出集成性和原創性，重點通過“環境節能、模式節能、控制節能”三大環節實現。

       ( 1) 控制內外環境實現基礎性節能。一是洞外環境的把握，要求測定現場洞外亮度，制定洞外減光措施，復核完工后的洞外亮度，進行具針對性的照明設計和實施前的設計修正，切實控制隧道照明節能上的洞外環節。二是洞內環境的營造，要求結合洞內裝飾，以分段的方式采在洞內涂料上采用高反光材料、自發光材料等，實現功能與形式的完美結合。

       ( 2) 優選照明模式實現核心層節能。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， “不設照明、誘導照明、標準照明”等的論證) 、照明參數的選擇。

       ( 3) 建立控制系統實現高端級節能。針對洞外亮度、洞內交通量和行車速度對洞內亮度的影響特點，洞內照明控制系統擬由以洞外亮度為標準的無級控制和以洞內交通量和行車速度為標準的分級控制組成。