案例應(yīng)用皓玥大功率LED隧道照明創(chuàng)新應(yīng)用與技術(shù)展望

1、· 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。 關(guān)鍵字：大功率LED10篇 隧道照明42篇 1.背景(1)國家4萬億投資中鐵路、公路、機(jī)場、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、地下停車場、加油站照明、室內(nèi)照明等產(chǎn)品的示范應(yīng)用;到2010

2、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，預(yù)期年節(jié)電1400億度，帶動半導(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)營管理部門(業(yè)主)應(yīng)對隧道安全與照明節(jié)電的最佳選擇。(6)技

3、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。2.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)僅為20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低，僅40%左右。燈管發(fā)光角度為360°

4、，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)高壓鈉燈燈泡啟動時(shí)間長，再次啟動時(shí)需要有一定的時(shí)間間隔。高壓鈉燈在通電510分鐘左右的時(shí)間，才能達(dá)到正常的亮度，再次啟動的時(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

5、擾明顯，無閃爍、無濺射、低眩光。(4)瞬間啟動，啟動時(shí)間0.1秒，無需預(yù)熱，瞬間可啟動照明。(5)電氣性能好，功率因數(shù)0.95，電流諧波小。(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90130lm，集成單顆10W光效900lm，顯示指數(shù)75。(3)無輻射大，無電磁干擾，無閃爍、無濺射、低眩光。(4)瞬間啟動，啟動時(shí)間0.0

6、1秒，無需預(yù)熱，瞬間可啟動照明。(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)營成本的下降。3.龍山隧道項(xiàng)目實(shí)施簡介及運(yùn)行結(jié)果分析龍山隧道左線總長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

7、H·S520/60型號的大功率LED長效隧道燈，并做實(shí)測對比。(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)。(4)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。(5)加強(qiáng)段總長46米，間距1.5米，對稱安裝H·S520/80型LED隧道燈。(6)過渡1段總長20.5米，間距3米，對稱安裝，H·S520/60型LED隧道燈。(7)過渡2段總長139.2米，間距8米，交叉安裝H·S520/60型LED隧道燈。(8)出口段總長33米，間距3米，對稱安裝H·S520/80型LED隧道燈。 改造前

8、高壓鈉燈布置情況：標(biāo)段長度方式間距高壓鈉燈功率/數(shù)量100W150W250WA42對稱1.75m8044B21對稱3.5m4120C140對稱3.5m4890D35對稱3.5m2000 改造后LED隧道燈布置情況：標(biāo)段長度方式間距H·S520型燈具功率/數(shù)量60W80WA46對稱1.5m062B20對稱3.0m240C160交叉8.0m230D33對稱3.0m022 改造前后的對比：燈具數(shù)量總能耗/年節(jié)約電費(fèi)/年改造前高壓納燈250W:44盞150W:21盞100W:80盞145盞228,275度103,962元改造后H·S520/XXH·S5

9、20/80：84盞H·S520/60：47盞131盞98,322度     整流器和驅(qū)動效率按85%計(jì)算     電費(fèi)按0.8元/度計(jì)算H·S520型號大功率LED隧道燈主要計(jì)算指標(biāo) 型號(No.)輸入(VAC)期初光通量(lm)目前光通量(lm)色溫(K)顯色指數(shù)(Ra)眩光Tl(%)H·S520/60w187-264300050003500-40008010H·S520/80w187-264400065003500-40008010燈具效率期初65%，目前90%。改造后路

10、面亮度測試數(shù)據(jù) 1234567155695555545556254575454545357352566573735858466545960586956556525958526246平均照度(亮度)：57.8lx（5.78cd/m2）總均勻度：0.79縱向均勻度：0.84 根據(jù)公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ 026.1-1999改造后每月照度及故障率測試數(shù)據(jù)2008年月份123456照度57.357.557.256.856.756.7故障率000000月份789101112照度56.256.256.256.255.855.6故障率2000002009年月份123456照度55.655.

11、655.655.655.6 故障率00000 月份789101112照度      故障率      對駕駛員隨機(jī)抽樣的調(diào)查調(diào)查項(xiàng)目效果評價(jià)選擇的人數(shù)占總數(shù)百分率/%安全性對比LED燈安全1718860高壓鈉燈安全15777二者差不多7363總體效果LED燈照明好1658549高壓鈉燈照明好21140二者差不多6311光線強(qiáng)弱對比（感覺）LED燈安全強(qiáng)1728912高壓鈉燈強(qiáng)16829階段性數(shù)據(jù)測試結(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

12、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)場實(shí)測數(shù)據(jù)和燈光效果看，均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。從以上對比分析可知，LED燈具的使用在大大降低營運(yùn)成本的同時(shí)，為駕駛員營造良好舒適的視覺環(huán)境，進(jìn)一步提高了高速公路運(yùn)營安全性。 3.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

13、內(nèi)和洞外光通量相關(guān)對應(yīng)參數(shù)，設(shè)置可分路控制的多級照明調(diào)控裝置，通過多級調(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。(3)輔助性事故誘導(dǎo)功能引導(dǎo)光帶系統(tǒng)，通過

14、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。對顏色識別有要求的工作場所，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

15、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)。 4.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)，也會因?yàn)橐恍┢渌蛩?如較差的路面均勻度、較暗的隧道兩側(cè)

16、墻壁等)而降低駕駛的信心，這將會導(dǎo)致突然的不必要剎車，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)