LED在隧道照明中的创新应用探讨 [1]

　　0 引言

　　LED在隧道照明的应用探讨已有5年多了。伴随 LED光源和LED照明技术的发展，LED照明产品的 设计理念正在走出模仿传统照明产品的外观造型、 灯具构造、光学设计等的老路，而开始研究并应用 一些体现LED优势的创新设计。在户外照明方面， 结合LED光源特点和隧道照明要求，以大幅提高隧 道照明品质和节能指标为主导的“隧道连续光带照 明”和“隧道人口段亮度平滑设计”的概念已被提 出，并被国内一些大型隧道照明工程所采纳，实际 应用效果良好。预计这两个概念将会在隧道照明中 成为LED照明的基本模式。本文将对上述两个概念 进行较详细的介绍和分析，以便于使更多的隧道照 明能够从这两个理念中受益。 1隧道连续光带照明的概念

　　连续光带概念是指隧道基本照明光源连续分布的照明方式。例如采用功率0.5～1w/颗的LED光源，把灯具制作成线形照明灯具，安装到隧道内，实现 照明光源的连续分布，从而构成了连续光带照明。连续光带照明的优点是：灯具间距小于一定间隔的 可使隧道内路面亮度均匀度接近1;灯具间无间隔的 连续光带照明可在任何行车速度下保证无频闪。

　　但出于灯具成本的考虑，在隧道基本照明灯具 的设计和实际应用中，不可能达到完全连续，但其 效果已经远好于高压钠灯照明。实际连续光带LED 隧道照明可以将灯具设计为单排光源或双排光源的长条形，灯具长度通常在1～1.5m或者2.4m，这样，隧道基本照明灯之间的间隔就比传统照明灯具要小很多，行车舒适度也有较大的提高。这个概念也完全可应用到隧道加强照明灯具的设计上，尽可能地把加强照明灯具的宽度降低，长度提高，让灯具之间的间隔缩短到最低限度。

　　2 隧道入口段亮度平滑的概念

　　隧道入口段的亮度Lth可按式(1)计算，

　　其中，L20(S)是指隧道接近段起点一个停车视距处，距地面1.5m高出正对洞口方向20°视场范围内实测得到的平均量亮度，大你问：cd/m²;k为入口段亮度折减系数。

　　例如，假设设计行车速度为100km/h时，k=0.045,如果洞外亮度L20(S)为4000cd/m²，维护系数为0.75(维护系数相当于提高了隧道入口段的设计亮度)，隧道入口段的设计亮度Lth

　　=4000×0.045/0.75=240cd/m²。照明停车视距Ds=158m,按照JTJ026.1-1999《公路隧道通风照明设计规范》，过度1段的亮度值Lth1=0.3×Lth=72cd/m²，相对于隧道入口段的亮度值240cd/m²跌落70%。在车辆行驶到入口段与过渡1段交接点时，会形成一个视觉黑屏效应，不利于行车安全。入口段的高强度照明形成了隧道照明的主要能耗。

　　为了提高行车舒适度，我们提出通过将入口段划分为2-3段的方式，逐步降低亮度，实现

　　视觉上入口段与过渡1段的亮度平滑过渡。实现入口段亮度平滑设计后，入口段的照明功率可下降25%-30%，大幅度提高了隧道照明的节能指标。

　　3 应用案例

　　国内第1例采用LED连续光带照明概念的隧道照明是杭州萧山的西山隧道(由广东国晟驼子有限公司实施)LED照明改造。西山隧道是一个建成时间比较早的市政隧道，2车道双向通行，车流量较大。原照明系统为高压钠灯，由于隧道内的硬件设计不利于隧道照明，加上已有的高压钠灯灯具使用时间已久，隧道内的照明效果很差。为了进行照明改造，在2009年6月对该隧道进行了LED照明试验，并于2009年9月正式完成了LED照明改造，取得了很好的照明效果(如图1所示)。

　　之后，2009年底又完成了上海长江隧道LED照明实施(图2)。该隧道做过两个方案：第一方案是采用传统灯型的LED灯具，但其亮度均匀性不好，斑马线现象较为严重;后来改来连续光带照明灯型，照明效果大为改善。

　　再接下来又完成了青岛胶州湾海底隧道、烟台黄金顶隧道和长沙湘江第一过江隧道LED照明实施(图3)等。