李俊才
【摘 要】公路隧道結(jié)構(gòu)因為處于地下的原因,需要利用相應(yīng)的照明設(shè)備來幫助照明,以實現(xiàn)通行目的。而LED隧道照明燈因為具有高亮度、使用時間比較長以及節(jié)能等優(yōu)勢被應(yīng)用在公路隧道照明中。因此,本文主要介紹了LED照明燈具有的特征,并且講述了LED隧道照明燈具備的優(yōu)勢特點等。根據(jù)公路隧道特點進行選擇照明設(shè)備以及應(yīng)用,并針對使用過程中出現(xiàn)的問題進行分析解決。
【關(guān)鍵詞】隧道照明;LED照明燈;節(jié)能;公路隧道
0.前言
高速公路結(jié)構(gòu)中公路隧道也屬于整個公路結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)成,其與普通路段相比施工過程相對比較復(fù)雜。例如公路隧道中空氣環(huán)境以及亮度等都非常差,隧道空間寬度、高度等非常有限,因此沒有多余的空間進行擴展。所以為了車輛行駛安全,在公路隧道中提供足夠的亮度非常必要。除此之外,因為隧道內(nèi)部需要安裝大量照明設(shè)備,耗電量非常多。近年來,國內(nèi)大部分公路隧道中照明燈均是采用高壓鈉燈,所需照明費用非常巨大[1]。因此,探討采用何種方法幫助減少照明費用是同行企業(yè)都非常關(guān)注的問題之一。
1.分析LED隧道照明燈具備特征
(1)使用時間較長:與高壓鈉燈使用壽命相比,LED照明燈使用時間比較長。
(2)發(fā)光效率較好:普通鈉燈光效只達到40~50lm/w,而LED照明燈具有的光效通常情況下可以達到70~80lm/w。
(3)具有的顯色性比較高:如果顯色指數(shù)(Ra數(shù)值)越高,在亮度一樣的環(huán)境下,人們的視力會更清楚看到視線范圍中的物體。普通高壓鈉燈具有的顯色指數(shù)值僅為23,明顯低于LED照明燈所具有的顯色指數(shù)(Ra=80)。
(4)LED照明燈色溫較低:普通高壓鈉燈具有的色溫值大約為2000k,但是LED照明燈可以達到5000~8000k。
(5)具有良好的環(huán)保效果:普通高壓鈉燈光源中攜帶有金屬鈉、汞元素,其屬于有害元素,并且使用時間較短與LED照明燈,廢品處理過程中會對環(huán)境造成嚴重污染。LED照明燈不含有鈉、汞等有害元素,因此對環(huán)境造成污染程度小。
(6)價格費用比較貴:因為LED照明燈屬于新型照明設(shè)備,燈具價格是高壓鈉燈價格的3.5倍左右,燈具價格比較貴。
2.LED隧道燈在公路隧道照明工作中所具備的優(yōu)勢特點
近年來,我國高速公路得到較快發(fā)展,公路隧道也隨之增多,使隧道照明費用也不斷增多,給企業(yè)帶來了一定壓力。目前,隨著LED照明燈的采用,在隧道照明工作中凸顯了其優(yōu)勢作用,能幫助高速公路運營企業(yè)減少照明費用。LED照明燈所起到的照明優(yōu)勢與其具備的特點有著非常密切的關(guān)系,正是這些特點使其在使用中發(fā)揮著獨特的優(yōu)勢。(1)因為LED燈具光效比較高,通過相關(guān)計算可以了解到:相同亮度條件下,LED燈照明使用電量以及功率僅是普通高壓鈉燈的59%左右[2]。如果是耗電量非常多的隧道,采用LED燈能幫幫助減少耗電量,節(jié)約電能的優(yōu)勢非常明顯。(2)其持續(xù)使用時間非常長,普通高壓鈉燈使用壽命長短僅有幾千個小時,LED等卻可以達到上萬個小時的使用時間,是鈉燈使用壽命的一倍。另一方面,LED燈光衰與高壓鈉燈相比也比較小,在長時間使用過程中燈具更換次數(shù)明顯少于高壓鈉燈,所需維護成本也比較少。(3)采用LED燈能起到保護環(huán)境的作用,其不含有金屬汞、鈉等有害元素,在后續(xù)廢品處理過程中不會對環(huán)境造成太大影響。加上LED隧道照明燈使用壽命長、更換次數(shù)低,在很大程度上幫助企業(yè)節(jié)省了一筆可觀的費用。
3.LED應(yīng)用在公路隧道的具體實施措施
3.1根據(jù)不同隧道照明級別做好各隧道地段的照明亮度的確定工作
不同公路隧道級別不同,其所需照明亮度要求也有所不同。因此在安裝照明設(shè)備時應(yīng)根據(jù)燈具照明原理以及特征,對公路隧道不同路段亮度要求以及照明分布情況進行精確計算,然后做出正確分析??梢圆捎脺y試方法,幫助驗證計算所得結(jié)果,然后對設(shè)計方案進行優(yōu)化。
3.2按照亮度需要進行選擇類型LED照明等以及其他相關(guān)設(shè)備
(1)LED隧道照明燈是采用光學(xué)透鏡這一原理來進行配光工作,經(jīng)過建模以及修模方式幫助獲得精確的配光圖。這種方法在配光過程中擁有分配自由度比較大,從而可以幫助提高光效,還能達到均勻分布照度的目的。
(2)LED照明燈結(jié)構(gòu)中采用LED,其處于高溫環(huán)境中性能會急劇下降,嚴重者會對燈具造成破壞。因此,解決散熱工作是確保LED照明能繼續(xù)發(fā)揮作用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在實際工作中,可以根據(jù)隧道通風(fēng)情況,選擇通道式散熱設(shè)備。該散熱器選用的是小型通透設(shè)備,對于照明單元結(jié)構(gòu)的散熱情況比較有利。因為其能在熱量達到照明燈具前,熱量就可以通過小散熱器發(fā)散出去。另外,由光源單元組合而成的燈具設(shè)備也攜帶有通透工作的結(jié)構(gòu),使散熱效果顯著增大,不僅解決了大功率LED工作過程中的散熱難題,還幫助減輕了燈具重量。
(3)為了方便公路隧道的日常維護工作,可對直流穩(wěn)壓電源作進一步可維護性以及可靠性設(shè)計。例如,開關(guān)電源結(jié)構(gòu)可以選擇隔離分體類型的電源設(shè)計,其具有散熱功能好,性能比較可靠穩(wěn)定。更換電源非常方便,方柏霓了現(xiàn)場維護工作,還能起到幫助維修工作人員以及燈體結(jié)構(gòu)的安全。
(4)根據(jù)隧道車輛通行量、隧道外亮度情況來開發(fā)滿足不同隧道路段的LED隧道燈智能控制系統(tǒng),這種方法也能獲得節(jié)省電量的目的[3]。設(shè)計供電線路時要確保每盞照明燈都可實現(xiàn)獨立開啟和關(guān)閉操作。因為車流量以及亮度需求控制為企業(yè)智能控制系統(tǒng)提供了一定的物理條件,從而實現(xiàn)了LED照明燈自動調(diào)節(jié)亮度,幫助減少了耗電量。
3.3做好照明燈適應(yīng)安全檢測工作以及日常檢查工作
(1)為了保證所用的燈具起到節(jié)能效果,需要對燈具進行嚴格測試。因為LED燈屬于新型照明設(shè)備,目前還沒有統(tǒng)一的標準規(guī)范對燈具質(zhì)量進行約束,因此不同企業(yè)生產(chǎn)的燈具性能指標也存在差異。因此公路建設(shè)以及運營企業(yè)都要嚴格根據(jù)相關(guān)設(shè)計文件來選取隧道照明燈具,然后對燈具光效、光衰情況以及配光性能等性能進行精確測試,從而選擇節(jié)能、可靠的照明燈具。
(2)對照明燈具定期進行監(jiān)測維護,確保照明燈具擁有良好的工作條件。隧道結(jié)構(gòu)中油漬物質(zhì)、粉塵物質(zhì)等較多、環(huán)境差,這些都會對照明燈具的光效以及散熱作用產(chǎn)生不良影響。因此,運行企業(yè)需要定期檢測隧道路面的照明程度,若出現(xiàn)異常情況應(yīng)立即尋找問題所在,確保隧道照明正常,不影響車輛通行。
4.分析LED照明燈在使用過程中存在的一些問題
該類燈具從研發(fā)工作到投入使用,這一過程中也出現(xiàn)了一些問題。LED隧道照明燈其設(shè)計工作的重點是要掌握隧道照明需求,其需要符合隧道結(jié)構(gòu)中的不同路段照明要求、隧道環(huán)境情況以及車輛行駛舒適度需求等條件。但是LED照明燈研發(fā)技術(shù)還沒得到完善、成熟,因此照明燈在使用過程中還是存在某些不足,表現(xiàn)為:①存在某些LED產(chǎn)品,其光衰減比較嚴重,無法滿足墻面照度相關(guān)需求;②有些產(chǎn)品在設(shè)計過程中沒能根據(jù)隧道工程特點、照明路段劃分等,造成配光效果不佳;③一些產(chǎn)品存在效率差、監(jiān)測和控制工作不易開展等問題,在實際中電源使用壽命較短,沒有達到最長使用壽命要求;且無法完成照度監(jiān)測工作,無法實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)光照亮度;④燈具標準化:不同企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格都存在差異,沒有一個統(tǒng)的標準規(guī)范。
5.結(jié)束語
綜上所述,LED隧道照明燈因為具有使用壽命長、對環(huán)境污染小、光效高、光衰小等特點,在隧道照明工作中能幫助降低照明費用,安全可靠。隨著高速公路的不斷發(fā)展,公路隧道結(jié)構(gòu)也隨之增多,運行企業(yè)需要花費大量資金確保隧道照明工作。而采用LED照明燈具可以實現(xiàn)節(jié)約電能,幫助企業(yè)減少了費用成本,同時提高了隧道照明質(zhì)量。
【參考文獻】
[1]陳梅,林華彬,侯峰.探討LED隧道燈在高速公路隧道中的應(yīng)用[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2012(07):340-342.
[2]韓直,戚飛.公路隧道LED照明燈的檢測與應(yīng)用[J].公路交通技術(shù),2009(06):129-131.
[3]宋全威.淺談高速公路隧道LED燈具照明與應(yīng)用[J].廣東公路交通,2012(02):57-59.