摘 要：

作為基建工程的重要項目，近些年我國的高速公路建設(shè)速度很快，在隧道照明技術(shù)方面，也取得很大進(jìn)步。高速公路隧道照明對于保障車輛的安全運行，發(fā)揮著非常重要的作用。目前全國正大力倡導(dǎo)“節(jié)能減排”，為響應(yīng)該政策，必須使用新的技術(shù)、新設(shè)備為隧道照明開辟一條新的節(jié)能之路。為此，從現(xiàn)代隧道的特點分析入手，對現(xiàn)代隧道照明做了一定的思考，在此基礎(chǔ)上重點論述了隧道照明的新技術(shù)和新方法。

關(guān)鍵詞：

隧道照明；LED照明；無極調(diào)光

中圖分類號：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：16723198（2015）16021501

0 引言

隨著我國高速公路的快速發(fā)展，不斷有新的公路隧道投入使用。如何更好的實現(xiàn)隧道節(jié)能，成為當(dāng)前時期隧道建設(shè)領(lǐng)域很多人關(guān)注的重點問題。目前傳統(tǒng)隧道照明多采用高壓鈉燈，通過多回路分時間段開關(guān)照明燈具的控制方式。目前這種照明系統(tǒng)單燈功率大，僅能做到通過簡單的控制方式節(jié)約能耗，節(jié)能效果不明顯；同時由于滿足隧道照明要求的高壓鈉燈功率大，使得電纜線徑較大有色金屬使用量也偏高。造成隧道后期的運營費用高居不下，電力資源的消耗日趨嚴(yán)重。在這種情況下，本文通過對隧道照明技術(shù)中一些燈具的選擇以及控制方式的論述，希望可以對隧道照明節(jié)能工程起到一定的幫助作用。

1 隧道照明特點

白天，駕駛員剛進(jìn)入隧道時，由于隧道外的亮度高于隧道內(nèi)很多，駕駛員看到的是一個黑洞。進(jìn)入隧道后由明亮的外部進(jìn)入一個較暗的空間，視覺會有一定的適應(yīng)時間，然后才能看清隧道內(nèi)部的情況，這種現(xiàn)象稱為“適應(yīng)的滯后現(xiàn)象”。在隧道中間段，由于汽車排出的廢氣集聚，形成煙霧，汽車前照燈的光會被這些煙霧吸收和散射，形成光幕和降低前方障礙物與其背景（路面，墻面）之間的亮度對比度，影響障礙物的能見度，給視覺功能帶來不利影響。隧道出口處會出現(xiàn)一個很亮的出口，對駕駛員會產(chǎn)生強烈的眩光，從而看不清路況，容易發(fā)生車禍。為此隧道照明通常分為入口照明，內(nèi)部照明和出口照明。其中對入口照明的要求更加嚴(yán)格，要求從與外界相仿的亮度逐漸降低。

2 燈具選擇

2.1 高壓鈉燈

目前國內(nèi)常用的隧道燈具主要是高壓鈉燈，高壓鈉燈作為隧道的傳統(tǒng)燈具有造價低、低色溫、技術(shù)成熟等特點。

2.2 LED燈

LED燈具有顯色性好、不含有害物質(zhì)、比較容易調(diào)控、光線利用率高能有效節(jié)約能源等特點。

3 燈具特性對比分析

3.1 色溫

高壓鈉燈的色溫一般在2100K，其顯色指數(shù)是23～25，而LED路燈現(xiàn)在使用的色溫多大于5300K，顯色指數(shù)是70～80。作為機動車行駛的快速道、主干道，偏黃色光的鈉燈，對看清前方90～160m左右距離路面狀況，效果比白色光略優(yōu)，特別是對有霧、多塵的空氣條件下，鈉燈較有優(yōu)勢。對于隧道內(nèi)緊急停車帶、橫洞等有顯色要求的區(qū)域，LED的顯色性優(yōu)于鈉燈。目前部分廠商正在努力解決LED色溫的問題，目前LED色溫已能做到3000K。

3.2 光源的發(fā)光效率

LED光源的發(fā)光效率，目前較好的在110Lm/W左右。高壓鈉燈光源的發(fā)光效率為130Lm/W左右，每瓦發(fā)出的光通量比LED高20Lm/W。雖然看起來高壓鈉燈比LED燈光效高，但LED燈光源的光通量損失最小，與傳統(tǒng)光源不同，LED燈是半空間發(fā)光的光源。高壓鈉燈是全空間發(fā)光的光源，需要將一個半空間的出射光線改變方向投向另一半空間內(nèi)反射器反射同時，不可避免的對光線的吸收和對光源自身的擋光。LED燈不會存在這方面的損失，光線的利用率比也比高壓納燈高。

《公路隧道照明細(xì)則》條文中要求LED光源在用于隧道基本照明時亮度可按標(biāo)準(zhǔn)亮度的50%取值。在對LED在隧道照明基本段取值原因有以下說明：設(shè)計所采用的亮度標(biāo)準(zhǔn)均是在明視覺條件下2°視野范圍內(nèi)的亮度，不能完全反映人眼對亮度的感知?；诜磻?yīng)時間的視覺功效法實驗，得出反應(yīng)時間相等時LED光源對高壓鈉燈（HPS）光源的亮度對比系數(shù)詳見表1。

表1 LED光源對高壓鈉燈（HPS）光源的亮度對比系數(shù)

3.3 光源的可控性

目前隧道照明高壓鈉燈，多通過多回路分時間段開關(guān)照明燈具的控制方式。僅能做到通過簡單的控制方式節(jié)約能耗，節(jié)能效果不明顯，由于高壓鈉燈啟動時間較長只能是對線路進(jìn)行整體調(diào)壓很難做到單燈控制。

LED燈具有啟動時間短的特性。目前許多LED燈具單都配置控制模塊可LED對每個燈具做到逐個控制。這樣可節(jié)約供電線纜，將多個回路控制合并成一條供電線纜，通過單燈控制進(jìn)行逐個調(diào)控，能更好的根據(jù)隧道實際運營情況有效節(jié)電。并且還能節(jié)約有色金屬資源。

3.4 維持性能比較

鈉燈燈的一個非常大的問題是照明持續(xù)性非常不好。在工作狀態(tài)下，燈具腔體內(nèi)的溫度要超過150度，而LED燈溫度是高壓鈉燈的30%，在非工作狀態(tài)下因為負(fù)壓會吸進(jìn)去非常多的灰塵和昆蟲，大大影響鈉燈的出光效果與壽命。而LED燈具由于溫升的問題使得實際的使用壽命原低于理論壽命，現(xiàn)階段有很多廠家采用了許多有效的方式來解決LED溫升的問題。

4 公路隧道隧道無級照明控制技術(shù)

公路隧道一般都配有齊備的監(jiān)控設(shè)備如：微波車檢器、視頻車檢器、照度儀、PLC本地控制器等。照度儀安裝于隧道人口的洞內(nèi)、洞外，用于檢測隧道洞內(nèi)、洞外的光強，為隧道照明系統(tǒng)選擇合適的照度提供依據(jù)。微波車檢器安裝于隧道入口前端，當(dāng)有車輛來時產(chǎn)生“來車”信號，發(fā)送至PLC。PLC本地控制器收集來車、無車信號以及照度檢測值，并與LED控制器進(jìn)行通訊。LED控制器根據(jù)PLC提供的各個參數(shù)，自動調(diào)整每個LED燈具的運行情況，調(diào)整LED燈的發(fā)光效率。連續(xù)性的調(diào)整其發(fā)光功率，因此只要處理好隧道洞外光強與LED燈的供電電壓的映射關(guān)系，就能夠使LED燈提供的照度最大限度的與實際需要保持一致，有效避免了過度照明所產(chǎn)生的電能浪費現(xiàn)象，做到資源的充分利用。

目前這種調(diào)控形式有有線和無線技術(shù)兩種。有線又分為總線式、電力載波等。無線現(xiàn)在有紅外、WiFi、藍(lán)牙、ZigBee等技術(shù)。無線技術(shù)的使用可以更加有效的節(jié)約控制線纜。

5 結(jié)束語

隨著現(xiàn)代照明技術(shù)的進(jìn)步，在隧道照明領(lǐng)域，新的照明系統(tǒng)會越來越多?，F(xiàn)代隧道照明不僅要滿足行車的亮度需要，更重要的是如何降低照明系統(tǒng)的使用和維護成本，這應(yīng)該是今后隧道照明領(lǐng)域研究的重要方向?？偟膩碚f，在隧道照明的設(shè)計中要盡量采用新技術(shù)、新思路，努力做到隧道照明的最大節(jié)能，降低照明成本。

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