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LED隧道照明興起,這幾點(diǎn)功不可沒

2018-03-07


“黑暗”和“灰暗”這兩個詞恰如其分地描述了世界上許多公路隧道的光照。所以當(dāng)你看到一條明亮的隧道時,沒有陰影或黑點(diǎn),你可能會想知道為什么所有的隧道都沒有這么好的照明條件。事實上,世界上許多地方的新隧道都表明,精心設(shè)計的LED隧道照明可以幫助司機(jī)輕松快速地調(diào)整視力、將維護(hù)降至Z低、在提高光線質(zhì)量的同時節(jié)約能源。


我們會討論一些項目,證明基于LED的隧道固態(tài)照明(SSL)的價值。隧道照明是否應(yīng)該升級采用LED,有兩個主要的考慮因素。市政通常關(guān)注壽命周期成本以及光的質(zhì)量。


公共照明的總體擁有成本取決于照度、功耗、設(shè)備成本、安裝成本、維護(hù)成本、燈具外形尺寸以及燈具的預(yù)期使用壽命等幾個因素。雖然其他可以量化的因素也是可以考慮的,但主要還是主管部門的決定。


固態(tài)照明提供高質(zhì)量的照明


隨著固態(tài)照明技術(shù)的成熟,這種照明的質(zhì)量十分利于在隧道中使用。與常用的戶外照明產(chǎn)品相比,LED照明具有出色的顯色性。


道路使用者和行人高度重視光質(zhì)。一些城市和公共事業(yè)機(jī)構(gòu)已經(jīng)選擇LED照明來改善商業(yè)區(qū)域,使其更具吸引力,增加安全感和舒適感。


在隧道照明中,可以說,總擁有成本和視覺感受都是需要考慮的因素。但是,考慮到公共資金的狀況,必須要實現(xiàn)較低的總生命周期成本。幸運(yùn)的是,LED技術(shù)的發(fā)展減少了LED隧道照明系統(tǒng)的采購和電力成本,與傳統(tǒng)的高壓氣體放電光源(HID)相比,LED大幅降低了壽命周期成本,同時還具有固態(tài)照明系統(tǒng)的其他優(yōu)勢。


LED和傳統(tǒng)照明的比較


目前,傳統(tǒng)的高壓氣體放電光源(HID),比如高壓鈉燈(HPS)和金屬鹵化物燈(MH),仍是隧道照明的主力。隧道照明方案需要較高的Z低照度,為使用者提供安全的環(huán)境。燈具必須能夠在距平面相當(dāng)遠(yuǎn)的距離上提供高水平的光照。公路隧道的典型安裝高度為5-7米,為高邊車輛提供間隙。


高壓鈉燈和金屬鹵化物燈對隧道照明方案設(shè)計者極具吸引力,既提供了低單位成本,又提供了高照度。高壓鈉燈和金屬鹵化物燈的陣列,通常每個燈具的功率高達(dá)400W,以滿足照度要求。


但是,高壓鈉燈(HPS)(圖1)和金屬鹵化物燈(MH)的缺點(diǎn)是顯而易見的。這兩種燈具消耗大量的能量,通常光線質(zhì)量低,無法在隧道中提供均勻一致的照明,而且假如出現(xiàn)故障,需要昂貴的維護(hù)方案進(jìn)行補(bǔ)救。現(xiàn)在,隨著LED技術(shù)的進(jìn)步,隧道運(yùn)營商有了一個新選擇,從公眾和運(yùn)營角度越來越吸引人。

LED隧道照明興起,這幾點(diǎn)功不可沒.jpg

圖1 高壓鈉燈(HPS)隧道照明不能提供一致的光照水平,光線質(zhì)量差


基于LED的隧道燈Z明顯的優(yōu)勢是它們的壽命長和效率高:


? 在典型的隧道照明應(yīng)用中,高品質(zhì)的LED照明系統(tǒng)能夠提供>100流明/瓦。由于LED是方向性點(diǎn)光源,其光輸出可以精確地傳送到所需區(qū)域,與HID系統(tǒng)相比,提供了額外的系統(tǒng)功效。


? LED是非常可靠的半導(dǎo)體器件,使用壽命非常長,大大降低了維護(hù)和服務(wù)成本。


優(yōu)越的照明環(huán)境


LED照明在公路隧道中的益處主要分為兩大類:光線質(zhì)量和減少對交通流量的影響。LED燈具的高品質(zhì)光線在很大程度上是由于LED的卓越顯色性。比如,Lumileds的超高效Luxeon T LEDZ低CRI為70,高壓鈉燈的常見CRI為20。當(dāng)比較這兩種技術(shù)時,基于LED的解決方案會產(chǎn)生更自然的環(huán)境。


更真實的顯示光譜中的顏色可以幫助司機(jī)更好地區(qū)分遠(yuǎn)處的物體,比高壓鈉燈產(chǎn)生的橙褐色光線更好。即使在絕對照度等級相同的情況下,環(huán)境也會感覺更安全和更舒適。


整個隧道的均勻照明是LED方案的另一個好處。通過使用先進(jìn)的光學(xué)模具開發(fā)的透鏡設(shè)計,在道路上提供了均勻的光線圖案,既不遮擋也無干擾性眩光。這種一致性是可以實現(xiàn)的,因為LED燈具是由小型卻強(qiáng)大的光源陣列組成,可以根據(jù)需要形成波束圖形,例如在每個LED上使用全內(nèi)反射(TIR)透鏡來形成所需的光束。在整個空間中,就會形成更光滑、更一致的照明,在道路表面上沒有黑點(diǎn)或亮點(diǎn)。


入口照明與出口照明


LED隧道燈具還可以在過渡入口和出口區(qū)域中增強(qiáng)光控制,讓司機(jī)的眼睛更能適應(yīng)。傳統(tǒng)的高壓鈉燈和金屬鹵化物燈設(shè)計時模擬全光照的照明水平,在一天中根據(jù)外部的光照水平,關(guān)閉部分或一整段的燈具(圖2)。


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圖2 為了達(dá)到所需的隧道入口光水平,高壓鈉燈和金屬鹵化物燈通常會過于亮,而LED燈具使用調(diào)光來精確地達(dá)到該水平


假如是高壓氣體放電燈要匹配隧道外的光照水平,就會出現(xiàn)一天中絕大多數(shù)時間亮度過亮,與所需的照明水平相去甚遠(yuǎn)。主要的原因是HID燈光無法準(zhǔn)確控制。相反,LED是完全可調(diào)光的,可以精確匹配所需的照明水平,從而消除過度照明,降低能耗。

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由于LED非常耐用,通常不會像HPS或MH燈那樣發(fā)生故障,所以不需要關(guān)閉部分隧道、架設(shè)高層平臺等,保持了道路的暢通。


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