大功率LED節(jié)能照明燈具在杭州梅靈隧道的應(yīng)用

隧道照明與一般道路照明不同，有其獨(dú)特性，在隧道監(jiān)控系統(tǒng)中占有重要地位，是隧道安全運(yùn)行的基本保障。隨著經(jīng)濟(jì)水平和城市建設(shè)的發(fā)展，隧道建設(shè)與日俱增，隧道照明設(shè)施的規(guī)模及數(shù)量越來(lái)越大，隧道運(yùn)行電費(fèi)和維護(hù)費(fèi)用也越來(lái)越高。選用低能耗的隧道照明燈具可作為隧道養(yǎng)護(hù)工作中節(jié)能減排措施的一項(xiàng)嘗試。

杭州梅靈隧道位于雙喜臺(tái)山下，隧道南接梅家塢產(chǎn)茶基地，北接西湖景區(qū)，對(duì)梅家塢的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重大作用；梅靈隧道連接靈隱景區(qū)與梅家塢景區(qū)，對(duì)杭州市發(fā)展旅游行業(yè)起到重大作用；同時(shí)，梅靈隧道是通往佛教勝地靈隱、下天竺、中天竺、上天竺的路徑。由于杭州梅靈隧道燈具使用已超過(guò)十年，燈具老化維修率逐年升高，進(jìn)入整批更新的階段。經(jīng)相關(guān)部門調(diào)研，同時(shí)響應(yīng)中央關(guān)于十二五期間節(jié)能減排的號(hào)召，２００９年４月做試驗(yàn)段，２０１１年６月決定把梅靈隧道燈具全部更換為ＬＥＤ照明燈具。

１　杭州市城市隧道燈具應(yīng)用類型情況

目前，杭州市現(xiàn)有城市隧道１７條，總長(zhǎng)度約１４．９公里，隧道照明燈具共有１３０００余盞。杭州市隧道燈具類型見表１。

２　ＬＥＤ隧道燈具與其它照明燈具技術(shù)指標(biāo)對(duì)比分析

應(yīng)用于城市隧道的燈具主要有高壓鈉燈、熒光燈、金鹵燈、無(wú)極燈、ＬＥＤ燈等。各照明燈具主要技術(shù)性能指標(biāo)對(duì)比詳見表２。

３　梅嶺隧道整體段ＬＥＤ照明燈具改造實(shí)施方案

梅靈隧道ＬＥＤ隧道照明燈具改造工程分為試驗(yàn)段與整體段，利用原有供電線路，將高壓鈉燈燈具整體更換為ＬＥＤ照明燈具。試驗(yàn)段于２００９年４月實(shí)施，選取隧道基本段中１００米安裝ＬＥＤ隧道照明燈，雙排布置，共計(jì)２４盞；整體段于２０１１年６月實(shí)施，安裝剩余２５６盞ＬＥＤ隧道照明燈。

梅靈隧道總長(zhǎng)１１３２米，隧道凈寬１０米，快車道總寬７米，設(shè)雙向單車道。隧道整體段改造有高壓鈉燈２５０Ｗ共２５６盞，燈具布置按１０米間距、雙排對(duì)稱布置（見圖１梅靈隧道橫斷面圖）。

梅靈隧道ＬＥＤ照明燈工程，按要求原高壓鈉燈改裝ＬＥＤ隧道照明燈２５６盞。為了盡量減小改造對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的影響，布燈方式及布燈間距均與原布置相同，即雙排布燈，間距１０米，燈具高度約５．２米。要求在燈具使用壽命內(nèi)，隧道基本段路面亮度達(dá)到城市隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)程要求的５ｃｄ/ｍ２以上。

根據(jù)目前ＬＥＤ技術(shù)的發(fā)展，單顆１Ｗ的光源，其光效可達(dá)到１００～１２０ｌｍ，光效最高，質(zhì)量最穩(wěn)定，散熱方案好解決。因此，決定選用單顆１Ｗ燈具光效大于１１０ｌｍ/Ｗ的ＬＥＤ作為燈具的光源。根據(jù)燈具總光通量的需要，決定燈具光源為單顆１Ｗ，９６顆。

根據(jù)隧道的環(huán)境溫度，０℃～＋３０℃之間，環(huán)境濕度：≤９０％。經(jīng)計(jì)算，得到合理的散熱面積，選用下列燈具（見圖２），燈具外型尺寸：１００５×２４０×３５ｍｍ（不包含支架）。

具體要求制定參照ＧＢ１７６２５．１－１９９８《低壓電氣及電子設(shè)備發(fā)出的諧波電流限制》、ＧＢ７００１－２００７《燈具外殼防護(hù)等級(jí)分類》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。具體要求如下：交流輸入電壓：ＡＣ�。玻玻埃帧溃保埃ィ惠斎腚妷侯l率：５０±０．５Ｈz；功率因數(shù)≥０．９５；電源效率≥９０％；諧波含量ＴＨＤ≤２０％；工作環(huán)境溫度－１０～４０℃；電源恒流輸出波動(dòng)≤１％；外殼防護(hù)等級(jí)ＩＰ６５；驅(qū)動(dòng)器外置，防護(hù)等級(jí)ＩＰ６５；雙電源驅(qū)動(dòng)；ＬＥＤ色溫ＴＣ５０００~６０００Ｋ；ＬＥＤ色溫一致性≤５００Ｋ；ＬＥＤ光效≥１１０ｌｍ/ｗ ３５０ｍＡ；電源最大輸出電流≤３５０ｍＡ；ＬＥＤ整體光通維持率≥９６％；電源壽命≥３００００小時(shí)；燈殼溫度≤６０℃

４　梅靈隧道光照度變化

２００９年５月至２０１２年２月隧道試驗(yàn)段ＬＥＤ燈具的光照度變化如圖３所示：

根據(jù)觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，至２０１２年１月底，隧道試驗(yàn)段車行道平均照度為８２lx，逐漸趨于穩(wěn)定，滿足隧道通車要求。

５ 節(jié)能效果

隧道ＬＥＤ照明燈具光源采用９６顆單顆為１Ｗ的高效大功率ＬＥＤ燈。根據(jù)２４盞ＬＥＤ燈的用電量進(jìn)行月度測(cè)量，月用電量為１９７９．７６kW，實(shí)際中測(cè)量每盞燈的平均功耗為１１３Ｗ，與２５０Ｗ的高壓鈉燈每盞燈的平均功耗２８８Ｗ相比較，節(jié)能大于６０％。具體耗能量統(tǒng)計(jì)詳見表３。

２４盞試驗(yàn)燈安裝完成三年內(nèi)，燈具整體完好，只對(duì)故障燈珠維修過(guò)１次，更換７顆燈珠，相比高壓鈉燈維修率大大降低。

６　結(jié)束語(yǔ)

（１）更換了ＬＥＤ燈具后，隧道總體視覺良好，節(jié)約了用電和維修成本，綜合考慮光源運(yùn)行時(shí)間及燈具維護(hù)率等多方面因素，分析認(rèn)為在折算到同等照度下，該項(xiàng)目ＬＥＤ光源與高壓鈉燈相比，節(jié)能率大于６０％，隨著ＬＥＤ光源使用時(shí)間的增長(zhǎng)，節(jié)能與經(jīng)濟(jì)效應(yīng)更加明顯。

（２）該項(xiàng)目采用的ＬＥＤ光源隧道燈壽命可以滿足《道路照明ＬＥＤ燈（報(bào)批稿）》中“燃點(diǎn)６０００小時(shí)，燈具光通維持率不低于８８％”的要求和《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》中光源壽命大于１萬(wàn)小時(shí)的規(guī)定。

（３）從實(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)看，ＬＥＤ光源發(fā)光效率曲線是先升后降，再趨于水平的過(guò)程。城市隧道工作環(huán)境較差，灰塵進(jìn)入燈罩會(huì)影響路面光照度，需重視燈具封裝的密封性。

ＬＥＤ隧道燈在經(jīng)濟(jì)效益明顯的同時(shí)，還具有顯著的社會(huì)效益，其最直接的反映就是對(duì)能源的節(jié)