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(mén)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(lèi)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(lèi)型見(jiàn)表1。
2LED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(jiàn)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(chē)道總寬7米,設(shè)雙向單車(chē)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(chēng)布置(見(jiàn)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(jiàn)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(lèi)》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。具體要求如下:交流輸入電壓:AC 220V±10%;輸入電壓頻率: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(chē)行道平均照度為82lx,逐漸趨于穩(wěn)定,滿足隧道通車(chē)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(jiàn)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(jué)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