麻岙岭隧道LED灯试验.doc

麻岙岭隧道LED灯试验一、背景麻岙岭隧道位于国家高速公路沈（阳）海（口）线（浙江省甬台温高速公路），隧道总宽10.25 m，双车道单向交通，行车道宽7.5 m（23.75），设计行车速度为80 km/h，日交通量达25000辆/天（双向四车道），左洞长2266 m，右洞长2272 m，隧道内为水泥路面。自2000年建成通车以来，一直采用传统高压钠灯照明（加强照明段采用400w、250w，中间段均为150 w）。因采用的灯具效率低，质量差，隧道内照明效果不理想，日常维护工作量大，运营成本高，电力浪费严重。为响应国家“节能减排”，积极创建资源节约型社会的号召，同时为改善隧道照明质量，提高行车舒适性和安全感，探索隧道照明节能的新技术，经浙江省交通投资集团科技咨询有限公司和宁波甬台温高速公路有限公司、麻岙岭隧道管理所等部门协商一致，决定在麻岙岭隧道右洞中间段进行LED灯实地应用试验。期望通过本次试验，取得实地应用经验，从而为LED灯在隧道照明中的推广奠定基础。二、试验准备LED作为新一代绿色环保光源，具备功耗小、节能、寿命长、可靠性高等优点。其经历了景观、装饰、信号显示等领域多年发展和应用实践，技术逐渐成熟，已成功地向工程应用和功能性照明转化。根据国内外为数众多的工程项目试验报告，其实用性已获得认同，而高效节能、长寿可靠和合理的性价比也越来越具优势。近两年来，国内外众多LED灯生产商在道路、隧道照明、工矿厂房和投光照明等方面很下功夫，取得了长足的发展。一些厂商为了研发光效高、配光好、光衰小、造型美观、成本合理的产品，千方百计选用优质高效芯片，发光效率已从60 lm/w提高到120 lm/w。同时多次改进设计，改善配光，对驱动电源和散热方式等提出了更高的要求。在跟踪大功率LED隧道灯技术迅速发展的基础上，通过对国内外40多家厂商产品的电气、光学参数检测、结构合理分析，最终选用10家灯具光效高，配光较合理、具备实用条件的产品作为试验样灯。10家厂商LED隧道灯的具体情况如下：1. 灯具光效最低65 lm/w，最高83.54 lm/w；2. 配光形式均为蝙蝠翼型，0 180方向光束角多数大于 120；3. 按光源形式分为大功率集成式（10 100 w）和单颗1w分离 式；4. 按散热方式分为利用拉伸或压铸铝型材外壳直接散热和利用 导热管加散热片组装散热；5. 10家样品灯多数通过透镜、灯杯进行定向配光并加装灯具防护平板玻璃，配光过程光通损失较大，仅有一家单颗100w大功率集成光源样灯以透镜兼防护玻璃，光通损失环节少，灯具系统光效高，达到83.54 lm/w。三、试验方案试验用灯，每个厂家10套，总计100套。为了避免洞外自然光对隧道内亮度的影响，试验布灯区段从距洞口673 m开始，分10组，每组（一家厂商）布灯区间为66 m，布灯间距12 m， 试验布灯区段总长660 m。同时，选择一组高压钠灯（150W共10套），换上新灯泡，擦洗玻璃后，作为试验对照组。试验用灯共计110套，已于2009年8月22日顺利安装完毕，并开始正常照明应用。具体位置和布灯方式、间距、试验检测点布置见图1。图1 LED灯布灯及测点分布示意图四、亮度检测以上LED试验灯安装完毕后，经过一个月的试运行，亮度正常。过程中进行检测点标记（用红色油漆在隧道适当位置标定测量位置）。检测仪器为XYL-V亮度计如图2所示，检测时读表人员站在隧道一侧检修道上，向车道中心线上瞄准。为使瞄准时角度一致，位置正确，避免徒手抖动影响。检测时把亮度计固定在三脚架上，以使每次测量时瞄准倾斜角一致，使测得数据尽量准确。图2 XYL-V亮度计试验现场路面亮度测量每月不少于2次，每次测量有读表、记录、检查三人一起进行，共同负责。测量时如实记录天气情况、测量具体时间，测量完毕的次日即整理测量数据，录入电脑，打印备查，连同原始记录一同归档备查。从2009年9月23日上午进行第一次正式检测至今共计已测量6次，测得数据见表1表1 亮度检测记录表（折算成100W） 检 测项 目时间时间时间时间时间时间9.23多云10.10阴10.21晴10.27晴11.10雨11.26晴A组 (90w)3.483.663.093.562.883.27B组 (80w)2.713.552.403.192.692.94C组(100w)2.503.142.783.342.482.97D组(100w)2.803.422.803.532.903.15E组 (80w)2.483.232.463.051.902.64F组 (90w)2.803.022.793.282.502.90G组(100w)3.514.763.705.183.434.33H组(100w)2.643.212.273.262.852.82I组 (112w)2.823.713.103.793.153.31J组 (120w)3.094.003.534.193.373.66K组(165w)（对照组）1.611.681.461.671.341.54根据以上数据绘制的亮度曲线如图2所示。图2 10组LED灯与高压钠灯亮度曲线图为求试验检测客观、公正，于2009年10月27日委托国家灯具质量监督检验中心进行现场检测，结果汇总如表2国家灯具质量监督检验中心现场检测数据汇总表 表2 检测时间：2009.10.27.18：3023：00试验组别标称功率（w）输入功率（w）光源数量路面平均亮度cd/m2总均匀度纵向均匀度色温折算成100W后亮度cd/m2亮度比K组提高用电比K组省A组809084.550.750.8652505.0666%40%B组8080485.400.700.7064536.75122%55%C组90100726.040.630.9149196.0499%50%D组10010024.160.820.8861584.1637%27%E组708082.790.750.6945703.4915%13%F组759034.080.780.6758574.5349%33%G组9010017.160.750.8653177.16136%57%H组90100723.500.830.8550873.5015%13%I组100112994.110.750.8960933.6721%17%J组1201201205.360.820.7964204.4747%32%K组15016515.020.680.5423383.04注：高压钠灯 对照组五、试验分析根据近三年来对LED隧道灯的了解摸索和本次实际应用亮度检测，提出如下分析意见：1. LED隧道灯作为研制发展过程中的新光源、新灯具，进行实际应用试验检测是十分必要和有效的，通过试验，可以客观的进行技术比较，发现优势，加大推广力度，促进产品成熟。2. 试验开始至今，所有试验灯具全部正常点亮，无黑灯现象。3. 如以相同的输入功率计，LED灯试验段路面亮度均比原高压钠灯照明路段高，平均亮度提高60 %，最高的一组提高136 %；如以路面达到相同的亮度计，LED灯可比原有高压钠灯平均节电32.6%，最多一组可节电57%。由此可知，隧道照明采用LED灯，节能效果十分明显。4. 根据检测数据，隧道路面平均亮度、亮度均匀度都超过相关标准指标；通过问卷调查有95%的被调查者认为LED灯比高压钠灯亮，看得更清楚，感觉更舒适。所以扩大LED灯试验推广或应用试验宜继续进行。5. 通过对LED灯照明路段和高压钠灯照明路段的路面、墙面亮度及空间环境照明检测感觉比较，LED灯的优势是明显的，这就证明了LED灯的光的利用率高，显色性好，所以LED灯替代高压钠灯也应不成问题。6. 这次10家厂商的LED隧道灯试验，也暴露了一些问题。例如节电率低于30%有5家，低于20%的有3家。亮度提高比率少于40%的有4家。这些亮度提高比率和节电率较低的厂商中，同时存在均匀度缺陷和光衰偏大的倾向。因而这些LED灯与高压钠灯相比，优势就不明显，还需大力改进。7. 部分LED灯存在眩光现象，灯具结构需改进，应考虑加大截光角。8. LED隧道灯的应用推广技术上已基本成熟，功能上已基本满足，但最大的瓶颈是采购价格。目前100W的LED隧道灯普遍不低于2500元，而100W高压钠灯不超过1000元，且可靠性和免维护使用周期尚待实践考验，虽然LED芯片价格和灯具制造成本下降也较快，但从2500下降到用户能接受的程度尚需时日。9. 仅以浙江一省计，在用的隧道灯数量不低于25万套，大多数已应用多年，效率降低，等待更新，年支出电费超过1亿元，如能采用节能率50 %的LED灯，则每年可节省电费5000万元，利用节省的这笔电费每年可更换2万套LED灯。六、结语全国乃至全世界都在积极推广LED照明，以适应节能减排