照明方案比较

1、6隧道照明设施本测段共设置尖峰、罗塔、敢坑口、高胜排、下坝5座隧道，根据公路隧道通风照明设计规范（JTJ 026.1-1999）中4.1.1的规定,采用电光源照明。6.2隧道照明设计方案6.2.1洞口环境亮度及洞内装修本项目隧道所在区域处于山岭丘陵地带，不同的朝向的洞口环境亮度在不同的季节有一定的差别。总体来说,隧道洞口区域自然植被较丰富，洞口施工完成后配以合适的绿化措施,可在一定程度上弥补洞口建筑对洞口环境亮度所造成的不利影响,本设计阶段暂按晴天白天隧道洞口处环境亮度为4000cdm2考虑。下阶段特别是在隧道主体工程完成后应通过实测确定洞口环境亮度，在此基础上优化照明亮度布置。在本设计当中洞

2、内反光系数系暂按混凝土墙面考虑,将来洞内进行磁砖贴面以后亮度将有较大的富余,由此将来即使洞口实际亮度略高于4000cdm2,仍能保证照明指标满足规范要求。6.2.2主洞内亮度布置 各隧道入口和出口段照明亮度均按不设遮光棚设计。 根据规范要求，各照明段长度应按隧道行车速度设计，本项目各隧道按照行车速度80kmh设计各照明段长度。由于洞外亮度L20无法在隧道建成前准确测量，因此L20暂按4000cdm2考虑，入口段设计亮度Lth按L20的0.035倍计算。全隧道照明分为5段：入口段：设计亮度140 cdm2，长度84m；过渡段1：设计亮度42 cdm2，长度72m；过渡段2：设计亮度14 cdm2

3、，长度96m；基本段：设计亮度4.5 cdm2；出口段：设计亮度22.5 cdm2，长度60m。6.2.3灯具与光源选择隧道照明灯具采用新型照明光源(如无极灯和LED灯)与隧道传统照明光源(高压钠灯)比较。一、灯具特点及适用性分析发光原理无极灯：荧光灯气体放电和高频电磁感应两个原理结合的新型光源。由高频发生器、功率耦合器和玻璃泡壳三部分组成。 其发光原理是：在输入一定范围的电源电压后，高频发生器产生高频恒电压送给功率耦合器，由功率耦合器在玻壳的放电空间内建立静电强磁场，对放电空间内的大气进行电离，并生产强紫外光，玻璃泡壳内壁的三基色荧光粉受强紫外光激励发光。LED灯：LED颗粒是由P型和N型半

4、导体组成的二极管。其原理是P-N结附近产生导带电子和价带空穴复合而发光。高压钠灯：气体放电发光。灯具优缺点比较无极灯优点：（1）高显色性：显色指数可达88，光色度接近太阳光。（2）高节能性：其高亮度、低眩光的特点提高了灯具的有效光效，与传统的高压钠灯比至少可节约35%左右的电能；（3）长寿命：无极灯无灯丝，发热量极小，灯泡寿命60000100000小时。（4）调光性良好：无极灯灯具备在其额定功率30100的范围内，可稳定工作的良好调光性能，为照明节能控制方案的选择奠定了非常良好的基础；（5）高环保性：由于无极灯采用固态汞齐而非液体汞，污染低，其超长工作寿命，使实际应用的汞消耗量和废弃光源数量都

5、较荧光灯大大减少；（6）启动快：瞬间启动，只要0.5秒，无须预热，并可以重复启动；（7）环境适应性强：工作温度在-20+50，输入电压可在88V265V范围内波动，灯泡能照常启动工作，并且输出的光通量恒定。无极灯缺点：（1）无极灯实测亮度不及LED灯；（2）其光源辐射波长烟雾穿透性较差，对在长隧道中应用具有一定影响；（3）价格较高，初始投资成本较高，目前其价格是传统高压钠灯的2.5倍左右；LED灯优点：（1）高显色性：可用于隧道照明的大功率白光LED显色指数可达80；（2）高节能性：LED颗粒电光转换率很高，显色性好，有效光效高，有利于节能；（3）理论寿命长：LED灯为固体冷光源，使用寿命理论

6、值可超过6万小时；（4）启动快： LED颗粒的响应时间为纳秒级，可以高频操作；（5）环保性：无有害金属汞污染问题；LED灯缺点：（1）温度猝灭效应：LED灯最怕高温，隧道内照明需要使用大功率的LED灯，如30W、50W、100W等，如果没有解决好散热问题，就会导致LED灯发光效率急剧下降，甚至产生温度猝灭效应；（2）封装技术要求高：目前LED工程照明应用的通常做法是将几十甚至几百个小功率（一般不超过1W）LED颗粒拼装而成，叠影多，容易引起视觉疲劳，而大功率单独光源的LED灯封装技术要求很高；（3）需要解决配光问题：目前市场上工程照明的LED灯，都还需要面临解决灯具配光问题；（4）价格昂贵：初

7、始投资成本非常高，目前市场基本能用于隧道照明的LED灯，其价格是传统高压钠灯的4倍左右；（5）其光源辐射波长烟雾穿透性较差，对在长隧道中应用具有一定影响；（6）目前LED封装技术与灯具设计及制造技术还不成熟，特别是适用于隧道的大功率LED灯具在电路散热设计上还存在较多问题，厂商技术水平参差不齐，实际使用寿命不长，返修率较高。高压钠灯优点：（1）发光效率高：高压钠灯的发光效率高达（100125）lm/W，而LED灯为（6085）lm/W，LVD灯为（8085）lm/W；（2）穿透能力强：对隧道内的烟雾具有很强的穿透性，特别适用于重交通隧道及特长隧道照明；（3）技术成熟：作为隧道照明的传统光源和灯

8、具，高压钠灯设计及制造技术成熟；（4）价格便宜：隧道专用高压钠灯一般工地价格在8001200元/套。而无极灯与LED灯分别是其2.5倍及4倍的价格。高压钠灯的缺点：（1）低显色性：高发光效率的黄色光源高压钠灯的显色指数一般为2530；（2）启动慢：高压钠灯在通电（510）min左右的时间，才能达到正常的亮度，再次启动的时间间隔一般要大于5min；（3）功率因素低，需要配置镇流器，灯具配套的电器元件在线电力损耗大；（4）一般不能单灯连续无级调光。二、方案经济性比较以罗塔隧道右洞为例，对三种光源做经济性比较。比较前提：（1）以隧道洞内照明灯具选择为比较对象，进行经济性比较；（2）运用可见度、中间视

9、觉、等效亮度等国际新照明理论布设灯具，计算照度、亮度等技术指标；（3）隧道中间段采用新型照明光源（如无极灯和LED灯）与隧道传统照明光源（高压钠灯）比较；（4）在假设技术方面可行的前提下进行比较。罗塔隧道右全长490米，对罗塔隧道洞内照明拟定了以下三个照明灯具选择方案：方案一：隧道专用无极灯照明；方案二：隧道专用LED灯照明；方案三：隧道专用高压钠灯照明。根据各照明段的亮度需要，经过计算，照明灯具需求如下表所示：表6.2-1隧道灯具布置表照明段长度灯具数量(无极灯)灯具数量(LED灯)灯具数量(高压钠灯)120W200W300W50W80W120W120W200W300W入口加强段照明84m1

10、61262419616126过渡段1照明72m123620601236过渡段2照明96m161624241616基本段照明156m264026出口段照明60m416041小计111521261688419611152126合计289448289经济性比较如下表所示：表6.2-2罗塔隧道右洞照明灯具选择经济性比较表项目方案一方案二方案三备注LVD无极灯LED灯高压钠灯灯具1（功率/数量）120W111套50W168套150W111套灯具2（功率/数量）200W52套80W84套250W52套灯具3（功率/数量）300W126套120W196套400W126套灯具平均单价（元）2800 4000

11、1000 灯具初期投资（万元）80.92 179.20 28.90 配电设施节省（万元）21.20 34.60 0.00 初期投资合计（万元）59.72 144.60 28.90 计算用电量（度/天）642447971 电费（万元/年）18.7613.0428.35 灯具设备更换费（万元/年）4.86 8.96 9.25 配电设备维护费节省（万元/年）1.27 2.08 0.00 设备维护人工费（万元/年）2.40 3.60 4.80 运营费用（万元/年）24.7423.5342.40 10年运营费用合计（万元）247.4 235.27424.01 10年相对节约电能（万度）119.96 19

12、1.380.00 总投资（万元）307.12375.42 452.91 方案比较推荐方案比较方案比较方案从上表可以看出，对于中短隧道，以10年为运营周期，采用高压钠灯初期投资最省，但后期运营成本最高，能耗最高；采用LED灯最节能，初期投资最大，总投资较高；采用无极灯总投资最省，初期投资较高，节能表现良好。综合上述技术性比较及经济性比较，LED灯从经济比较上看虽然最能降低能耗，但初期投资巨大，价格昂贵难以接受，最重要的是现阶段用于隧道照明的大功率LED照明灯具技术尚不成熟，存在很多问题，故不推荐LED灯具。无极灯初期投资的经济性一般，但节能效果比较显著，由于其使用寿命长、且维护工作量少，能效高，从长远来看，投资最省，故本项目A测段罗塔、敢坑口、高胜排等中短隧道的照明灯具推荐采用无极灯。高压钠灯初期投资最省，虽然与新型光源比显色指数低，照明效果较差，能耗较高，但高压钠灯的光线烟雾穿透力强，灯具制造技术非常成熟，比较适合用于烟雾较多的长隧道及特长隧道，从灯具技术特点、方案经济指标综合考虑，本项目尖峰隧道、下坝隧道仍推荐采用光效最高，烟雾穿透力最好的高压钠灯。 所有灯具及光源应满足以下性能：（1）选用无极灯时，应采用隧道专用无极灯，