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)量越來越大，隧道運(yùn)行電費(fèi)和維護(hù)費(fèi)用也越來越高。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。
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。
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 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
（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，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)約。不僅節(jié)電，同時(shí)還可以減少大量二氧化碳、二氧化硫的排放，以及向大氣中釋放的熱量。傳統(tǒng)光源自身還含有鉛、汞等污染元素，直接危害環(huán)境與人類健康。因此，將傳統(tǒng)光源替換成LED光源，不僅是響應(yīng)國家“節(jié)能減排”號(hào)召，也是維護(hù)人類生存、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的需要。
雖然目前LED燈具的初裝成本還比較高，但隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用數(shù)量的增多、光效的提高、生產(chǎn)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，LED燈具的價(jià)格將低于高壓鈉燈，其節(jié)能綜合效益也將進(jìn)一步顯現(xiàn)，LED照明在公路隧道領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。
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）。
