公路隧道工程中LED照明節能技術的應用研究

摘要：社會的發展帶動了交通行業的發展，我國大部分地區都在進行高速公路工程建設，隧道工程由于持續走高的照明成本受到了建筑企業重點關注。基于此，筆者首先介紹了LED照明技能技術的工作原理，然后從應用要求、應用要點和應用趨勢這三個方面，對該技術在公路隧道工程中的應用進行了分析，以期為相關研究提供參考。

關鍵詞：公路隧道工程；LED照明節能技術；散熱技術

在我國公路隧道工程中，傳統的照明系統大都采用高壓鈉燈或者熒光燈，存在能耗高、配光質量差、燈具使用壽命短以及光帶窄等問題，大大增加了公路隧道工程的照明成本和運行費用，還會浪費較多的資源。LED照明節能技術應用而生，憑借燈具能耗低和使用壽命長等優點在公路隧道工程中有十分廣泛的應用。

1 公路隧道工程中LED照明節能技術的應用分析

1.1 應用要求

第一，LED照明節能技術的一般要求。公路隧道工程中，應用的LED照明系統的制造和檢驗結果需要滿足國家相關標準要求，而且LED照明系統中的燈具需要有三年以上的質保期。

第二，LED照明節能技術的參數要求：要求LED燈具的表面光潔，不存在氣孔和裂紋，燈具外殼的防腐蝕等級為Ⅱ級；LED燈具需要具備蝙蝠冀配光曲線，確保路面照明的均勻度與亮度，燈具的光效不能小于100lm/w；LED燈具的適用溫度范圍為20℃55℃；LED燈具的50000h光衰需要低于30%[1]。

1.2 應用要點

1.2.1 LED的配光

在公路隧道工程中應用LED照明節能技術時，工作人員需要在解決眩光問題的同時，分析隧道結構特點和LED照明系統安裝方式對配光造成的影響，以此選擇最佳的橫向光束角和縱向光束角，確保LED照明系統的空間光強能夠合理分布。一般來說，LED光源的光斑為矩形時，LED光源的均勻度以及LED光源的光線利用率最佳。與此同時，工作人員還需要對LED照明燈具進行二次光學設計，二次光學設計主要是利用多重光學透鏡和反射杯進行LED燈具出光效率的提升。

1.2.2 LED的散熱

溫度會對半導體的性能造成影響，所以LED燈具也會受到溫度的影響，如果環境溫度升高，LED燈具將會出現如下變化：燈光輸出量銳減；LED燈具的使用壽命縮短；LED燈具的光源顏色出現變化。因此，LED燈具需要具備良好的散熱性能，保障公路隧道工程的照明效果以及照明系統的使用壽命。LED燈的散熱需要綜合考慮LED燈具的結構和熱電等多種性能，目前常用的LED燈具散熱技術又自然散熱技術、強制散熱技術以及熱管散熱技術這三種。

第一，自然散熱技術，該技術主要是根據自然風的對流和熱輻射實現散熱，散熱成本相對較低，技術的可靠性與穩定性較高，但是對LED燈具的結構要求高；第二，強制散熱技術，該技術主要是在LED燈具中安裝風扇，通過強制對流進行散熱，具有良好的散熱效果，但是風扇的使用壽命短，成本和噪音比較高；第三，熱管散熱技術，該技術是在LED燈具中安裝熱管作為散熱構件，用于散熱，散熱效果較好，但是成本比較高，而且不美觀。總的來說，在公路隧道工程中，優先選擇自然散熱技術，當自然散熱技術的散熱效果不滿足工程需求時，可以考慮其他散熱技術。

1.2.3 電源的選擇

在公路隧道工程中，工作人員會根據交通量和洞外亮度的大小進行LED照明燈具亮度的無級調控，以此降低能耗，實現節能環保。也就是說，在公路隧道工程中，照明系統的驅動電源需要接收無級調光相應的信號，還需要通過電流輸出的調節實現LED燈光通量的調節。但是在實際的應用中，LED燈并不具備平穩的正向伏安特性，電源的供電難度較大，而且LED燈的工作電流非常敏感，電壓的微小變化都會對其造成較大的影響，從而對LED燈的光通量和使用壽命等方面造成影響，使LED燈不滿足公路隧道工程的照明需求。因此，工作人員需要為LED燈具配備可靠可控的恒定電源，保障照明系統的穩定運行[2]。

2 公路隧道工程中LED照明節能技術的應用趨勢

LED照明節能技術最早應用于公路隧道工程是在2006年，觀察LED照明節能技術的應用歷程可以發現，該技術越來越成熟。具體而言，LED照明節能技術的未來發展趨勢如下：

科學技術的發展帶動了各行各業的智能化發展，LED照明系統的智能化發展，可以避免人為因素的影響，提高照明的效果，充分發揮出LED照明系統的節能環保作用。傳統的LED照明系統采用亮度分級調光，工作人員可以在公路隧道工程中應用功率大小不同的LED燈具，或者在公路隧道的分區內合理規劃LED燈具的布局，合理調整LED燈具的通斷，實現公路隧道的明暗過渡，但是該方法不能適應天氣和白天黑夜的變化，還會浪費大量的電能。在LED照明系統的智能化發展中，主要采用高度智能無級調光，工作人員可以通過可調光控制器或者感光器件進行LED照明系統的控制，實現洞外亮度的實時監測，結合洞外的車流量等參數，對公路隧道所需的亮度進行科學地計算，根據計算的亮度控制LED照明系統的光通量，實現節能環保[3]。

3 結論

綜上所述，LED照明節能技術可以在保障照明效果的同時，降低能耗，實現節能環保，需要在公路隧道工程中推廣應用。通過本文的分析可知，在公路隧道工程中，工作人員需要明確LED照明節能技術的應用要求以及應用要點，充分發揮出該技術的作用，提高公路隧道工程的經濟與社會效益；技術人員需要加強技術研發，促進LED照明節能技術的科學化與智能化發展。

參考文獻：

[1]蔡明忠.LED照明智能調光技術在公路隧道工程中的應用[J].交通節能與環保，2015，11（02）：6164.

[2]李文杰，陳磊，陳裕.LED節能燈在高速公路隧道照明改造工程中應用實踐[J].中國交通信息化，2014（S1）：130131+139.

[3]張青文，翁季，胡英奎，楊春宇.LED照明工程在高速公路隧道中的應用——上海、北京、南京三地考察記[J].燈與照明，2012，36（02）：4044.

作者簡介：李可（1984），男，漢族，河南人，碩士，工程師，講師，研究推廣工業農業領域互聯網+節能減排技術。