张 明

(湖南省产商品质量监督检验研究院，湖南长沙，410007)

LED光源在城市隧道照明中的应用与分析

张 明

(湖南省产商品质量监督检验研究院，湖南长沙，410007)

随着社会经济的发展，人们对于城市节能越来越重视，为了提高城市隧道中照明节能，设计单位和建设单位都与LED光源的运用特别青睐。本文首先介绍了LED光源隧道等的分类和特点，其次，运用实例介绍了LED光源隧道灯在城市隧道中的实际运用情况，最后，对工程中LED隧道灯的运行情况进行分析应用。

LED光源；城市隧道灯；节能

0 引言

随着我国城市隧道的建设和发展，隧道中的照明问题是需要急需解决的问题，LED作为新型的照明光源，随着LED光源的出现，其所呈现的优势和潜能，被人们称之为21世纪最具潜力的照明工具，在节能领域，其受到了世界各个国家的高度重视和关注。LED光源的运用范围比较广，比如：房屋装饰、景区布景、交通信号、红绿灯以及很多汽车上都得到了运用，甚至在很多特殊的领域应用于照明。随着LED光源技术的不断推进，其运用范围和用途越来越广泛。

1 LED光源隧道灯分类及特点

1.1 LED光源隧道灯的分类

随着LED光源运用范围的扩大，对于LED隧道灯的分类比较多，例如：根据LED的形状、光源种类、结构类型、发光强度以及电流类型等进行分类。

（1）形状分类：圆形LED光源和矩形LED光源，矩形LED光源可以按照其芯片的排列形状分为梯形和平面两种。

运用于城市隧道中的LED光源，需要根据隧道的实际情况进行安装，隧道是长方形，光源不仅要对路面进行照明，还要对隧道壁进行照明，为了保证隧道的配光达到设计需求，与矩形LED光源相比，圆形LED运用的数量会较多，而且其光照均匀性较差，因此，在隧道的实际运用过程中，矩形LED光源运用比较广泛，更加实用。

（2）光源分类：根据芯片的功率大小可以分为大功率和小功率LED光源。在LED光源芯片的稳定性和光衰方面，美国和日本的技术比较先进，其产品得到了世界各国的广泛认可。不同功率隧道灯的比较，需要根据对其散热性和实际功率进行比较。

（3）根据结构分类：主要有模块化、半模块化以及一体化结构。模块化LED光源结构的特点是将光源、电源以及灯具通过分离安装，如果其中一部分出现故障，可以进行分块维修，优点是维修方便。半模块化LED光源结构的特点是将电源与光

源和灯具进行分离，其优点是有利于电源的更换，但是芯片出现故障不易维修。一体化LED光源结构是将光源、电源和灯具进行一体化结合，如果某一部分出现故障不利于维修。

（4）根据光照强度和电流形式进行分类：如果光照强度小于10cd为普通亮度LED光源、光照强度大于100cd为超高亮度LED光源、光照强度在10-100cd之间的LED光源为高亮度发光二极管。如果电流强度在十几道几时毫安的LED光源属于普通工作电流，工作电流在2毫安一下时为低电流LED光源。

1.2 LED光源隧道灯的特点

与我们常用的光源白炽灯、高压灯相比，LED光源有很多优点，如下所示：

（1）体积小

LED灯具与传统灯具相比，其优点是体积小、质量轻。制造厂家根据实际客户需求，可以将灯具制作成各种各样的形状，利于灯具的安装和装修，由于形状的多样化有利于各种场合的运用，增加了LED的使用范围。

(2)环保性能好

在LED光源的生产过程中，与其他光源所不同的是，不用添加汞金属，因此，当LED光源废弃以后，不会出现汞金属污染，废弃的LED光源可以完全被厂家回收重新利用，运用LED光源不仅有益于环境的保护，而且节约了资源。

(3)良好的抗震、抗冲击性能

电致发光的半导体材料是LED光源最基本的结构，其位置布置在引线架子上，整个结构用环氧树脂密封，没有白炽灯以及荧光灯密封那么复杂（白炽灯的灯管内部需要抽空气体或者充入特殊气体等）。因此，LED光源的抗震和抗冲击性能比较好，因此大大便利了LED灯具的生产、运输和安装等环节。

(4)指向性能好

与传统白炽灯等光源相比，LED光源的光线比较定向，有利于对被照面集中光线，LED光源的利用率比较高。

2 LED光源在城市隧道中的实际运用

根据对某城市隧道进行实际调研，研究人员对城市隧道中运用LED光源得到了充足的认识，根据对城市隧道中LED光源的实验以及LED光源的自身特点，设计人员根据调研结构制定了合理的设计和施工方案，在隧道中安装了900多套LED光源，为了保证隧道的顺利通车，对所有LED光源进行了提前调试。设计人员对LED光源的使用情况进行了跟踪监测，其现场应用情况如图1所示。对LED光源的实际调研数据如表1所示。

3 LED在隧道中的分析应用

根据对某城市隧道中LED光源的实际调研，综合LED光源的特点，研究人员对LED光源和传统照明工具进行了比较，包括节能、经济、运行以及维护方面的比较，对LED光源的优势和局限性进行适当的分析和思考。

3.1 LED光源在隧道照明中的应用优势

(1) 配光

对于城市隧道中的照明有以下要求：均匀度以及纵向均匀度要求高。5-6米是灯具安装的一般高度，如果运用大功率灯具（比如高压钠灯）进行配光，其难度比较大。根据LED光源特点，更有利于隧道中配光的实现。LED光源的综合调节可以从以下各方面进行，如灯具排列、照射方向以及光照角度等，由于LED光源有小功率的特点，更有利于城市隧道的光源配光。

(2) 寿命

随着科学技术的快速发展，LED光源技术更加完善，LED光源的使用寿命大幅度的提升，根据我们调研人员的跟踪测量，我们得出的数据显示，在城市隧道中LED光源照明时间为5000小时，其对路面的照度下降16%，上述原因的出现是由于光衰、老化、维护不当以及墙体污染造成的。

本项目运用的LED光源的使用寿命在6000小时范围内，可以保证灯光强度不会低于88%，这样就能够满足相应的设计规范要求。

(3) 节能

根据调研人员对本项目所使用的LED光源进行研究分析，

我们可以得出一下LED光源比荧光灯更加节能，由于本项目在设计和施工过程中，采用了通风井，在白天可以通过它进行节能调光，通过一系列的节能措施，本项目运用LED光源得出了比荧光灯省电达到38%的结论。

表1 应用测试数据

研究人员为了增强数据的准确性，工作人员需要运用软件进行数据处理，研究人员得出的结论是：与传统光源相比，LED光源节能能过到达30%。

3.2 在隧道照明中LED光源的应用难题

(1) LED光源的光衰较大

根据研究人员对实验测量数据的研究分析，我们发现LED光源的发光效率曲线的趋势是：先上升后下降，最后曲线水平发展。LED光源的发光情况与光衰情况有着直接的联系。在研究人员进行实验的环境要远优于工程实际环境，比如LED光源的光衰、热阻增加、材料老化等实际情况都会影响LED光源的发光率，由于光源温度的起伏不定造成更加恶劣的影响。虽然对5000小时之内的LED光源进行分析以后发现，其光衰在适当的范围之内，但是，在实际的工程实践中，其使用效果不会想试验数据那么乐观，因此，降低LED光源的光衰水平，是影响LED光源进一步扩大推广的难题。

(2) LED光源的实际运行要求比较高

LED光源在实际运用过程中有一定的难度，因此，LED光源在实际的运用过程中，其运行环境和参数要求比较苛刻，LED光源对于电压有较强的敏感度，在大电压的情况下，很容易对LED光源造成反击穿和烧毁。厂家在对LED灯具生产过程中，采取了很多有利的措施，但是，城市隧道的环境条件比较恶劣，比如温度、线路故障、尘土、电波、以及地面震动等不利因素。

4 结束语

随着照明领域的不断发展，LED光源作为一种新型光源得到了广泛的认可，LED的出现和运用受到了社会的广泛关注，为社会带来了较好的经济效益。随着LED光源在城市隧道中的运用，有利于隧道中车辆的安全运行和降低隧道的施工成本。与传统照明工具相比，LED光源最大的优势就是节能。LED的运用为城市的建设具有重要的意义。

[1] 路秋生.LED照明与应用[J].灯与照明,2009(4):24-28

[2] 杨韬，陈仲林.隧道照明反射增量系数研究J.灯与照明，2009，33 (2):6-14

[3] 吴淑梅，霍彦明，徐梅.LED 光源在照明中的应用[J].光源与照明，2008，(3):30-32

Application and analysis of LED light source in the tunnel lighting in the city

Zhang Ming
(Hunan province product quality supervision and Inspection Institute,Changsha,Hunan,410007)

With the development of society and economy,people pay more attention to energy conservation and energy saving lighting City,in order to improve the city tunnel,the design units and the construction units and LED light source with special favor.This paper firstly introduces the classification and characteristics of the light source,LED tunnel etc.Secondly,introduces the practical application examples of the use of LED light source lamp,tunnel in the city tunnel finally,carries on the analysis using the operation status of the LED tunnel lamp in engineering.

LED light source;city tunnel lamp;energy saving

图1 LED光源的现场应用情况