公路隧道工程中LED照明节能技术的应用研究

摘要：社会的发展带动了交通行业的发展，我国大部分地区都在进行高速公路工程建设，隧道工程由于持续走高的照明成本受到了建筑企业重点关注。基于此，笔者首先介绍了LED照明技能技术的工作原理，然后从应用要求、应用要点和应用趋势这三个方面，对该技术在公路隧道工程中的应用进行了分析，以期为相关研究提供参考。

关键词：公路隧道工程；LED照明节能技术；散热技术

在我国公路隧道工程中，传统的照明系统大都采用高压钠灯或者荧光灯，存在能耗高、配光质量差、灯具使用寿命短以及光带窄等问题，大大增加了公路隧道工程的照明成本和运行费用，还会浪费较多的资源。LED照明节能技术应用而生，凭借灯具能耗低和使用寿命长等优点在公路隧道工程中有十分广泛的应用。

1 公路隧道工程中LED照明节能技术的应用分析

1.1 应用要求

第一，LED照明节能技术的一般要求。公路隧道工程中，应用的LED照明系统的制造和检验结果需要满足国家相关标准要求，而且LED照明系统中的灯具需要有三年以上的质保期。

第二，LED照明节能技术的参数要求：要求LED灯具的表面光洁，不存在气孔和裂纹，灯具外壳的防腐蚀等级为Ⅱ级；LED灯具需要具备蝙蝠冀配光曲线，确保路面照明的均匀度与亮度，灯具的光效不能小于100lm/w；LED灯具的适用温度范围为20℃55℃；LED灯具的50000h光衰需要低于30%[1]。

1.2 应用要点

1.2.1 LED的配光

在公路隧道工程中应用LED照明节能技术时，工作人员需要在解决眩光问题的同时，分析隧道结构特点和LED照明系统安装方式对配光造成的影响，以此选择最佳的横向光束角和纵向光束角，确保LED照明系统的空间光强能够合理分布。一般来说，LED光源的光斑为矩形时，LED光源的均匀度以及LED光源的光线利用率最佳。与此同时，工作人员还需要对LED照明灯具进行二次光学设计，二次光学设计主要是利用多重光学透镜和反射杯进行LED灯具出光效率的提升。

1.2.2 LED的散热

温度会对半导体的性能造成影响，所以LED灯具也会受到温度的影响，如果环境温度升高，LED灯具将会出现如下变化：灯光输出量锐减；LED灯具的使用寿命缩短；LED灯具的光源颜色出现变化。因此，LED灯具需要具备良好的散热性能，保障公路隧道工程的照明效果以及照明系统的使用寿命。LED灯的散热需要综合考虑LED灯具的结构和热电等多种性能，目前常用的LED灯具散热技术又自然散热技术、强制散热技术以及热管散热技术这三种。

第一，自然散热技术，该技术主要是根据自然风的对流和热辐射实现散热，散热成本相对较低，技术的可靠性与稳定性较高，但是对LED灯具的结构要求高；第二，强制散热技术，该技术主要是在LED灯具中安装风扇，通过强制对流进行散热，具有良好的散热效果，但是风扇的使用寿命短，成本和噪音比较高；第三，热管散热技术，该技术是在LED灯具中安装热管作为散热构件，用于散热，散热效果较好，但是成本比较高，而且不美观。总的来说，在公路隧道工程中，优先选择自然散热技术，当自然散热技术的散热效果不满足工程需求时，可以考虑其他散热技术。

1.2.3 电源的选择

在公路隧道工程中，工作人员会根据交通量和洞外亮度的大小进行LED照明灯具亮度的无级调控，以此降低能耗，实现节能环保。也就是说，在公路隧道工程中，照明系统的驱动电源需要接收无级调光相应的信号，还需要通过电流输出的调节实现LED灯光通量的调节。但是在实际的应用中，LED灯并不具备平稳的正向伏安特性，电源的供电难度较大，而且LED灯的工作电流非常敏感，电压的微小变化都会对其造成较大的影响，从而对LED灯的光通量和使用寿命等方面造成影响，使LED灯不满足公路隧道工程的照明需求。因此，工作人员需要为LED灯具配备可靠可控的恒定电源，保障照明系统的稳定运行[2]。

2 公路隧道工程中LED照明节能技术的应用趋势

LED照明节能技术最早应用于公路隧道工程是在2006年，观察LED照明节能技术的应用历程可以发现，该技术越来越成熟。具体而言，LED照明节能技术的未来发展趋势如下：

科学技术的发展带动了各行各业的智能化发展，LED照明系统的智能化发展，可以避免人为因素的影响，提高照明的效果，充分发挥出LED照明系统的节能环保作用。传统的LED照明系统采用亮度分级调光，工作人员可以在公路隧道工程中应用功率大小不同的LED灯具，或者在公路隧道的分区内合理规划LED灯具的布局，合理调整LED灯具的通断，实现公路隧道的明暗过渡，但是该方法不能适应天气和白天黑夜的变化，还会浪费大量的电能。在LED照明系统的智能化发展中，主要采用高度智能无级调光，工作人员可以通过可调光控制器或者感光器件进行LED照明系统的控制，实现洞外亮度的实时监测，结合洞外的车流量等参数，对公路隧道所需的亮度进行科学地计算，根据计算的亮度控制LED照明系统的光通量，實现节能环保[3]。

3 结论

综上所述，LED照明节能技术可以在保障照明效果的同时，降低能耗，实现节能环保，需要在公路隧道工程中推广应用。通过本文的分析可知，在公路隧道工程中，工作人员需要明确LED照明节能技术的应用要求以及应用要点，充分发挥出该技术的作用，提高公路隧道工程的经济与社会效益；技术人员需要加强技术研发，促进LED照明节能技术的科学化与智能化发展。

参考文献：

[1]蔡明忠.LED照明智能调光技术在公路隧道工程中的应用[J].交通节能与环保，2015，11（02）：6164.

[2]李文杰，陈磊，陈裕.LED节能灯在高速公路隧道照明改造工程中应用实践[J].中国交通信息化，2014（S1）：130131+139.

[3]张青文，翁季，胡英奎，杨春宇.LED照明工程在高速公路隧道中的应用——上海、北京、南京三地考察记[J].灯与照明，2012，36（02）：4044.

作者简介：李可（1984），男，汉族，河南人，硕士，工程师，讲师，研究推广工业农业领域互联网+节能减排技术。