高速公路隧道照明节能减排对策分析

谢子龙

（甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司，甘肃兰州 730000）

0 引言

随着我国高速公路隧道的不断发展，用电需求量也在不断增加，应重视节能系统的绿色环保，不断改善隧道照明的节能减排技术的应用。隧道照明在现代社会中影响着人们交通通行安全。在当前高速公路隧道行车安全的基础上，如果出现节能效果不佳的问题，就会导致大量电力资源的浪费。高速公路隧道行车安全应该被高度重视起来，完善照明节能系统的设计是非常重要的。

1 节能减排技术在高速公路隧道照明中的作用

1.1 保障高速公路隧道的安全通行

各个地区高速公路在隧道照明设计环节有很大差别，但是可以满足高速公路隧道的行驶，在设计环节中具有不同的侧重点，结合不同区域应该设计出不同的隧道照明系统。为了确保通行安全，有效控制投资的成本，关注设计要素是非常重要的，结合节能减排的理念，提升资源的利用效率。有效控制建设成本环节，将新的材料应用于其中，结合设计的理念，选择合理的照明节能方式，在隧道运营的过程中，可以产生更多的经济效益和社会效益。在经济发展的环节中，各行各业都要有通行的需求和电力资源的需求，在照明系统设计环节中应该更加合理有效地防止资源浪费，提升设备的使用年限，在使用环节中有效控制运营费用，让照明技术在节能系统中发挥重要的作用，保障照明设备和材料得到有效应用。在一定程度上完善新型的运作方式，高新照明系统的运作效率非常强大，结合新材料新工艺，使隧道照明工作系统更加具有实效性，发挥节能照明技术的环保效益[1]。

1.2 推动高速公路隧道建设发展

在高速公路管理的环节中，交通运输部门应完善高速公路照明系统的建设，严格执行安全标准，在社会不断进步的今天，应重视照明系统设计中的节能减排技术的应用，从而实现环境保护和资源的节约。随着人们出行效率的不断提高，人们对现代化的高速公路隧道的需求在不断的提升。当前阶段我国高速公路通行的环节中，为了保障高速通行中照明系统的顺利运行，提升高速公路通行的安全性，应创新照明技术。在各项技术的扶持中，确保节能减排技术得以高效的应用。

2 现阶段我国节能减排照明技术的发展重点

2.1 保障节能照明技术的应用水平

照明系统的设计质量和科学性对照明设备的作用发挥产生直接的影响，在设计环节中，设计人员应充分了解节能环保理念，从而在发挥照明效果的基础上有效地控制能源的消耗，与国家可持续发展理念相契合。面对用电问题，高速公路照明系统设计环节应本着节能环保的理念[2]。

2.2 优化照明技术在高速公路隧道中的应用

高速公路通行的主要目的是使交通网络进一步的优化，产生极大的社会效益，以节能减排为技术目标，可以使高速公路的通行更加的顺利，最大限度地发挥高速公路的优势，有效地降低事故的发生。高速公路隧道照明工程实际的工作中，应该结合新型的技术，确保高速公路隧道通行的高效性。完善节能环保的理念，为了合理控制节能系统和相关设备的运行，应该结合技术进一步完善各项功能。

3 推动节能减排照明技术创新发展与应用的策略

3.1 鼓励创新应用节能减排的照明技术

在低碳经济背景下，隧道工程设计环节中应该完善照明节能减排技术的应用，各个部门应该推动高速公路隧道运营过程中的节能减排工作，采用新型的技术完善节能照明系统中的耗电问题，对节能系统工作中的问题有效预防，规避技术上的不足，实现高速公路通行的节能性和安全性，有效降低事故的发生率，不断提升资源的利用效率。在高速公路通行的环节中应该采用先进的照明技术，照明技术在高速公路通行中应用应该有序的进行，为了解决高速公路通行中出现的各类实际问题，应该完善节能照明装置系统的开发和设计，制定好故障处理模式，才能确保系统充分的发挥作用。

在一些没有电力资源或者电源不可靠的地方就应该采用节能技术，从而达到节能减排的效果，在照明使用环节中应做好前期的准备工作，从而结合当地的经济条件进行隧道照明设施的建设。通过服务网络的建设，针对隧道内电力的供应，应完善基础设施和相关的服务。建立相关的服务网络，需要各个部门参与节能减排技术应用环节中，在照明设备安装环节中，应做好照明设备的采购工作，应确保相关设备的质量符合标准要求，结合改进技术可以进一步降低用电量，结合照明技术的发展前景，通过各类新技术的应用，节能减排技术应渗透到照明解决方案的各个环节中，设计出多元化的产品。在照明技术开发环节中，应更好地响应隧道照明需求，为了进一步发展照明技术，应该从机电设计上进一步发挥作用，结合电池的充电控制实际光输出，从而更好地完善电力的应用与节省[3]。通过电池充电和放电过程的分析，可以有效地管理电池的耗电量，定期进行维护和维修，可以使照明设备的使用年限得到很大的提升，集成各项技术，在隧道照明中可以采用LED 灯和充电电池，以降低成本，改善性能。

节能减排技术应用在隧道照明系统中也应该考虑到经济问题和成本问题，从而在规避各类风险的基础上控制经济过高的问题，采用不同的灯作为代替方案，在传统照明的基础上也可以采用太阳能灯等，从而节省燃料的应用。如今节能技术在市场上发展非常快，成本也非常的低，在技术运营和维护方面也非常的简单，在隧道照明系统安装时，组装的过程也不够复杂，从而使这项技术在隧道照明中可以大量的推广。

3.2 采用LED 照明系统

通常，在比较传统照明技术和LED 照明时，需要考虑光源的寿命。在这种情况下，与传统灯相比，LED 具有更长的使用寿命。在LED 灯具达到使用寿命之前，传统灯具需要维护很多次，照明安装成本可以计算为运行时间(t)的函数。隧道照明设备安装中，应重点考虑照明产生的能耗，并进行计算，这个估计的公式可以描述为：

成本(t)=设备数量×[资本支出+能源(t)+维护(t)]

其中：考虑初始投资并计算如下：

资本支出=数量×（产品成本+安装成本）+其他-回扣

安装成本=安装时间×安装人员每小时成本×安装人员数量

其他=与租用脚手架或电梯有关的其他费用

一段时间内的能源消耗，计算如下：

能量（t）=功率×时间（t）×能量成本/1000

功率=灯具的功耗，时间=灯具的总使用时间（以小时为单位），能源成本=以千瓦时为单位的能源成本。

更换传统光源的成本，计算如下：

维护(t)=if(t)＞n×寿命维护(t)=n×(备用成本+安装时间×安装人员每小时成本×安装人员数量)寿命=传统光源的寿命

计算考虑了传统和LED 灯具，仅关注效率和单位成本，LED 的性能优于HID。使用更少的LED 灯具，大大提高了投资回报率并缩短了投资回报率。使用分组、调度、调光、日光采集或占用传感器可以进一步降低LED 灯具的运营成本，并延长LED 灯具的使用寿命，互联照明解决方案提供了优化性能的选项。传统灯具相比，LED 灯具消耗更少的能源并且更易于安装。对于新隧道照明项目，应考虑完整的系统节省，包括电缆密封套、配件、面板、断路器、馈线和电缆，可以通过减少初始资本支出投资，提高LED 的投资回报率。使用镇流因子计算相对光度后，将球体的光损失添加到计算中。典型的HID 球体的光学效率约为70%，进一步降低了传统灯具的流明输出。传统照明是全方位的，LED 灯具提供垂直和水平方向的360 度照明。LED 灯具提供定向光，意味着100%的流明指向工作平面。与传统灯相比，节能灯可以以较低的成本提供相同数量的照明，并节省更多能源。传统的白炽灯会消耗大量能量来产生光，其中90%的消耗能量以热量的形式释放出来，而且它们消耗的能量也更多，通常是产生光的实际量的3～5 倍。节能灯通过提供比白炽灯更多的优势，两种最流行的节能灯泡选择包括CFL（紧凑型荧光灯）和LED（发光二极管）灯。LED 是固态半导体器件，甚至比CFL 更节能。与其他灯相比，它们产生的热量很少，照明质量更高。在开始时，LED 的使用仅限于电子电路中的单灯泡指示器。后来，许多LED 聚集在一起，以开发电池供电设备中的小型灯。LED 灯有许多新的灯泡样式，其亮度足以取代传统的白炽灯。另外，LED 灯的能耗比传统白炽灯少75%，比CFL 少50%，其使用寿命是白炽灯的8～25 倍，是CFL 的4 倍。与白炽灯和CFL 不同，LED灯不产生热量，LED 灯具由4 个不同的元素组成：一是LED，LED 以指定的强度和色温提供光。LED 接收的正向电流增加了光的强度。电流越大，损耗越大。LED 可以贡献大约5%～10%的光损失。二是散热器，散热器为LED 提供热管理。散热器的有效性通过其保持LED 低温的能力来衡量。LED 温度越高，光损失越大。热管理可导致大约10%～15%的光损失。三是光学元件，光学元件将光线直接照射到需要的地方。LED 灯具中的光学设计为工业应用提供高效和优化的光分布至关重要。光学可以造成大约10%到30%的光损失。驱动器用于LED 灯具供电，对LED 灯具的效率和寿命至关重要。驱动器将交流输入转换为直流，为LED 提供正向电流，并提供浪涌保护。LED 由半导体材料制成以形成PN 结。每当电流流过这些结时，其就会以光的形式释放能量。光的波长以及光的颜色取决于材料的成分。LED 可以产生黄、红、蓝、绿和白光。出于照明目的，几个白色LED 堆叠成簇，以产生应用所需的照明。根据应用的类型，LED 灯泡有不同的形状、尺寸和样式可供选择。其中一些类型包括漫射灯泡、可调光球形LED 灯泡、轨道照明针脚型灯泡、泛光反射器旋入式底座灯泡、火焰尖端烛台底座LED 和LED 管灯。

3.3 提升节能减排照明技术的设计水平和施工能力

高速公路行驶的环节中，应该结合行车安全有效地进行高速公路隧道照明工程的节能设计具有重要的意义。采用新型的照明技术，减少高速公路通行环节中因设备问题导致大量的能源消耗，推动照明技术本身的改革与发展。节能减排照明技术需要专业的施工队伍应具备较高的素养，了解各项技术的应用方法，有效防止隧道照明系统出现施工问题，提升风险的防范能力，强化节能减排理念，才能使照明系统的节能减排功能得到充分的发挥。

3.4 强化隧道养护，实现全周期照明节能

结合隧道的长度和车流量等信息，对隧道进行充分的养护，完善隧道的养护标准，定期组织隧道的清洗，增加隧道的反射能力，定期清洗隧道的灯具，防止其有大量的灰尘，提升光照的透光效果。完善隧道预防性养护，及时的更换出现故障的照明设备，结合那些濒临生命周期的照明设备进行更换，防止灯具老化，进行全周期的照明节能维护。

3.5 引入专业照明评估，优化隧道照明调光和运营管理方案

高速公路隧道照明是按照隧道的工况和不利条件完成施工的，不分各类工况的隧道照明会导致能源消耗的增加，甚至会产生安全问题。因此，要本着因地制宜的原则，对隧道本身特征分析的基础上及时完善调光，引入专业的评估机制，对隧道的类型进行评估，从而确保隧道内的亮度达标，结合交通流量的变化、洞外亮度的变化，及时地调整光照强度，对隧道的时序和动态调光实现节能较好的效果。结合隧道的入口段，过渡段的照明应该采用不同的亮度取值，如果接近路基两侧经常种植植物，那么隧道的墙面应该采用暗化处理，采用冷色调，提升坡面的绿化效果，新建的隧道应该采用新型的洞口，从而确保光线可以进入隧道中。

4 结语

如今，社会经济实现了高速的发展，我国高速公路在通行的环节中大力采用节能减排照明技术，为了改变高速公路通行中的各类问题。本文分析了高速公路隧道照明新技术，照明技术在高速公路通行工作中发挥的作用非常大，今后应该将节能环保作为主要的导向，进一步研发照明节能技术，推动社会经济的长远发展。