[導讀]目前,隧道照明的光源主要有高壓鈉燈、熒光燈、金鹵燈等。其中,高壓鈉燈光效高、紫外輻射少、可在任意位置點燃、耐震、壽命長,在隧道照明特別是山地等城市外的隧道中大量使用,而熒光燈、金鹵燈等近年來在城市隧道
目前,隧道照明的光源主要有高壓鈉燈、熒光燈、金鹵燈等。其中,高壓鈉燈光效高、紫外輻射少、可在任意位置點燃、耐震、壽命長,在隧道照明特別是山地等城市外的隧道中大量使用,而熒光燈、金鹵燈等近年來在城市隧道照明中也已經獲得大量應用。LED是近幾年發(fā)展很快的光源,其光效等性能指標快速提高而價格快速下降,因而在顯示、景觀照明等成功應用的同時,在道路照明等定向照明中也開始逐步獲得應用。
LED整體光效優(yōu)勢明顯
LED隧道燈的整體效率除與采用的LED的光效相關外,還與3個因素有關:二次光學設計達到的光能利用率、良好散熱以保證LED輸出光通量維持性能及LED驅動電路的效率。以上幾個部分的效率相乘就是LED隧道燈的整體光效。
通過對LED發(fā)光機理的研究,可以推算出LED的輻射光譜效率可達3501m/W,由于LED發(fā)光機理上是冷光源,且輻射中光譜全在可見光范圍內,因而實際效率有望更接近理論值。即使考慮到工藝上的局限,實際LED光效如果達到理論值的一半也很可觀。光效的提高意味著對能量利用效率的提高,當LED的生產工藝發(fā)展成熟之后,在和傳統(tǒng)隧道照明光源的比較中,LED的節(jié)能優(yōu)勢將得以凸顯。
其次,與傳統(tǒng)光源相比,LED體積小,在許多應用場合甚至可以將其當作點光源來處理,這就給燈具的光學設計帶來很大的靈活性。同時,傳統(tǒng)光源燈具中由于光源尺寸較大而存在的光源遮擋與吸收作用在LED燈具中也不存在了。
最后,LED只向半空間發(fā)出光線,這意味著不加任何形式的反射器,光源發(fā)出的光線也能全部射向受照面方向,這一特點決定了LED燈具有望實現90%以上的燈具效率,同時通過合理的光學設計能達到很高的光通利用率。
以上是LED用于隧道照明在整體光效方面可能的優(yōu)勢,但如何將其優(yōu)勢轉化為實際的可應用產品,尚需解決許多技術問題。LED是與高壓鈉燈等傳統(tǒng)光源有很大差別的光源,用于隧道照明不能簡單地用LED取代現有的光源,也不能簡單地點亮LED即用于隧道照明。如何整合LED隧道燈具的各個部件以達到對光源光通量的最大利用率,進而最大限度地實現照明節(jié)能是我們面對的挑戰(zhàn)。
隧道照明燈具的壽命
隧道照明由于是24小時點燈,一年即8760小時,連續(xù)點燈4年約3.5萬小時。由于隧道內燈具的更換非常麻煩,因此,對隧道燈具的壽命要求很高。
燈具中影響壽命的主要因素是光源與鎮(zhèn)流器(LED為驅動器),燈具及玻璃等壽命很長。傳統(tǒng)光源包括熒光燈、金鹵燈、高壓鈉燈,都是燈的壽命比鎮(zhèn)流器短,因而往往采用更換燈管(燈泡)的方法延長整個燈具的整體壽命。LED燈具中,LED器件的理論壽命很長,其推論壽命超過3萬小時,因此,LED驅動器的壽命成為了影響整體壽命的瓶頸。
傳統(tǒng)光源中,無極熒光燈作為熒光燈的一個變種,壽命很長,一般認為可達5萬小時以上,但其點燈為高頻交流信號,相應的鎮(zhèn)流器技術較為復雜,因而其壽命是主要瓶頸。
LED隧道燈的市場應用情況
從LED市場發(fā)展的軌跡和生產技術的不斷進步來看,目前制約LED作為照明光源推廣的價格過高等問題將逐步得到解決,LED在各種照明中的應用必將逐步普及和深入。按照業(yè)內分析,LED的價格下降趨勢是每24個月下降一半。因此,隨著LED價格的快速下降,與傳統(tǒng)光源相比,LED的優(yōu)點所造就的燈具效率高、使用方便、環(huán)保性好、壽命長等特點將更加突出,特別是在定向照明包括隧道照明等領域將迅速得到推廣。
目前LED還大多應用在山嶺公路隧道。應用效果各不相同,應用中尚有諸多問題,如光衰大、結溫高、燈具結構不盡合理、照明均勻性差、驅動電源壽命、質量參差不齊等,因此在設計隧道LED照明應用時需要加強系統(tǒng)研究,逐漸形成技術標準,以確保LED在隧道工程中應用的可行性。
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