《浅谈LED隧道灯若干问题—基于良好照明效果及节能应用技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浅谈LED隧道灯若干问题—基于良好照明效果及节能应用技术（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、浅谈LED隧道灯若干问题基于良好照明效果与节能应用技术,杨方勤 二一四年七月,一、隧道的功能及其保障措施,二、隧道行车安全、舒适、运行节能的影响因素,四、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,五、以人为本的隧道照明环境的价值,六、小建议,三、不合适LED隧道招标技术要求分析,隧道-某种用途、在地面下作用任何方法规定形状和尺寸修筑修的断面积大于2的洞室。 功能分类-交通、市政、矿山和水工（隧道）。,一、隧道的功能及其保障措施,一、隧道的功能及其保障措施,舒适安全与节能的隧道环境是其运行质量最重要因素之一！,一、隧道的功能及其保障措施,二、隧道行车安全、舒适、运行节能的影响因素,四、构建隧道安全
2、、舒适、节能光环境的重要性,五、以人为本的隧道照明环境的价值,六、小建议,三、不合适LED隧道招标技术要求分析,隧道照明质量是影响运行良好行车环境最重要因素之一！ 也是保障隧道安全、高效、经济运营的最重要措施之一！,二、隧道行车安全、舒适、运行节能的影响因素-所有,二、隧道行车安全、舒适、运行节能影响因素照明问题及原因,4、顶部灯光刺眼或光幕过亮行车不安全与舒适,6、地面或墙面太暗或太亮或不合理、斑马线或阴影行车不安全或不节能,5、车辆挡风玻璃上的光闪烁严重行车不安全,2、隧道内光源颜色不合适行车不安全与舒适,1、隧道内灯具损坏或维护不便利资源浪费,3、隧道黑洞与白洞视觉效应行车不安全,据调研
3、，目前户外灯损坏主要原因是电源快插接头不满足防水、接触不良、线缆断开损坏、致整灯闪烁或熄灭。,1、隧道内灯具损坏或维护不便利资源浪费,不合适的色温,色温过高,更刺眼灯亮地面不亮,色温过低,眼睛灵敏度不高、与环境色温差异大、 情绪易低落,高压钠灯效果（2300k）,LED灯照明效果(5000k),日光灯管效果（6500k）,2、隧道内光源颜色不合适行车不安全与舒适,色坐标偏离目标太大、色容差过大、色漂移大,2、隧道内光源颜色不合适行车不安全与舒适,色坐标偏离目标太大、色容差过大、色漂移大,2、隧道内光源颜色不合适行车不安全与舒适,隧道出入口处驾驶员视力恢复时间与隧道洞口外照度和洞口内照度之差存在
4、密切联系。隧道入口为例：,隧道入口驾驶员视力恢复时间与照度差之间的关系,3、进出隧道黑洞与白洞效应行车不安全,典型隧道纵断面,3、进出隧道黑洞与白洞效应行车不安全,不科学的设计-黑洞效应,没有进行科学的设计照明指标-以致无法辨认洞口附近的情况，也难以发现障碍物，造成安全隐患,1、进出隧道黑洞与白洞效应行车不安全,不科学的设计-白洞效应,3、进出隧道黑洞与白洞效应行车不安全,“白洞”效应-降低司机出洞时的视觉功能和视觉舒适，造成驾驶员无法准确判定前方车辆、影响行车安全。,刺眼眩光问题-按影响结果分类,眩光,丧能型眩光,光适型眩光,不适型眩光,由黑暗环境至强光下视觉下降，是强烈眩光源在视网膜上形成
5、中央暗点，至长时间视物不清,由于周边凌乱的眩光源所引起眼视网膜像对比度下降，导致大脑对像的解析困难,当环境亮度变化相差不大时，人不会感到不舒服，转化亮度相差大时就会感到不舒服,4、顶部灯光刺眼或光幕过亮行车不安全与舒适,失能眩光现象,失能眩光感觉,失能眩光,4、顶部灯光刺眼或光幕过亮行车不安全与舒适,道路上实测的TI近20%时,也未出现失能眩光现象，但TI一般会超标（在距高比大于3.5，实测均匀度0.7以上时一般会大于10%） 隧道内一般TI小于10%，不会出现失能眩光现象。,不舒适眩光现象,不舒适眩光,不舒适眩光,4、顶部灯光刺眼或光幕过亮行车不安全与舒适,G值为控制不舒适眩光评价指标，与人
6、眼观察的范围内的灯具表面面积、80度与88度光强、路面亮度等有关,频闪问题-以某隧道为例,5、车辆挡风玻璃上的光闪烁严重行车不安全,CIE: 频率低于 2.5 Hz 和高于 15 Hz 的闪烁效应可以忽略不计。当频率处于 4 Hz 和 11 Hz 之间、持续时间超过 20 s 时，如果不采取其它措施，则会产生不舒适感。因此，持续时间超过 20 s 的安装路段，建议避免 4 Hz 至 11 Hz 的频率范围。,1）、布灯间距确保频率宜低于 2.5 Hz 和高于 15 Hz 。,3）、频闪由布灯间距不合适造成。,配光能力有限的“点状”集束光源,2）、布灯间距确保频率必须低于 4 Hz 和高于 11
7、 Hz 。,5、车辆挡风玻璃上的光闪烁严重行车不安全,隧道照明频闪产生原因之一,光强的空间分布不均匀，造成了驾驶员感觉的照度是在空间波动，由此产生频闪现象，与灯具配光相关。,5、车辆挡风玻璃上的光闪烁严重行车不安全,隧道照明频闪产生原因之二,白天：环境亮度10，000cd时，人眼能分辨的亮度范围为20020，000cd，低于200cd的亮度感觉为黑色。 夜间：环境为30cd时，可分辨的亮度范围为1200cd，100cd有相当亮的感觉。低于1cd的亮度会引起黑色感觉。,过暗影响辨识能力,6、地面或墙面太暗或太亮或不合理、斑马线或阴影行车不安全或不节能,过暗影响辨识能力,过分强调节能忽视照明效果-
8、光亮度不足，影响行车辨识能力，带来安全隐患。忽视照明效果节能是“伪节能”,6、地面或墙面太暗或太亮或不合理、斑马线或阴影行车不安全或不节能,过亮 功率配置过大，浪费电能,道路夜间环境，亮度超2cd/m2，增加对辨识力提高有限,6、地面或墙面太暗或太亮或不合理、斑马线或阴影行车不安全或不节能,盲目追求光效非有效区域,不合理的方案，能量投射到隧道顶部，灯具利用系数低,非有效区域,6、地面或墙面太暗或太亮或不合理、斑马线或阴影行车不安全或不节能,隧道照明墙面斑马线,隧道照明路面斑马线,6、地面或墙面太暗或太亮或不合理、斑马线或阴影行车不安全或不节能,隧道照明斑马线产生的原因,周太明教授“电气照明设计
9、”,1）、照度均匀度高则斑马线消除！,2）、0.6-0.7的纵向亮度均匀度计算值足够！,3）、解决该问题唯一方法增加灯具成本或照明投资！,理解误区,6、地面或墙面太暗或太亮或不合理、斑马线或阴影行车不安全或不节能,一、隧道的功能及其保障措施,二、隧道行车安全、舒适、运行节能的影响因素,四、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,五、以人为本的隧道照明环境的价值,六、小建议,三、不合适LED隧道招标技术要求分析,三、不合适LED隧道招标技术要求分析,几乎皆是规定灯具功率、要求芯片皆非国产芯片！,舒适,三、不合适LED隧道招标技术要求分析,安全,舒适,三、不合适LED隧道招标技术要求分析,节能,三
10、、不合适LED隧道招标技术要求分析,一、隧道的功能及其保障措施,二、隧道行车安全、舒适、运行节能的影响因素,四、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,五、以人为本的隧道照明环境的价值,六、小建议,三、不合适LED隧道招标技术要求分析,合理的照明设计高效的灯具利用系数,三、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,合理的设计方案示意图，高效的灯具利用系数,合理的照明设计日间与夜间照明分档,三、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,合理的灯具设计灯具光学材料的选择,三、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,灯具玻璃面板选择合适的材料光学性能，来降低表面亮度，如采用磨砂玻璃，乳白玻璃以及超白布纹
11、玻璃,磨砂玻璃,超白布纹玻璃,合理的灯具设计灯具发光面积,三、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,通过增大灯具发光面积来降低灯具眩光,高压钠灯发光面积小,LED隧道灯具发光面积大,合理的灯具设计灯具光度空间分布,三、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,通过控制灯具最强光束角，以及灯具出光角度来控制直接进入司机视线的的光强，降低不舒适眩光值”G”.,连续光带或配光良好的条形灯具可带来良好的诱导性、避免严重频闪产生,三、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,地面亮度均匀，光强空间分布不一定均匀、驾驶员在光的丛林中中穿越,隧道不同高度,照度总均匀度,某隧道照度总均匀度比较不均匀，且变化幅度
12、也最大。,三、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,隧道不同高度,照度纵向均匀度,某隧道照度总均匀度与纵向照度均匀度比较低，且变化幅度也最大。加之为“点状”光源，故频闪引起不舒适效果更明显！,三、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,上海长江隧道车速80、灯具间距5.6m-闪烁频率4 钱江通道车速80、灯具间距5.6m-闪烁频率4 大连路隧道车速60、灯具间距4.3m-闪烁频率3.9,以上三条隧道在设计车速下，尽管闪烁频率皆不在推荐范围，行驶无任何照明不舒适现象。,三、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,连续光带或配光良好的条形灯具可带来良好的诱导性、避免严重频闪产生,保障良好的亮度均
13、匀度尤其是纵向均匀度,1）、照度均匀度高则斑马线消除?,2）、0.6-0.7的纵向亮度均匀度计算值足够?,3）、解决该问题是增加灯具成本或照明投资?,三、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,理解误区,1）、照度均匀度高则亮度均匀度高？,1）、照度均匀度高则斑马线消除？,照度与亮度之间换算的亮度系数q沿行车向分布非线性使得，照度越均匀，亮度不一定越均匀！,三、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,实测纵向照度均匀度0.94，仍有斑马线现象,1）、照度均匀度高则亮度均匀度高？,1）、照度均匀度高则斑马线消除？,三、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,1）、照度均匀度高则亮度均匀度高？,2
14、）、0.6-0.7的纵向亮度均匀度计算值足够？,纵向亮度均匀度计算值为0.93 （实测为0.8以下） ，实际有斑马线,纵向亮度均匀度计算值为0.97（实测为0.8以上），消除斑马线,三、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,纵向亮均匀度0.7 、纵向亮均匀度0.72、纵向亮均匀度0.72, 满足照明要求,纵向亮均匀度0.75 、纵向亮均匀度0.77、纵向亮均匀度0.8,纵向亮均匀度0.8 、纵向亮均匀度0.84、纵向亮均匀度0.85,道路亮度均匀度问题分析,三、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,亮度均匀度理论与实测差异,隧道照明纵向亮度均匀度受到墙面反射系数不均匀性影响，计算值与实测值
15、折扣较大，为确保消除斑马线，一是计算值尽量高，伪色图中无斑马线即可，二是确保计算亮度纵向均匀度0.95以上。 道路照明纵向亮度均匀度受到影响因素较多，计算值与实测值折扣较大，鉴于伪色图中无法判断斑马线现象，为确保消除斑马线，建议在眩光控制良好前提下，亮度均匀度计算值尽量高，确保计算亮度纵向均匀度0.85以上。,道路隧道纵向亮度均匀度推荐,严格控制灯具间的色容差和颜色衰减,ANSI 分bin 规范，国家相关标准及目前的控制水平,Lm80测试报告中对颜色漂移的规定,三、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,合理的空间照度分布,合理的灯具光度空间分布，保证前方障碍物一定的垂直照度，确保看清其明晰的
16、轮廓,三、构建隧道安全、舒适、节能光环境的重要性,采用专业的LED隧道灯,三、构建 节能节钱 的隧道照明环境,LED灯管替换方案在隧道应用中的缺陷及隐患,灯管采用的光源为中小功率光源，目前仅大批量在室内照明使用，可靠性低； 灯管被密封在灯具中，散热不通畅，光源结温高，光衰大； 灯管的电源为室内级别的电源，可能无法承受隧道电网环境的冲击，可靠性及寿命较低； 灯管方案仅能满足照明替换需求，无法实现智慧化隧道要求； 对于新建隧道，由于LED灯管所采用的外壳体积大，带来较大的成本，价格与LED隧道灯相当。,隔离型灯管电源,非隔离型灯管电源,隧道灯电源,LED灯管电源与LED隧道灯电源比较：,LED灯管光源与隧道灯光源比较,电源保护功能、安
