基本介紹
- 中文名：LED隧道燈
- 用途：大面積泛光照明
- 特點：高光效、穩定性好、壽命長
- 套用於：車間、大型倉庫
簡介,特點,照明要求,照明指標,適用環境,案例,安裝方式,適用用戶,燈具安裝,和傳統對比,發展前景,
簡介
隨著我國道路交通建設的迅速發展，公路隧道的建設規模及數量也越來越大，隧道照明也由此出現了如節能、安全等亟待解決的問題，隨著LED光源技術的日漸成熟，國內照明行業也開展了LED在公路隧道照明中套用的研究和套用實踐，因此，在隧道照明中結合先進的控制方式，採用高光效、穩定性好、壽命長的新一代光源將會成為一種需求和趨勢
特點
led隧道燈是一種光效節能燈具，選用發光二極體（LED）作為發光體的光源，光效高、壽命長，配合不同反光鏡可實現多用途照明；並經柔化處理，不會使人產生眩目或其他不適反應。鎮流器選用過熱保護技術，確保燈具使用壽命。進口高純鏡面鋁陽極氧化材料做反光鏡並通過精確配光設計,功率因數大於0.9，反光效率高，透光性好，節能環保。
(2) 顯色性高：一般LED顯色性約為 7 0～8 0 ，如果用三基色螢光粉的話更高；一般高壓鈉燈為 2 0～35，低壓鈉燈更低，所以即便傳統光源亮度高於LED，但是視覺效果差於LED，“不是最亮，但是看的最清楚”這應當是LED光源套用發展的一個方向。
(3)壽命：LED的壽命高於一般道路隧道照明光源，現在普遍高於50000H。
除此之外，LED還具有維護係數高、安全性能好、無頻閃及節能環保等優勢。
照明要求
隧道照明設計考慮的因素有長度、線型、內飾、路面種類、有無人行道、連結道路的結構、設計時速、交通量和汽車種類等，同時還要考慮光源光色、燈具、排列、照明水平、洞外亮度和人眼適應狀態等，隧道照明設計就是要解決好這一系列問題。
隧道照明節能是對光源、燈具、照明方法等方面提出的要求，節能包含照明設計節能和管理節能等方面，其中照明設計節能是最重要的節能措施，它包括採用新穎的、可靠的設計理念和合理的標準值，以及採用高效光源、高效燈具、增大光反射比和照明控制節能等。LED對比傳統光源，最大的優勢就是節能和穩定性，因此基於LED的優點和特性，提高LED晶片效率，合理的配光設計提升燈具整體效能，是目前LED隧道照明所需解決的重要問題。
近年隨著LED晶片、封裝以及燈具配光技術的不斷更新發展，LED光源的效率已提高到了新的高度水平，如Spark系列LED隧道燈，採用優質晶片、合理的配光及結構設計，平均光效已遠高於目前LED隧道燈產品。
一、 普通隧道存在以下幾種特殊的視覺問題：
（1）進入隧道前（白晝）：由於隧道內外的亮度差異極大，因而從隧道外部去看，照明很不充沛的隧道入口會看到“黑洞”現象。
（2）進入隧道後（白晝）：汽車由亮堂的外部進入即便不太暗的隧道以後，要經過一定時間才幹看清隧道內部的狀況，被稱為“順應滯後”現象。
（3）隧道出口處：在白晝，汽車穿過較長的隧道接近出口時，由於經過出口看到的外部亮度極高，出口看上去是個“白洞”,會呈現極強的眩光，駕駛員會感到不順應；夜間與白晝正好相反，隧道出口看到的不是亮洞而是黑洞，這樣駕駛員就看不清外部道路的線型及路上的障礙物。
以上幾種特殊的視覺問題給隧道照明提出了較高的請求，有效處理這些視覺問題，能夠經過下面幾個方面。
隧道照明普通劃分為接近段、入口段、過渡段、中間段和出口段等五個區段照明，其中每個區段都有不同的作用：
（1）接近段：隧道的接近段是指接近隧道洞口的一段道路，接近段的起點距離洞口為一個照明停車視距，照明停車視距按公路隧道照明設計細則取值，順便指出，接近段位於隧道洞外，其亮度來自洞外的自然條件，無需人工照明，但由於接近段的亮度與洞內照明密切相關，所以，習慣上也將它稱為一個照明區段。
（2）入口段：入口段是進入隧道後的第一個照明區段，以前曾經將入口段稱為適應段，此段需要人工照明。
（3）過渡段：過渡段是介於入口段與中間段之間的照明區段。該段用來解決從入口段高亮度到中間段低亮度之間駕駛員視覺的適應問題。
（4）中間段：駕駛員駕車經過入口段和過渡段後，駕駛員的視覺便完成了暗適應過程，中間段照明的任務是保證隧道內的安全和穩定。
（5）出口段：在白晝，使駕駛員能逐步順應出口處的強光，消弭“白洞”現象；在夜間，使駕駛員能在洞內看清外部道路的線型及路上的障礙物，消弭出口處的“黑洞”現象，普通的做法是在洞外運用路燈作為持續照明。
在白晝，隧道出口段的照亮堂度同入口段的照亮堂度，應比隧道內根本照亮堂度值高；在夜間，則相反，應低於隧道內根本照亮堂度值，當隧道外有路燈照明時，隧道內路面亮度值不得低於露天亮度值的2倍。
二、機動車經過隧道過程中存在的問題
1、接近隧道過程中呈現的問題
黑洞現象
白晝，機動車司機眼睛已順應戶外高達100000 lx以上數千cd/m2的自然光照明，當眼睛轉到亮度只有幾cd/m2的隧道環境，因人眼對亮度差的感知有限，呈現順應滯後現象，就會看到一個黑色的洞穴，而無法辨認其中的狀態。像這樣在亮堂環境中看到全黑洞穴的現象叫做黑洞現象。一旦呈現黑洞現象，隨著機動車接近隧道，駕駛員的可視間隔縮短，不能平安駕駛。黑洞現象是進入隧道前所發作的視覺問題，是隧道照明中最重要的問題。為避免黑洞現象的發作，從隧道入口開端的一段間隔內要保證有充足的亮度，這一局部全長比機動車的平安剎車間隔略長。
進入隧道，由於內外存在很大亮度差，順應存在延遲，駕駛者視覺不能很快順應隧道亮度，難以看清隧道內部情況。為避免此狀況發作，應使隧道入口亮度隨視覺順應速度遲緩降低，亮度要平滑過渡，亮度降低要逐級停止，但前一級亮度和後一級亮度比值不得超越3:1,且2m高以下牆面的亮度不能低於相應均勻路面亮度。
2、經過隧道過程中呈現的問題
白晝在隧道中的亮度要比夜間道路照亮堂度高，夜晚亮度要比白晝低。思索交通流量大的長隧道中汽車排放尾氣的話，由於廢氣無法疾速消散構成煙霧，將光吸收和散射，降低可見度，而使視覺辨認艱難，車頭燈光受汽車尾氣影響很大，無法滿足視認性需求，前方100m路面亮度減半，通常以道路照明的2倍亮度補償尾氣的影響。
3、接近隧道出口時呈現的問題
經過出口看外部亮度極高，出口看上去是個亮洞，呈現嚴重眩光，出口成了白色洞穴，這稱為白洞現象；以白洞為背景，機動車等就成了黑色的剪影很容易辨認，但跟在大型箱式貨車後面的小汽車與大貨車的剪影重合很難看清，在交通流量大的隧道出口左近，為了能辨認重合在一同的大小車輛所做的照明稱為出口照明，出口照明的區間長度為幾十米。
4、夜間駛出隧道前呈現的問題
夜晚，從亮堂隧道中駛出到沒有照明道路之前，隧道外也變成了一種黑洞，無法看清道路的線形和存在的障礙物，此時，應在剛出隧道出口的道路上、在大於平安剎車間隔、大約相當於機動車行駛數秒的區間內，對道路停止照明，以到達恰當程度的亮度。
三、有關LED產品在隧道中的套用
LED套用在隧道照明中，Spark LED 隧道燈會隨著進入隧道內光線的強弱自動調理照明強度的智慧型化調光控制系統。相比於傳統計畫，完成節電50%,且光源壽命是傳統隧道燈具的6-8倍，大大減少了光源損耗和日常維護的費用。
照明指標
隧道照明與普通道路照明不同因為其全天候 24 小時都必須亮燈, 白天的照明強度比夜間的照明強度反而要更強，可以想像隧道電力費用成為運營成本的重要一環；加上隧道照明不同於一般的道路照明，有其明顯的特殊性，包含把人對明暗的適應能力、明暗過渡的空間與照明等；這些都反映在隧道照明的設計中，更是對使用者的安全有著不可分隔的關係。隧道照明通常分為入口照明、內部照明和出口照明。其中對入口照明的要求非常嚴格,要求從與外界相仿的亮度逐漸降低。具體而言, 白天隧道入口照明的亮度要根據隧道外的亮度、車速、入口處的視場和隧道的長度來確定。國際照明學會(CIE)將隧道入口照明分為(從隧道口開始)閾值段和過渡段。閾值段是為了消除“黑洞”現象，讓駕駛員能在洞口清楚辨認障礙物，隧道過渡段照明是為了避免閾值段照明與內部基本照明之間的強烈變化而設定的，其照明水平進一步逐漸下降。而日本的隧道照明標準中更進一步將隧道入口照明分為引入段、適應段、過渡段。
內部段是隧道內遠離外部自然光照明影響的區域，駕駛員的視覺只受隧道內照明的影響。內部段的特點是全段具有均勻的照明水平。因為在該段內照明水平完全不需變化，所以在該段內只需提供合適的亮度水平，具體數值由交通流量和車輛時速決定。隧道內入口段、過渡段、內部段和出口段的分布及亮度。
公路隧道照明有其特性，它與普通道路照明不盡相同。在設計上需要考慮留意以下各點：
1.路面應具有一定的亮度水平
2.隧道牆壁應有一定的亮度水平
4.從行車安全性和舒適性等方面綜合確定照明水平
5.人的視覺適應性，特別是隧道入口段、出口段等處
6.隧道白天也需要照明，而且白天照明問題比夜晚更複雜。
要在隧道照明實現節約能源、提高照明效果並保證行車的安全性和舒適性，通常可以從以下幾個方面來考慮:
(1) 亮度
由於白天隧道外的亮度相對於隧道內的高很多，故此當駕駛員駕車進入隧道時，視覺需要有一定的適應時間，然後才能看清隧道內部的情況，這種現象稱為“適應的滯後現象”，如果沒有適當的過渡，則會產生黑洞現象，令駕駛員暫時失去正常的視覺功能，這將會帶來一定的安全隱患。黑洞現象是進入隧道前所發生的視覺問題，也是隧道照明中最重要的問題。為此隧道照明通常分為入口照明、內部照明和出口照明。其中白天隧道入口照明的亮度要根據隧道外的亮度、車速、入口處的視場和隧道的長度來確定的。閾值段是為了消除“黑洞”現象，過渡段的照明水平進一步逐漸下降，從而為駕駛員提供視覺暗適應的時間。
(2) 亮度均勻度
良好的視覺功能不但要求有一個較好的平均亮度，還要求路面上的平均亮度與最小亮度之間不能相差太大。如果視場中的亮度差太大的話，亮的部分會形成一個眩光源，而且亮暗的變化會帶來一定的頻閃效應, 繼而影響視覺, 人眼的視覺效果會明顯變差，而視覺疲勞也會加重。
總體亮度均勻度 U0 是指隧道內部段路面上最小亮度和平均亮度的比值, 縱向均勻度U1 是指在車道軸線上最小路面亮度和最大路面亮度的比值。如果路面上連續、反覆的出現亮帶和暗帶，即“斑馬效應”，對於在這個車道上行進的道路使用者而言，會感到很煩躁。這個問題涉及到人的心理，但也會危及到道路安全, 縱向均勻度主要是用來評價“斑馬效應”的大小。
(3) 眩光
眩光的形成是由於視場中有極高的亮度或亮度對比存在，而使視功能下降或使眼睛感到不舒適。在隧道照明中的眩光可以來自迎面駛來的車輛前燈、隧道照明燈具、隧道出口時外面的高亮度等。眩光會使人對障礙物的辨認能力下降，危及行車安全。隧道照明燈具應採用截光型，採取消去直射和反射眩光的特殊技術措施，形成漫反射，使光線十分柔和的進入人眼。
國際照明委員會採用了相對閾值增量（TI）來說明因眩光而造成的視功能的下降，即失能眩光的衡量。歐盟標準委員會的隧道照明標準中（CR 14380：2003E），對失能眩光的規定如下: 在白天時隧道閾值段和內部段以及夜間的整個隧道，其相對閾值增量（TI）必須小於 15%。
(4) 頻閃效應
頻閃是指在較長的隧道中，由於照明器排列的不連續，使司機不斷地受到明暗變化的刺激而產生煩亂。它與明暗的亮度變化、明暗變化的頻率、頻閃的總時間有關係。這三者與所使用燈具的光學特性、車輛的行進速度、照明器安裝間距、隧道長度有關。一般而言，頻閃的頻率小於 2.5和大於 15Hz 時所帶來的頻閃現象是可以接受。
如果車輛的時速為 60km/h 即 16.6m/s, 燈具安裝間距是 4, 這樣頻閃的頻率就約為4.2Hz. 進行設計時，應當加以考慮，選擇適當的照明器安裝間距。如果頻閃的頻率位於4Hz和11Hz 之間，並且持續的時間超過 20s，將會給司機帶來明顯的不舒適。
(5) 照明控制
適用環境
led隧道燈外殼選用強度高、韌性好的合金環保材料，透明件為加強鋼化玻璃，防塵防水，耐腐防鏽。具有較強的抗強力碰撞和衝擊能力；多道防震結構和高科技表面噴塗處理，各種近距離高強高頻震動不能對燈具造成影響，並能在車間、路基、路軌等高頻震動和潮濕、高溫環境中長期穩定工作。良好的電磁兼容性，不會對輸電網路造成干擾。
案例
我國隧道照明技術起步本來較晚，同時LED產品的研發相較國外還比較滯後，但近年來，國內照明企業通過對外合作交流、積極提高自主研發能力，極大地推動了我國LED照明的發展。其中LED隧道燈的節能研究已經有了重大的突破，不但提高了LED光源效率，而且通過對LED燈具的設計研究，合理的多次配光，使LED隧道燈的整體效能得到了提高。目前，國內已有較大規模的Spark LED隧道照明工程案例和示範樣板，多數得了較好的反響。
1. LED隧道燈照明隧道設計
在設計隧道照明計畫時，要思索到人的明順應和暗順應要素，注重過渡段和過渡段的照明設計。為了滿足駕駛人員眼睛順應性請求，在隧道入口需作一段明暗過渡照明，以保證一定的視力請求。隧道出口處因順應時間很短，普通在1s以內，故可不作其它處置。
隧道套用新型光源的節能研討遭到了業界關注，其中LED隧道燈的節能研討曾經有嚴重停頓。由於依據明視覺與中間視覺理論、顯色性與照度關係等科研成果，LED套用於隧道照明具有先天優勢，所以在國內曾經有多項重要隧道照明工程運用了LED隧道燈。LED隧道燈具在隧道照明工程中的套用曾經獲得打破性停頓，但是依然存在問題，例如沒有特地針對以LED為光源的隧道燈具的設計與施工標準、產品性能良莠不齊等。歐洲有60%的隧道都在義大利境內，本案例即是義大利羅馬的一條隧道的實踐的套用案例。
汽車尾氣、噪聲、振動、純淨空氣，腐蝕氣體、水分等惡劣環境構成隧道照明的特殊性。為了能給交往車輛和行人提供一個平安溫馨的照明環境，下面經過剖析來論述隧道照明的設計思緒和辦法。
採用SPARK正方型LED隧道燈，目前我們所用的LED曾經進步到1W 114-122Lm/W，如今的電壓為3.2V，我們依然運用的320hA供電，所以1顆LED的實踐工作功率為1.024W，56顆的光源總功率為61.6W，我們的電源轉換效率為86%，所以總功率為72.6W，736米隧道總計103盞，總功率103×71.6=7374.8W。以一天24小時工作計算，總耗電約215.3度電，一年約為71950度電。
在採取隧道LED改造後，在間隔隧道進出口的總計40盞LED隧道燈將採取智慧型控制其亮度的方法去控制其亮度，中間共63盞燈採取終年全功率工作，燈的總數在103盞，比之前的設計要多出7盞。
詳細做法為，隧道進出口各裝置一感光控制器，採集光信號，光信號直接控制調整隧道進出口共40盞LED隧道燈的亮度，在白晝光線好的時分採取全功率工作，在晚上採用半功率工作，亮度隨外界環境亮度的變化而變化，控制器不耗費電能，在白晝隧道外光線好的時分，隧道口的燈將會全功率工作，此時的亮度根本滿足80，50，30Lux的請求，在晚上隧道口燈半功率工作後，洞口亮度約為40Lux，隧道內仍為30Lux，假如你不需求亮度隨外環境的變化而變化，能夠直接設定好固定時間而改動LED隧道燈亮度。
2. 半導體照明產品套用示範工程
日前，由國家發改委、住房和城鄉建設部、交通運輸部聯合組織開展的半導體照明產品套用示範工程招標項目招標活動勝利落下帷幕。
三部委為進一步推動綠色照明工程，促進我國LED照明節能產業健康有序發展，9月初聯合組織開展了半導體（LED）照明產品套用示範工程公開招標，擬選擇一批優秀的LED照明產品企業進入“半導體照明套用示範工程項目入圍企業”。
此次招標活動吸引了國內外數百家半導體照明企業積極參與。三部委經過對投標企業燈具技術先進性、企業資質、產品質量及市場價格等方面進行綜合考評，最終確定斯派克光電等28家國內外優秀照明企業成為“半導體照明套用示範工程項目入圍企業”。標誌著我國半導體照明產業發展將進入一個新的里程。
安裝方式
led隧道燈有吸頂式、吊桿式、座式、壁掛式等多種安裝方式，操作更加簡便。適應不同工作現場照明的需要。燈具與電器箱一體化設計， 整體可靠性強，故障率低，使用維護更加安全方便。LED隧道燈可採用智慧型控制技術，實現自身調光控制，節約能源。LED隧道照明基本情況長隧道按照雙洞單向行駛方式布設燈具，隧道照明分入口段，過渡1、2、3段，基本段及出口段；燈具功能分加強燈、全日燈及應急燈三種。雙側布燈，燈具安裝高度為5.5米。
適用用戶
Sparkled隧道燈適用於隧道、車間、大型倉庫、場館、冶金及各類廠區、工程施工、等場所大面積泛光照明。
燈具安裝
LED隧道燈具體安裝如下：
第一排：從左至右：前5盞燈的安裝距離為6米，照射30米範圍；第6、第7、第8盞燈的安裝距離為10米，照射30米範圍；第9盞燈的安裝距離為14米，照射14米範圍；第10盞燈的安裝距離為15米，照射15米範圍；中間的燈以18米/盞的距離安裝，共31盞，照射558米範圍；右側的安裝間距與左側相同，共10盞，照射範圍為89米；總長度為： 6*5+10*3+14*1+15*1+18*31+15*1+14*1+10*3+6*5=736米，單排燈總數為：5+3+1+1+31+1+1+3+5=51盞。
第二排：從左至右：在隧道口3米間距的最左側處，則隧道口處，裝設LED隧道燈一盞；第2、3、4、5盞燈的安裝距離為6米，照射24米範圍；第6盞燈的安裝距離為8米，照射8米範圍；第7、8盞燈的安裝距離為10米，照射20米範圍；第9盞燈的安裝距離為12米，照射12米範圍；第10盞燈的安裝距離為14.5米，照射14.5米範圍；第11盞燈的安裝距離為16.5米，照射16.5米範圍；中間的LED隧道燈以18米/盞的距離安裝，共30盞，照射540米範圍；右側的安裝間距與左側相同，共11盞，照射範圍為米；總長度為：3+6*4+8+10*2+12+14.5+16.5+18*30+16.5+14.5+12+10*2+8+6*4+3=736米，單排燈總數為：1+4+1+2+1+1+1+30+1+1+1+2+1+4+1=52盞。雙排共需要51+52=103盞燈。
和傳統對比
LED隧道燈相比傳統鈉燈照明節能節錢體現在以下幾個方面：
節能表現：
1、照明功耗降低一半；
2、同比發熱量低，附帶隧道通風散熱功耗降低；
3、工作電流小，長距離電力傳輸電力線損降低；
省錢表現：
1、節省照明電費；
2、節省日常維護費用
3、節省壽命期內燈具更換費用
4、節省通風成本
5、降低電力輸送成本(電流低，遠距離輸電線損低)
6、在設計階段考慮時可以降低線纜線徑可降低建設成本。
發展前景
目前，在隧道照明套用所采的光源中，高壓鈉燈因為其較高的明視覺光效（可達120lm/w）而得到了大規模的套用，但高壓鈉燈在隧道照明中還是存在些難以克服的問題，主要是顯色性較差和光源功率選擇範圍有限（通常只能選擇 250W 和 400W），尤其在內部段照明中，高壓鈉燈一方面沒有較小功率，另一方面，點狀的強光源所造成的眩光和頻閃比較嚴重。
在一些長隧道中，直管型螢光燈因其較高的顯色性和線性照明具有較好視覺誘導性也得到了一些套用，但由於螢光燈的壽命短，通常只有 8,000 小時左右，因而經常需要更換，大大增加了隧道的維護成本。另外，螢光燈的功率較小，在入口段、過渡段和出口段等需要較高照度的區域沒法達到要求。 近幾年隨著無極燈技術的成熟，由於消除了電極因素的影響, 無極螢光燈相比於傳統螢光燈具有更長的壽命，也可以做到更大的功率，這使得無極燈在隧道照明場合體現了優勢。但無極燈的發光面較大，在進行光學設計時整個燈具的光學效率較低。 而Spark LED隧道燈可以說是集成了高壓鈉燈、直管螢光燈和無極燈的各個優勢，是目前隧道照明套用中最理想的光源， 其優勢主要體現在以下幾個方面：
1） 高光效；目前量產單晶片 1W 的 LED 光效最高可以達到 100lm/w 以上，而且由於是單面出光，在整個燈具光學系統的設計過程中，可以做到很高的燈具效率。
2） 長壽命；LED在合理的散熱設計和電源驅動條件下，可以有長達 5萬至 7 萬小時的壽命，對於 24 小時點燈的隧道照明套用，可以大大減低維護費用，並且可以縮短投資回報期。
3） 易配光；LED 光源由於發光尺寸很小，單面出光，光線的方向性很強，因而可以很方便地配合透鏡或反光杯，來達到較理想的配光，不僅提高整個燈具的利用效率，更可以保證良好的均勻度。
4） 燈具設計靈活；Spark LED 隧道燈不僅在功率設計上靈活，採用 1W 左右的 LED 器件，可以根據實際照度要求來改變 LED光源的數目，達到最佳的節能效果，而且由於尺寸很小，燈具外形的設計上也非常靈活，既可以做成線性的燈具以達到較好的視覺透導性，也可以設計成矩形的燈具適合較高照度要求的入口段、過渡段和出口段。
5） 智慧型調光控制；採用 LED可以實現燈具的無極調光，可以結合洞口的亮度來動態改變隧道照明的亮度，充分發揮 LED隧道照明燈具的技術特點，進一步提高LED隧道燈具的節能效果，實現智慧型化的隧道照明。
Spark專利智慧型LED隧道燈可實現電腦調光，溫度控制，自動巡檢，仰角/水平角度可調等功能。燈具光效80lm/W，節能率70%
