厦蓉高速公路_贵州境_水口至都匀段LED隧道灯照明节能算法

第３期（总第１９５期）２０１２年６月２０日　

华东公路

ＡＳＴＣＨＩＮＡ　ＨＩＧＨＷＡＹＥ　

（）Ｎｏ．３Ｔｏｔａｌｏ．１９５　Ｎ

ｕｎｅ０１

２Ｊ　２　　

（）文章编号：００１－７２９１２０１２０３－０８８－０２　　　　文献标识码：１Ｂ·

节　　能·

（贵州境）水口至都匀段厦蓉高速公路

ＬＥＤ隧道灯照明节能算法

杜益文

）（贵州高速公路开发总公司，贵州贵阳　５５０００４

光学设计及散热要求、从Ｌ驱动电源及灯具技术要求、节能减ＥＤ器件技术参数和技术要求、　　摘要：

排量测算的依据和方法以及项目实施节能减排量结果入手，阐述厦蓉高速公路（贵州境）水口至都匀段ＥＤ隧道照明节能及方法。Ｌ

关键词：水口至都匀；高速公路；ＥＤ；隧道照明；节能Ｌ

１　前　言

由于贵州地貌多山的特性，为满足高速公路线形等指标技术要求，常以隧道形式通过多山路段，因此隧道多、长大隧道多是贵州高速公路纵深发展的必然选择。——贵州高速公作为贵州省高速公路建设管理的大业主—

路开发总公司（以下简称我公司）一直在高速公路建管一体化方面探索节能减排的方式方法。我公司最早于２００５年１二级路）的蔡家关隧道上开始尝试２月在贵阳至开阳（采用Ｌ经过近六年时间的探索，我公司在ＥＤ灯进行照明，隧道ＬＥＤ灯照明方面积累了一定的经验。

２　项目介绍

由我公司负责实施的厦蓉高速公路（贵州境）水口（共有隧道５桂黔界）至都匀段全线长约２０８．４ｋｍ，４座，长度在１ｋ其中３ｋｍ以上隧道２７座，ｍ以上隧道隧道总长约７０ｋｍ。仅在隧道长度超过１ｋｍ以８座，

上的中间段采用４按照０Ｗ的ＬＥＤ隧道灯进行照明，而入口加强段、过渡９ｍ交错布置方式进行照明设计，一、过渡二、出口加强等仍采用高压钠灯进行照明。ＥＤ器件技术参数和技术要求３　Ｌ

（）采用原装进口１Ｗ功率型白光ＬＥＤ（Ｏｓ１－）ｒａｍ、ＲＩＹＡ、Ｃｒｅｅ（）／Ｗ＠３２ＬＥＤ的发光效率≥１００ｌｍ５０ｍＡ（）允许工作结温≥１２５℃３

（）４ＰＮ结至封装底座的热阻≤１０℃／Ｗ

０２０１２４１２＊　收稿日期：－－

（）通过回流焊固定于金属５ＬＥＤ以串联的方式、

基线路板上？形成ＬＥＤ光源模组

（）灯具在２５℃满负荷稳定工作者时，ＥＤ结温６Ｌ的温升≤３０℃

（）使用寿命≥５光衰小于初始值７００００ｈ时，　的２５％

（）色温５８００Ｋ＜Ｔｃ０００Ｋ０＜６　　

（）色温一致性≤５９００Ｋ（）显色指数Ｒ１０ａ５≥７

４　光学设计及散热要求（）光ＥＤ路灯光学设计输出光型为矩形配光，１Ｌ斑四周照度采用渐变的形式，实现路面两只ＬＥＤ灯具中间路面照度的平滑过渡。

（）光学设计兼顾效率、照度、均匀度等指标的基２础上，实现９５％以上的灯具效率。（）灯具材料中，自ＬＥＤ芯片至灯具外壳的整体３

其中Ｌ模热阻不高于１３℃／Ｗ（ＥＤ热阻≤１０℃／Ｗ，。组整体热阻≤１１℃／Ｗ）

（）在环境温度为２灯具启动后正常５℃条件下，４工作至热平衡状态时，灯具内外ＥＤ金属基线路板、Ｌ内外温差≤５℃。表面及散热片各点温度≤５０℃，５　驱动电源及灯具技术要求（）采用可靠的恒流源驱动电路，电源寿命高于２１万小时，电源盒采用外置式设计，便于维护，同时，电源

２０１２年第３期杜益文：厦蓉高速公路（贵州境）水口至都匀段ＬＥＤ隧道灯照明节能算法—８９—

盒满足ＩＰ６５要求，散热优良，并为功率器件提供良好的散热通道。

（２）电源空载电压不超过１２０Ｖ，

功率因数高于０．９５，效率高于８５％。（３）满足国标中对于电源安全、电磁兼容的要求。（４

）电源、灯体分体式设计，维护简便；电源、灯体模块化设计，部件可替换性强；（５）壳体采用高强度、高导热铝合金材料，表面氧化处理；

（６）整体满足ＩＰ６５防护等级要求（含连接电缆及接头）；灯具效率高于９５％，整灯效率高于８０％；（７）灯具寿命≥５００００ｈ。６　节能减排量测算的依据和方法

厦蓉高速公路（贵州境）水口至都匀段有２８８７３套４０ＷＬＥＤ灯，２０１１年３月３０日通车，基本段照明全天开启。

因高速公路是定向照明，只需照亮路面及墙面２Ｍ以下的区域，在满足同等照度要求的情况下，ＬＥＤ

隧道灯（ＬＥＤ芯片光效≥１００ｌｍ／Ｗ）作为半定向照明，经过二次配光后，灯具光效利用率能达到０．９；高压钠灯（１００Ｗ的钠灯光效≥９０ｌｍ

／Ｗ）作为全方位发光光源，灯具光效利用率一般为０．５５。

灯具照明光通量计算公式如下：

灯具照明光通量＝灯具数×光效×功率×光效利用率

（１

）经计算：１００套４０Ｗ的ＬＥＤ灯具在同等光通量下相当于７３套１００Ｗ的高压钠灯。

（１００套×１００ｌｍ／Ｗ×４０Ｗ×０．９）／（１００Ｗ×９０ｍ／Ｗ×０．５５）＝７２．７套。２８８７３套４０ＷＬＥＤ灯相当于２１０７８套１００Ｗ的高压钠灯；

根据关于《２０１１年度交通运输节能减排专项资金支持项目节能减排量及投资额核算方法的意见（试行）

》。新建项目以常规高压钠灯设计方案的设计耗电量为计算基准，计算公式如式（２

）。Ｅｈ＝Ｔｂ×∑∞

ｉ＝１（

Ｐｉ×Ｔｉ）（２

）式中　Ｅｈ—

——高压钠灯设计用电量，单位为千瓦小时；

Ｐｉ—

——高压钠灯每天分时设计，时段ｉ的功率，单位为千瓦；Ｔｉ—

——高压钠灯每天分时设计，时段ｉ的持续时间，单位为ｈ；Ｔｂ—

——统计报告期（按３６５ｄ计），单位为ｄ。新建项目在统计报告期内节能量按式（３）计算。ΔＥ＝Ｅｈ－Ｅｎ

（３）式中　ΔＥ———节能量，单位为千瓦小时；Ｅｈ—

——高压钠灯设计用电量，单位为千瓦小时；

Ｅｎ—

——新建项目用电量实测值，单位为千瓦小时。

７　项目标准节能量折算

在上述计算基础上，按式（４）计算项目标准节能量。

Ｅｓ＝Ｋ×Δ

Ｅ×１０－

３（４）式中　Ｅｓ———标准节能量，单位为吨标准煤（ｔｃｅ）；Δ

Ｅ———以电能方式表示的节能量，单位为千瓦小时；

Ｋ—

——电能折算为标准煤的折算系数，以电力等价值计算，取全国平均火力发电煤耗

０．３１８ｋｇ

／ｋｗ．ｈ８　项目实施节能减排量结果

全线基本段有２８８７３套４０ＷＬＥＤ灯，全天开启，按１００套４０Ｗ的ＬＥＤ灯具在同等光通量下相当于７３套１００Ｗ的高压钠灯，原设计应有２１０７８套高压钠灯。

根据公式（１－２）Ｅ∞

ｈ＝Ｔｂ×∑ｉ＝１（Ｐｉ×Ｔｉ）计算可得：

高压钠灯设计用电量＝２１０７８×０．１×２４×３６５＝１８４６４３２８ｋＷ·ｈＥｎ＝ＬＥＤ灯实际用电量＝２８８７３×０．０４×２４×３６５＝１０１１７０９９ｋＷ·ｈ

ΔＥ＝Ｅｈ－Ｅｎ＝８３４７２２９ｋＷ·ｈＥｎ＝Ｌ

ＥＤ灯实际用电量＝（３８６×０．０４＋６６８×０．０７＋４００×０．２

）×２４×３６５＝１２４５６７２ｋＷ·ｈ则年总节能效果为：

Ｅｓ＝Ｋ×ΔＥ×１０－３＝０．３１８×ΔＥ×１０－３＝２６５４．４２吨标准煤９　结束语

目前公路隧道大功率ＬＥＤ灯的散热及光衰问题尚未有合适的解决办法，之前我公司已经在沪瑞国道

主干线（贵州境）镇宁至胜境关高速公路的乌龙山隧道（单洞长约３５００ｍ）、黄果树隧道（单洞长约２７００ｍ）等隧道内全线布置了隧道ＬＥＤ灯，后来根据检测机构的测试数据表明，大功率ＬＥＤ灯的光衰较大，暂不宜大规模推广使用。因此，我公司在隧道照明方案评审会上明确在大功率隧道ＬＥＤ灯的散热及光衰等问题尚未解决之前，仅在长隧道的中间段采用ＬＥＤ灯进行照明、其余段落采用高压钠灯的组合照明设计形式。

ｌ

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