LED
隧道燈照明與普通
道路照明不同,因?yàn)槠淙?65* 24 小時(shí)都必須亮燈, 白天的照明強(qiáng)度比夜間的照明強(qiáng)度反而要更強(qiáng),可以想象隧道電力費(fèi)用成為運(yùn)營成本的重要一環(huán)。
加上LED隧道燈照明不同于一般的道路照明,有其明顯的特殊性,包含把人對明暗的適應(yīng)能力、明暗過渡的空間與照明等;這些都反映在LED隧道燈照明的設(shè)計(jì)中,更是對使用者的安全有著不可分隔的關(guān)系。LED隧道燈照明通常分為入口照明、內(nèi)部照明和出口照明。其中對入口照明的要求非常嚴(yán)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(jù)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(xué)會(huì)(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(xiàn)象,讓駕駛員能在洞口清楚辨認(rèn)障礙物,隧道
過渡段照明是為了避免閾值段照明與內(nèi)部基本照明之間的強(qiáng)烈變化而設(shè)置的,其照明水平進(jìn)一步逐漸下降。而日本的
隧道照明標(biāo)準(zhǔn)中更進(jìn)一步將隧道入口照明分為引入段、適應(yīng)段、過渡段。
內(nèi)部段是隧道內(nèi)遠(yuǎn)離外部
自然光照明影響的區(qū)域,駕駛員的視覺只受LEDD隧道燈的影響。內(nèi)部段的特點(diǎn)是全段具有均勻的照明水平。因?yàn)樵谠摱蝺?nèi)照明水平完全不需變化,所以在該段內(nèi)只需提供合適的LED隧道燈亮度水平,具體數(shù)值由交通流量和車輛時(shí)速?zèng)Q定。隧道內(nèi)入口段、過渡段、內(nèi)部段和出口段的分布及亮度。
公路LED隧道燈照明有其特性,它與普通道路照明不盡相同。在設(shè)計(jì)上需要考慮留意以下各點(diǎn):
1.路面應(yīng)具有一定的亮度水平(LED隧道燈的光效和功率)
2.隧道墻壁應(yīng)有一定的亮度水平(LED隧道燈的發(fā)光角度和仰視角)
3.設(shè)計(jì)車速、
交通量、
路線線形等諸多影響因素(LED隧道燈的安裝密度、排列方式)
4.從行車安全性和舒適性等方面綜合確定照明水平(LED隧道燈的防眩光、顯指等)
5.人的視覺適應(yīng)性,特別是隧道入口段、出口段等處(加強(qiáng)照明段LED隧道燈發(fā)安裝功率密度)
6.隧道白天也需要照明,而且白天照明問題比夜晚更復(fù)雜(智能調(diào)光LED隧道燈)。
要在
隧道照明實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、提高照明效果并保證行車的安全性和舒適性,LED隧道燈通??梢詮囊韵聨讉€(gè)方面來考慮:
(1) LED隧道燈的亮度
由于白天隧道外的亮度相對于隧道內(nèi)的高很多,故此當(dāng)駕駛員駕車進(jìn)入隧道時(shí),視覺需要有一定的適應(yīng)時(shí)間,然后才能看清隧道內(nèi)部的情況,這種現(xiàn)象稱為“適應(yīng)的滯后現(xiàn)象”,如果沒有適當(dāng)?shù)倪^渡,則會(huì)產(chǎn)生黑洞現(xiàn)象,令駕駛員暫時(shí)失去正常的視覺功能,這將會(huì)帶來一定的安全隱患。黑洞現(xiàn)象是進(jìn)入隧道前所發(fā)生的視覺問題,也是LED隧道燈照明中最重要的問題。為此LED隧道照明通常分為入口照明、內(nèi)部照明和出口照明。其中白天隧道入口照明的亮度要根據(jù)隧道外的亮度、車速、入口處的
視場和隧道的長度來確定LED隧道燈的功率大小和安裝密度。
閾值段是為了消除“黑洞”現(xiàn)象,過渡段的照明水平進(jìn)一步逐漸下降,從而為駕駛員提供視覺
暗適應(yīng)的時(shí)間。
(2) LED隧道燈亮度均勻度
良好的視覺功能不但要求LED隧道燈有一個(gè)較好的平均亮度,還要求路面上的LED隧道燈平均亮度與最小亮度之間不能相差太大。如果視場中的LED隧道燈亮度差太大的話,亮的部分會(huì)形成一個(gè)眩光源,而且亮暗的變化會(huì)帶來一定的
頻閃效應(yīng), 繼而影響視覺, 人眼的視覺效果會(huì)明顯變差,而
視覺疲勞也會(huì)加重。
總體LED隧道燈
亮度均勻度 U0 是指隧道內(nèi)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(xù)、反復(fù)的出現(xiàn)亮帶和暗帶,即“
斑馬效應(yīng)”,對于在這個(gè)車道上行進(jìn)的道路使用者而言,會(huì)感到很煩躁。這個(gè)問題涉及到人的心理,但也會(huì)危及到道路安全, 縱向均勻度主要是用來評(píng)價(jià)“斑馬效應(yīng)”的大小。
(3) LED隧道燈的眩光
眩光的形成是由于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LED
隧道燈照明中的眩光可以來自迎面駛來的
車輛前燈、LED隧道照明燈具、隧道出口時(shí)外面的高亮度等。眩光會(huì)使人對障礙物的辨認(rèn)能力下降,危及行車安全。LED隧道燈應(yīng)采用截光型,采取消去直射和
反射眩光的特殊技術(shù)措施,形成
漫反射,使光線十分柔和的進(jìn)入人眼。
國際照明委員會(huì)采用了相對
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(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)的隧道照明標(biāo)準(zhǔn)中(CR 14380:2003E),對失能眩光的規(guī)定如下: 在白天時(shí)隧道閾值段和內(nèi)部段以及夜間的整個(gè)隧道,其相對閾值增量(TI)必須小于15%。
(4)LED隧道燈
頻閃效應(yīng)
頻閃是指在較長的隧道中,由于LED隧道燈照明器排列的不連續(xù),使司機(jī)不斷地受到明暗變化的刺激而產(chǎn)生煩亂。它與明暗的亮度變化、明暗變化的頻率、頻閃的總時(shí)間有關(guān)系。這三者與所使用燈具的光學(xué)特性、車輛的行進(jìn)速度、LED隧道燈安裝間距、隧道長度有關(guān)。一般而言,頻閃的頻率小于 2.5和大于 15Hz 時(shí)所帶來的頻閃現(xiàn)象是可以接受。
如果車輛的時(shí)速為 60km/h 即 16.6m/s, LED隧道燈燈具安裝間距是 4, 這樣頻閃的頻率就約為4.2Hz. 進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)加以考慮,選擇適當(dāng)?shù)恼彰髌靼惭b間距。如果頻閃的頻率位于4Hz和11Hz 之間,并且持續(xù)的時(shí)間超過 20s,將會(huì)給司機(jī)帶來明顯的不舒適。
(5) LED隧道燈照明控制
先進(jìn)的LED隧道燈照明控制方式是在保證視覺條件,滿足
隧道照明要求的情況下,合理節(jié)能的重要技巧。照明控制的目的是可以隨時(shí)改變隧道的照明水平。由于陰天、雨天或黃昏時(shí)分,隧道口外的亮度比平時(shí)要小很多,因此要有適當(dāng)?shù)拇胧﹣頊p小入口段LED隧道燈照明的水平,以減少不必要的能源浪費(fèi)。在LED隧道燈照明中可以根據(jù)白天、夜晚以及車流量大小等因素,通過各種調(diào)光設(shè)備或控制器件來對LED隧道燈照明環(huán)境的
照度或燈的開啟、關(guān)閉進(jìn)行調(diào)整和控制。目前,國外大多采用感光器件、可調(diào)光
電子整流器等構(gòu)成
智能照明系統(tǒng),使隧道內(nèi)LED隧道燈燈具整體亮度減弱,能耗降低;同時(shí),保證隧道亮度均勻度不變。
中山市月神照明燈飾有限公司 技術(shù)部
2023-2-27