热点应用：LED隧道照明设计

随着隧道项目日益增多，隧道建设在现代交通运输中起到越来越重要的作用。隧道是一段封闭的空间，自然光无法照射其中，为了保证行驶的连贯性及行车人的生命安全，即便是白天其内部全程也需要人工照明，隧道照明是隧道建设中不可或缺的一部分。

汽车尾气、噪声、振动、污浊空气，腐蚀气体、水分等恶劣环境形成隧道照明的特殊性。为了能给来往车辆和行人提供一个安全舒适的照明环境，下面通过逐步分析来阐述隧道照明设计思路。
　　隧道照明不同于一般的道路照明，有其明显的特殊性，其对安全的考虑在照明系统上表现尤为重要。

在设计隧道照明方案时，要考虑到人的明适应和暗适应因素，重视过渡空间和过渡照明的设计。为了满足眼睛适应性要求，在隧道入口需作一段明暗过渡照明，以保证一定的视力要求。隧道出口处因适应时间很短，一般在1s以内，故可不作其它处理。

一般隧道存在着以下几种特殊的视觉问题：
　　(1)进入隧道前(白天)：由于隧道内外的亮度差别极大，因此从隧道外部去看，照明很不充分的隧道入口会看到“黑洞”现象。
　　(2)进入隧道后(白天)：汽车由明亮的外部进入即使不太暗的隧道以后，要经过一定时间才能看清隧道内部的情况，称为“适应滞后”现象。
　　(3)隧道出口处：在白天，汽车穿过较长的隧道接近出口时，由于通过出口看到的外部亮度极高，出口看上去是个“亮洞”，会出现极强的眩光，驾驶员会感到不适应;夜间与白天正好相反，隧道出口看到的不是亮洞而是黑洞，这样驾驶员就看不清外部道路的线型及路上的障碍物。
　　以上几种特殊的视觉问题给隧道照明提出了较高的要求，有效解决这些视觉问题，可以通过几个方面。
一.隧道照明的设置
　　隧道照明一般划分为引入段、适应段、过渡段、基本段和出口段等五个区段照明，其中每个区段都有不同的作用：
　　(1)引入段：消除“黑洞”现象，使驾驶员在洞口处能辨认障碍物;以白天为例，假设隧道口部环境亮度为4000cd/㎡，时速80KM/H，则满足最低要求的引入段的长度和亮度分别为40米和80cd/㎡。
　　(2)适应段：进入隧道后，驾驶员能很快适应并消除“黑洞”现象;按上述条件，适应段的长度和亮度分别为40米和80～46cd/㎡。
　　(3)过渡段：驾驶员逐渐适应隧道内部照明;按上述条件，过渡段的长度和亮度分别为40米和40～4.5cd/㎡。
　　(4)基本段：隧道内部的基本照明。

(5)出口段：在白天，使驾驶员能逐渐适应出口处的强光，消除“亮洞”现象;在夜间，使驾驶员能在洞内看清外部道路的线型及路上的障碍物，消除出口处的“黑洞”现象，一般的做法是在洞外使用路灯作为延续照明。在白天，隧道出口段的照明亮度同入口段的照明亮度，应比隧道内基本照明亮度值高;在夜间，则相反，应低于隧道内基本照明亮度值，当隧道外有路灯照明时，隧道内路面亮度值不得低于露天亮度值的2倍。

二、机动车通过隧道过程中存在的问题
　　1.接近隧道过程中出现的问题
　　黑洞现象
　　白天，机动车司机眼睛已适应户外高达10万lx以上数千cd/m2的自然光照明，当眼睛转到亮度只有几cd/m2的隧道环境，因人眼对亮度差的感知有限，出现适应滞后现象，就会看到一个黑色的洞穴，而无法识别其中的状态。像这样在明亮环境中看到全黑洞穴的现象叫做黑洞现象。一旦出现黑洞现象，随着机动车接近隧道，驾驶员的可视距离缩短，不能安全驾驶。黑洞现象是进入隧道前所发生的视觉问题，是隧道照明中最重要的问题。为防止黑洞现象的发生，从隧道入口开始的一段距离内要保证有充足的亮度，这一部分全长比机动车的安全刹车距离略长。

进入隧道，由于内外存在很大亮度差，适应存在延迟，驾驶者视觉不能很快适应隧道亮度，难以看清隧道内部状况。为防止此情况发生，应使隧道入口亮度随视觉适应速度缓慢降低，亮度要平滑过渡，亮度降低要逐级进行，但前一级亮度和后一级亮度比值不得超过3：

1，且2m高以下墙面的亮度不能低于相应平均路面亮度。

2.通过隧道过程中出现的问题

白天在隧道中的亮度要比夜间道路照明亮度高，夜晚亮度要比白天低。考虑交通流量大的长隧道中汽车排放尾气的话，由于废气无法迅速消散形成烟雾，将光吸收和散射，降低可见度，而使视觉识别困难，车头灯光受汽车尾气影响很大，无法满足视认性需要，前方100m路面亮度减半，通常以道路照明的2倍亮度弥补尾气的影响。

3.接近隧道出口时出现的问题
　　通过出口看外部亮度极高，出口看上去是个亮洞，出现严重眩光，出口成了白色洞穴，这称为白洞现象;以白洞为背景，机动车等就成了黑色的剪影很容易识别，但跟在大型箱式货车后面的小汽车与大货车的剪影重合很难看清，在交通流量大的隧道出口附近，为了能识别重合在一起的大小车辆所做的照明称为出口照明，出口照明的区间长度为数十米。

4.夜间驶出隧道前出现的问题
夜晚，从明亮隧道中驶出到没有照明道路之前，隧道外也变成了一种黑洞，无法看清道路的线形和存在的障碍物，此时，应在刚出隧道出口的道路上、在长于安全刹车距离、大约相当于机动车行驶数秒的区间内，对道路进行照明，以达到适当水平的亮度。三、有关LED产品在隧道中的应用

　　LED作为一种绿色能源，是可望发展为第四代照明设备的新型光源，他的光接近自然色，无闪烁，能较好的还原照射物的真实颜色，更有益人眼的适应。更重要的一点，它比其他光源更节能，在这个能源日趋枯竭的年代，节能意味着比竞争力。资料显示，LED光源比白炽灯节电87%、比荧光灯节电50%，而寿命比白炽灯长20-30倍，比荧光灯长10倍。
LED应用在隧道照明中在国内以开始实现，南京市模范马路隧道成为国内第一条LED灯光隧道。它实现了LED灯会随着进入隧道内光线的强弱自动调节照明强度的智能化调光控制系统。相比于传统方案，实现节电45%，且光源寿命是传统隧道灯具的6-8倍，大大减少了光源损耗和日常维护的费用。

总结
　　随着现代化建设的发展，隧道照明设施的规模及数量将越来越大。
隧道属于高能耗场所， 电力运营费用越来越高，将更加迫切需求高效节能光源、照明节能控制系统、合理亮度设计以提高照明效果，保证行车的安全性和舒适性。

房海明：现任意大利TFK公司LED照明技术总监，2006年开始从事LED照明产品的研究与开发，LED照明设计5年工作经验。国际光电与显示杂志特约评论员。光电新闻网，高工在线，《LED世界》,《中国LED专刊》，《国际LED杂志》等网站和杂志的特约撰稿人。深圳市精能实业有限公司LED技术顾问。获得ISO9000内审员证书。
参与过OSRAM，LUMILEDS，CREE，SEOUL，EDISON，NICHIA，LEDMAN，REFOND，LEBELIGHT等国内外光源的光色热电方面的研究工作。

参与开发过7W太阳能LED庭院灯，48W LED庭院灯，16W LED均匀灯盘，负责过北京故宫博物院30W LED仿古灯和48WLED投光灯项目，60W,100W,140W LED路灯研发工作，负责过意大利的LED隧道灯和LED日光灯管项目，西班牙的24W LED洗墙灯项目。 专业提供LED灯具设计方案,设计包括相关室内外灯具，从LED灯具造型、配光设计到结构设计、灯具电脑模拟测试、样品测试、模具开发。