关于高速公路隧道照明节能措施的探讨

黄柳盛

摘 要：目前我国公路隧道照明能耗严重，存在的突出问题是隧道照明系统设计照度超标、控制方式相对落后、节能理念存在误区、节能措施比较单一。本文以百色高速公路6座示范工程隧道为例，分析了LED灯加高压钠灯应用于公路隧道基本照明的经济、社会、生态效益，研究结果表明综合效益极其显著，但相关技术瓶颈问题亟待解决。

关键词：公路隧道；隧道照明；照明节能

1 前言

高速公路的建设逐步向山区延伸，公路隧道数量日趋增多，截至2014年，全国公路隧道为12404处，1075.67万m。公路隧道的优点在于减少道路里程、提升行车速度、提高交通运输效率和节省用地；缺点是照明系统能耗较高，被人们戏称为 “能耗大户”。随着越来越多的公路隧道投入运营，节能减排的重要性和紧迫性就越来越明显了，节能减排在公路隧道照明方面的形势越来越严峻。

2 公路隧道照明节能存在的突出问题

通过调查研究，我国高速公路隧道照明节能主要存在以下突出问题：一是经济效益和生态效益之间的平衡，高速公路隧道照明节能减排方案的实施在一定程度上使企业的投入成本变高，变相地降低了企业的经济效益，如目前大量推广应用的公路隧道LED灯就存在一个突出的问题——“节能不节钱”；二是目前市场上存在很多打着节能旗号的不合格产品，但是企业如何对这些产品进行鉴定，缺少权威机构的强力支持；三是国内尚未建立适用于高速公路隧道的能耗指标体系，造成企业无法准确掌握高速公路隧道照明的具体能耗情况和节能效果，从而制约了节能减排工作的深入开展；四是我国的相关政策和法规对高速公路隧道照明节能减排的支持力度不够，现阶段高速公路隧道照明节能基本是企业自发组织的；五是各级部门对高速公路隧道照明节能减排的资金投入较少。

3 公路隧道照明节能的对策

3.1 合理布设照明灯具

目前国内高速公路隧道内照明灯具的传统布置方式有3种：两侧对称布灯、两侧交错布灯、中间单排布灯。选择不同的布灯方式，其所用灯具数量和养护难易会有所区别。实验数据表明，中间单排布灯比两侧布灯效率高，两侧交错布灯比两侧对称布灯效率高。工程实践证明，选用拱顶侧偏布灯，灯具的安装高度为6.3m，既是一种效率较高的布灯方式，而且能较好地解决需要完全封闭隧道才能进行高速公路隧道照明灯具维护维修的难题。

3.2 钠灯与LED灯的技术组合

目前国内高速公路隧道照明灯具主要为高压钠灯。高压钠灯具有光效较高、寿命较长、色温高、舒适性强等优点，同时也存在大量的电能损耗，频繁地更换灯具增加了运营费用，会产生光污染、热辐射等缺点，这些缺点都限制着高速公路的正常运营。

目前，隧道使用的新光源中LED灯是使用最多的，它具有显色性较好，很接近于自然光，减少司乘人员白天驾车进入隧道的适应时间，提高行车安全。同时，LED光源工作电压低，输出光通量随电压波动小，效率比高压钠灯高，可达90%以上，减少了额外的功率消耗，节能效果较好。

隧道出入口段的照明，由于必须解决入口“黑洞”、出口“亮洞”的现象，对照明亮度有很高的要求，照明灯具的布设也相对较多，再加上洞口烟雾浓度高的特点，现在实际运用中把不同光源结合起来，即在隧道的出入口段、过渡段采用高压钠灯和LED灯相结合的方式，这种“组合照明”方式不仅能满足隧道照明亮度的要求，而且提高了照明效率，优化了照明效果，同时也可以使隧道的运营成本降到最低。

4 工程概况

以百色高速公路运营公司所辖隧道为例，果銮隧道、岩信隧道、金龙岩隧道采用LED灯为照明灯具，其中入口加强段和出口加强段为双侧相对布灯，其余为拱顶侧偏布灯，采用车辆感应调光设备。从隧道的配光及光感来看，在隧道的入口加强段和过渡段采用高压钠灯和LED灯相结合，使光线更柔和，增强了司乘人员入口的适应性，同时也解决了隧道洞口光透过率的问题。隧道中间段由于光照度要求不高，所以使用的灯具较少，采用高压钠灯和LED灯组合的效果就不明显。考虑到运营、电费等因素，基本段全部采用LED灯，单单从灯具的功率分析来看，隧道采用高压钠灯和LED灯相结合的方式远比单纯使用高压钠灯要更节能，节能可达到50%以上，更有利于公路隧道照明的节能环保。

从表1中，我们很容易就能发现，平均每米每天用电量最高的是隆田隧道，其次是泽屯隧道，第三是那央隧道，然后依次是金龙岩隧道、岩信隧道、果銮隧道。同样采用双侧相对布灯方式，采用LED灯具作为照明灯具的隧道明显耗电量少；同样采用LED灯具作为照明灯具，在耗电量方面拱顶侧偏布灯较少。入口加强段和出口加强段为双侧相对布灯，其余为拱顶侧偏布灯方式，与双侧相对布灯方式相比，双侧相对布灯方式耗电要大。

5 结语

（1）目前国内大部分高速公路隧道照明能耗严重，造成该现象的主要原因是隧道照明系统设计照度超标、控制方式相对落后、节能理念存在误区、节能措施比较单一。

（2）高速公路隧道照明节能措施有以下3个方面：技术性节能、结构性节能和管理性节能。工程实践表明，节能技术由单一技术运用向综合技术运用转变，结构性节能由注重技术向解决关键问题转变，管理思路由粗放式运营向精细化运营转变，那么高速公路隧道运营照明节能20% 以上的目标是完全可以实现的。

（3）由于高速公路隧道照明必须解决入口“黑洞”、出口“亮洞”的问题，而高速公路隧道 LED 灯在大功率灯具技术上还存在很多问题，目前尚不能完全取代传统高压钠灯。

（4）目前无论是国家政策导向，还是企业的成本考虑，在保证安全的前提下使用更加省电的高速公路隧道照明模式将是以后隧道照明的研究和发展方向。因此，“采用合理的高压钠灯与LED灯具结合，根据不同时间段、不同天气情况洞内外光度差的不同以及隧道内有车和无车时对亮度的不同要求，使用调光设备进行调光控制”，这一高速公路隧道照明模式将会得到越来越多的应用。

（5）高速公路隧道的光电照明造成能源供应短缺与运营成本增加。本文提出的在隧道的入口加强段和过渡段采用高压钠灯和LED灯相结合、基本段全部采用LED灯照明的方式，不仅满足了高速公路隧道照明的要求，而且降低了隧道运营、电费和维护成本，使整个隧道达到节能环保的要求。

参考文献

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（作者单位：广西交通投资集团百色高速公路运营有限公司）