上海黄浦江越江隧道中的光源应用分析

张 湄

南京铁道职业技术学院 南京 210031

上海黄浦江越江隧道中的光源应用分析

张 湄

南京铁道职业技术学院 南京 210031

介绍了T5荧光灯、T8HF高效高频荧光灯、无极灯、LED灯在上海黄浦江越江隧道工程中的应用，分析了路面测试数据，对光源损坏情况进行了统计，并简述了节能效果。由测试结果可知，荧光灯、无极灯、LED灯的应用效果均令人满意，考虑稳定性与节能效果，无极灯与LED灯则更具潜力。

光源； 照明； 隧道工程； 应用

1 课题背景

“十二五”期间，上海建成了人民路隧道、打浦路隧道复线、新建路隧道、上中路隧道等多座规模相仿的黄浦江越江隧道工程。为研究各种光源在隧道照明中的应用，增加隧道通行的舒适性、诱导性，建设方在这些隧道工程中分别应用了T5荧光灯[1-2]、T8HF高效高频荧光灯[3-4]、无极灯[5-7]及发光二极管(LED)灯[8-9](表1)，并对不同光源的路面平均光照度、总均匀度、纵向均匀度、单侧单向电流值等进行了测试，为今后工程光源的选择提供参考数据[10]。

表1 上海近10年隧道工程及光源情况

工程名称隧道主线长度/m光源控制方式人民路隧道3090南线:T5荧光灯;北线:LED灯南线:开关灯控制;北线:调光控制新建路隧道2355T5荧光灯开关灯控制西藏南路隧道2673T5荧光灯开关灯控制打浦路隧道复线3056T8HF荧光灯调光控制军工路隧道3050无极灯调光控制龙耀路隧道4040T5荧光灯开关灯控制上中路隧道2802南线:无极灯;北线:T8卤粉荧光灯南线:调光控制;北线:开关灯控制外滩通道3300无极灯调光控制

2 各种光源简介

2.1 荧光灯

荧光灯光源产品比较成熟，性能稳定。在早期建设的隧道中，较多采用T8卤粉荧光灯，但光效率只有60～70lm/W,而一般情况下，质量稳定的T5荧光灯光效率可达104lm/W,比T8卤粉荧光灯高出近50%(表2)。T8HF荧光灯是新型高效高频荧光灯，光效率较高，也可达104lm/W。

表2 T5荧光灯与T8卤粉荧光灯的比较

类型T5荧光灯T8卤粉荧光灯光效率/(lm·W-1)90～10460～70平均寿命/h20000～2400015000显色指数Ra8563～82

2.2 无极灯

无极灯与传统光源最大的区别在于采用了无电极结构，避免了传统光源的电极损耗，延长了光源的使用时间，提高了灯具的使用寿命。无极灯寿命长的特点比较适合隧道工程等维护困难的场所。

2.3 LED灯

LED灯是一种半导体发光器件，具有节能、环保、高光效、长寿命等特点，是新型的绿色节能环保光源。LED灯目前在上海新建或改建隧道工程中应用广泛。

3 隧道基本照明设计参数

以双峒双向四车道、每峒两车道、行车速度40km/h、单向行驶的水底公路隧道为例，设侧墙装饰板反射因数为0.6，地面反射因数为0.1，顶面反射因数为0，防撞侧墙反射因数为0.3。隧道为沥青砼路面，平均光亮度与平均光照度的换算系数以22lx/(cd·m-2)计，道路宽度7.75m，暗埋段总长2km。

隧道基本光亮度要求为2.5cd/m2，即55lx，路面光照度总均匀度Lmin/Lav≥0.5,路面中线光照度纵向均匀度LMIN′/LMAX′≥0.9，每车道中线光照度纵向均匀度LMIN′/LMAX′≥0.9。侧墙面2m高度范围内的平均光照度应不低于地面平均光照度的1/3。两个灯具中心间距定为7m,灯具维护因数为0.65，即隧道中间段路面初始光照度需达到84.6lx。

4 测试结果分析

4.1 人民路隧道南线(T5荧光灯)

通车9个月后，建设方组织设计、施工、运营单位及设备供货商对人民路隧道南线T5荧光灯进行了现场测试，测试结果见表3。

表3 人民路隧道南线测试结果

项目路面平均光照度/lx总均匀度车道1中线纵向均匀度车道2中线纵向均匀度墙面平均光照度/lx控制方式全开710.790.820.8439半开39.510.790.790.8218.2设计值55≥0.5≥0.9≥0.927.5规范要求33≥0.4≥0.7≥0.7—

从人民路隧道南线中间段照明测试数据看，所测数据均达到了规范要求，但纵向均匀度略低于设计要求。隧道在通车前测得的路面平均光照度为85lx,运营9个月后，光衰率达到了16.5%，光衰偏高。

4.2 打浦路隧道复线(T8HF荧光灯)

通车6个月后，建设方组织设计、施工、运营单位及设备供货商对打浦路隧道复线T8HF荧光灯进行了现场测试，测试结果见表4。

从打浦路隧道复线中间段照明测试数据看，所测数据均达到了规范要求，并满足设计标准。隧道在通车前测得的路面平均光照度为85lx,运营6个月后，光衰率达到10.1%，光衰偏高。

4.3 上中路隧道南线(无极灯)和北线(T8荧光灯)

上中路隧道南线于2009年1月投运，北线于2009年12月通车，2010年8月对上中路隧道照明进行了测试，测试结果见表5。

从测试结果看，上中路隧道南北线路面平均光照度、光照度均匀度等均达到了设计要求。南线隧道路面基本段无极灯初始光照度为178lx,点灯14000h后，基本段测试值为153lx,光衰率为14%，光衰速率较慢。北线隧道路面基本段T8荧光灯初始光照度为153lx,点灯6000h 后，基本段测试值为117lx,光衰率为23.5%。

表4 打浦路隧道复线测试结果

项目路面平均光照度/lx总均匀度车道1中线纵向均匀度车道2中线纵向均匀度墙面平均光照度/lx调光幅度40%39.60.520.780.6711.560%50.10.570.860.791680%650.570.90.8721100%76.40.570.870.925设计值55≥0.5≥0.9≥0.927.5规范要求33≥0.4≥0.7≥0.7—

表5 上中路隧道测试结果

测试方案路面测试墙面测试最小光照度/lx最大光照度/lx平均光照度/lx总均匀度纵向均匀度最小光照度/lx最大光照度/lx平均光照度/lx总均匀度北线,基本段,双排装灯,2×36W荧光灯,2.8m间距1091301170.920.954164460.64南线,基本段,中间单排装灯,150W无极灯,4.2m间距1241771530.810.9475103600.73

4.4 人民路隧道北线(LED灯)

2010年8月，对人民路隧道北线LED灯进行了现场测试，结果见表6。

从人民路隧道北线中间段照明测试数据看，所测数据均达到了规范要求，并满足设计要求。路面整体均匀度与纵向均匀度良好，不同调光幅度时均匀度基本保持不变，且隧道运行13个月后的光衰率仅为4.8%。

为比较各种光源的光衰，将不同的光衰率折合为统一的使用时间4500h进行比较，得到LED灯的光衰率最小，为2.2%，无极灯次之，为4.5%。

5 光源损坏统计

光源损坏统计结果见表7。

表6 人民路隧道北线测试结果

项目路面平均光照度/lx总均匀度车道1中线纵向均匀度车道2中线纵向均匀度墙面平均光照度/lx调光幅度40%46.60.930.930.92未测60%53.60.930.950.9335.1370%70.30.930.930.9233.9100%104.250.930.930.9355.2设计值55≥0.5≥0.9≥0.927.5规范要求33≥0.4≥0.7≥0.7—

表7 光源损坏统计结果

项目T5荧光灯(人民路隧道南线)T8HF荧光灯(打浦路隧道复线)无极灯(上中路隧道南线)T8卤粉荧光灯(上中路隧道北线)LED灯具(人民路隧道北线)LED驱动电源(人民路隧道北线)点灯时间/h160001400024000150001400014000损坏数量12210352550036总数量162867017245104625625损坏率7.5%15.4%3.0%10.8%05.8%

对各种光源的损坏率进行比较，使用时间统一折算至14000h，得无极灯稳定性最佳，损坏率仅为1.75%；LED灯次之，为5.8%。

6 节能效果分析

越江隧道内主要用电设备有风机、水泵和照明，其中照明用电量约占隧道总用电量的50%。在确保行车安全的基础上，隧道照明节能具有较大的挖潜空间。各隧道的照明节能数据见表8。

从灯具角度来看，人民路隧道北线采用的LED灯比双管T5荧光灯节能23.7%，比无极灯节能高18个百分点，比单管T8HF荧光灯节能高9.3个百分点。

表8 各隧道照明节能数据

项目T5荧光灯T8HF荧光灯无极灯LED灯安装地点人民路隧道南线打浦路隧道复线上中路隧道南线人民路隧道北线单灯光源功率/W2×284515050单灯总功率/W6449156.560灯具间距/m76.254.2(单排)7功率密度/(W·m-2)2.362.024.662.21路面平均光照度/lx8585178104.3墙面光照度/lx46.743.5369.855.23单位功率密度/(W·m-2·0.01lx-1)2.7762.3762.6182.119节能指标(以T5荧光灯为基准)114.4%5.7%23.7%

7 结束语

上海黄浦江越江隧道工程对各种光源及控制方式的应用，取得了很多实测数据，为后续照明光源在隧道内的应用积累了参考数据，打下了基础。从路面测试结果看，荧光灯、无极灯、LED灯在隧道中的应用均令人满意；从灯具稳定性和节能效果看，无极灯与LED灯则更具潜力。

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Presented an introduction on the application of T5 fluorescent lamps, T8HF high efficiency & high frequency fluorescent lamp, electrodeless discharge lamp and LED Lamp in Shanghai Huangpu River-crossing tunnel project, an analysis of the road test data and the statistics of the damages of the light sources and also outlined the energy saving effect. The test results show that application of fluorescent lamp, electrodeless discharge lamp and LED lamp are satisfactory and in consideration of the stability and energy savings, electrodeless discharge lamp and LED lamp have more potential.

Light Source； Illumination; Tunnel Project； Application

2016年7月

张湄(1969— )，女，硕士，高级工程师，主要研究方向为城市隧道机电系统技术管理， E-mail： zhangmei@shgltz.com

TM923.01

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1674-540X(2016)03-057-04