(2)洞外天氣對隧道照明的影響

洞外亮度對隧道內(nèi)的加強(qiáng)照明能耗的影響很大，而天氣、季節(jié)和時(shí)間不同時(shí)，洞外亮度也大不相同。以一個洞外亮度為3000cd/m2的隧道為例，夏至?xí)r洞外中午的***高亮度為秋分時(shí)洞外的***高亮度約為1860cdm2，冬至?xí)r洞外的***高亮度約為842cd3000cd/m2,早、晚和陰天的洞外亮度可低至200cd/m2以下。目前我國隧道照明白天大多采取四級調(diào)光方式，即晴天、多云、陰天和重陰天4個亮度等級。這4個亮度等級大多不分季節(jié)以及上午、中午和下午，因此，能耗的浪費(fèi)仍舊相當(dāng)巨大。圖4-15給出了隧道內(nèi)不同光源的白天開燈功率與高壓鈉燈的設(shè)計(jì)功率之比，稱之為功率線。圖4-15中***上面的一條直線是高壓鈉燈的每日開燈功率與設(shè)計(jì)功率之比，中間的一條直線是恒定亮度的LED燈每日開燈功率與高壓鈉燈的設(shè)計(jì)功率之比，下面的兩條曲線分別是亮度可控型LED燈在夏至和冬至?xí)r白天的照明功率與高壓鈉燈的設(shè)計(jì)功率之比。圖4-15中各照明功率線下方的面積即為該燈當(dāng)日的照明能耗比。其中恒定亮度的LED燈每日開燈功率與亮度可控型LED燈在夏至中午的照明功率的比值為設(shè)計(jì)維護(hù)系數(shù)。從圖4-15中可以看出，若采用恒定亮度的燈具，則隧道在一年內(nèi)的絕大部分時(shí)間均處在過度照明狀態(tài)，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。采用LED無級調(diào)光系統(tǒng)時(shí)夏至和冬至這兩天的晴天照明能耗僅為高壓鈉燈的31%和21%，為恒定亮度LED燈的54%和37%，其他時(shí)節(jié)的能耗均在這之間。由此可以看出，公路隧道照明采用LED無級調(diào)光系統(tǒng)具有相當(dāng)大的節(jié)能空間。采用了亮度可控型LED隧道燈及其亮度智能無級控制系統(tǒng)來為隧道加強(qiáng)照明調(diào)光，不論隧道洞外亮度如何變化，該系統(tǒng)都能夠?qū)ζ溥M(jìn)行自動跟蹤，計(jì)算出洞內(nèi)實(shí)際亮度需求并控制燈具輸出相應(yīng)的光通量，實(shí)現(xiàn)按需照明的目標(biāo)，***大限度地節(jié)約電能。

實(shí)現(xiàn)隧道照明洞內(nèi)亮度跟蹤洞外亮度實(shí)時(shí)變化的目標(biāo)，在以前由于傳統(tǒng)光源的局限性而難以實(shí)現(xiàn)。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，LED以其優(yōu)異的性能正在成為照明領(lǐng)域的主流光源。

現(xiàn)階段LED的光效已達(dá)901mW，且亮度還在不斷地提高。LED光源與其他光源不同，它的工作電流在額定范圍內(nèi)可大可小，其控制方式也更為先進(jìn)，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

采用LED照明亮度智能無級控制系統(tǒng)后，不論是一年中的哪一天，它都會按照實(shí)際的功率需求去照明，而無需多付出照明能耗。通過計(jì)算可得，其年平均白天照明能耗比鈉燈光源的隧道照明和恒定亮度的LED隧道照明要低得多，約為鈉燈的16.5%以及LED燈的33%，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的按需照明。該系統(tǒng)用于隧道照明，不論是何種天氣，其相對節(jié)能百分比并無太大差異。用它替代高壓鈉燈的加強(qiáng)照明，可實(shí)現(xiàn)83.5%的節(jié)能目標(biāo)，比亮度不可控的LED隧道燈節(jié)能67%。因此，這一系統(tǒng)的節(jié)能效果相當(dāng)顯著。