[發明專利]一種多燈位多維隧道照明方式

有效

• 申請號: 201210334213.9
• 申請日: 2012-09-11
• 公開（公告）號: CN102840519A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 趙海天
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: F21S8/00
• 分類號: F21S8/00;F21V23/00;F21V19/00;F21W131/101;F21Y101/02
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技術領域

本發明是發明人系列發明——“多維道路照明體系”的第三部分，涉及一種新型照明方式，具體是一種多燈位多維隧道照明方式。

背景技術

目前，隧道照明普遍采用傳統的高燈位隧道燈(安裝高度在隧道頂部，安裝間距2m左右，單燈功率80W以上)。這種照明方式技術成熟，但是由于燈位高，存在以下問題：

1、眩光問題

道路照明設計規范要求快速路采用截光、半截光型隧道燈來減少眩光。這一措施，可以限制眩光但無法消除眩光。產生眩光的原因是：以截光型燈具(包括HPS燈和LED燈)為例，其光路主要照射部分并不投射到機動車駕駛員眼中，從這個意義上說，截光型燈具基本避免了直接眩光。但是，該型燈具總是存在一個亮度很高的發光面，由于該發光面與駕駛員之間存在高度差H，則總存在視角α使得駕駛員可直視該發光面，感覺到來自前上方的隧道燈發光面的眩光(見附圖1)。這一眩光不是傳統意義上的直接眩光，但仍然屬于失能眩光。

顯然，該眩光存在的充分條件是：α＞0。

要改變α大于0，有兩種措施。其一是把燈具傾斜放置，使燈具的發光面與駕駛員向前上方的視線平行(見附圖2)，從而使α角為0。但機動車在運動時α角的大小在時刻變化，故這種方法無法消除本行車方向但不同位置的車輛的眩光。

另一種措施是降低隧道燈高度，當隧道燈高度與駕駛員眼高相同時，使α角為0。但這會帶來配光等一系列問題，特別是將現有的250W-400W?HPS隧道燈高度降至駕駛員眼部高度顯然是不可行的。

目前，采用高燈位隧道燈照明的道路都存在來自行車方向前上方的失能眩光。

隧道照明中，傳統的高燈位逆向照明方式也存在顯著的眩光問題。

2、無效照明問題

為提高照度均勻度，高燈位照明方式將光源以下空間盡可能均勻照亮，形成光幕區。

根據余弦定律，可以證明，現行高燈位照明方式在光幕區內存在大比例的無效照明分量。

事實上，只有有效照明分量是有效照明。

另一方面，根據平方反比定律，現行高燈位照明的照度垂直分布規律是上亮下暗。這使得處于上部的無效光幕區的照度會高于位于下部的有效光幕區的照度。這顯然與駕駛員觀察所需要的上暗下亮的照明基本需求相悖。

目前，采用高燈位隧道燈照明的隧道不可避免的都存在無效照明區域及違背照明基本需求的問題。

高燈位照明方式是隨著高電壓氣體放電(包括HPS)光源的應用而誕生的，并已暴露出明顯的弊端；隨著LED等新型光源的發明也必然會產生新的更為先進的照明方式。

LED光源的出現，的確為解決上述問題提供了契機。

LED具有亮度高、體積小、顯色性高、低壓安全和可分散安裝等特點，這為從另一途徑解決三個問題提供了合適的光源。

但是，目前LED應用與研發主要是用LED與傳統光源進行簡單的替換，幾乎所有LED廠家統統沿用傳統隧道燈的設計思路，追求幾十瓦、上百瓦的大功率LED隧道燈以求與目前的HPS燈造型、安裝方式完全相同或兼容，導致當前LED隧道燈及安裝方式幾乎全部以適用于HPS光源的“投光燈”為標準進行設計和制造，而非以LED發光規律為出發點進行研發。

小功率的LED光源適宜分散安裝，也沒有突出的散熱問題。但大功率LED隧道燈的集中、高燈位照明則帶來了散熱不良、耐久性不好和維修不便等本不該出現的問題，由此引發了一系列的功能與質量問題，反而導致LED隧道燈在照明工程界受到質疑。

事實上，以簡單替換為特征的大功率、高燈位的LED隧道燈照明不但沒有解決傳統HPS隧道燈存在的問題，反而增加了散熱等新問題，這表明目前LED隧道燈照明需要走出簡單替代的模式，進行以體現LED自身特點、發揮LED優點為目的的自主型研發。

上述照明方式，在本質上任然是一個燈同時承擔了路面照明、空間照明、墻壁照明三重任務，它們在空間上、時間上相互制約，不可能均達到最佳；在邏輯上，只有將上述任務分解，由各自獨立的小功率、高效能光源、燈具和照明控制系統來完成，分別控制，獨立運行，才可能在路面照明、空間照明、復雜天氣照明方面分別做到最佳，從而達到總體最佳，從而大大提高照明效率，提高可見度水平，節約能源。

發明內容