基于LED灯应用的高速公路隧道节能照明研究

【摘要】：高速公路隧道具有缩短公路里程、提高交通运输效率、节省用地和保护生态环境等功能。作为公路的特殊构造物，为了保证隧道内行车安全，必须按照相关规范规定设置照明系统。由于照明系统必须全天工作、隧道内环境恶劣等原因，照明系统能耗和器材本身的消耗十分巨大，这给高速公路运营部门带了了沉重的经济负担和节能减排压力，并且随着我国山区高速公路里程的增加，隧道数量也势必增加，由隧道照明系统带来的经济负担和节能减排压力有增无减，必将成为困扰高速公路运营部门的一个难题。为了贯彻落实国家节能减排政策，降低隧道运营成本，开展隧道节能灯具应用研究显得十分必要。 本文从高速公路隧道照明节能减排政策要求和高速公路运营管理公司关于降低隧道运营成本的实际需求出发，以隧道节能照明灯具“选择——应用——评价”为主线，基于LED灯应用对高速公路隧道节能照明方法进行了研究。 首先，解决了高速公路隧道节能灯具选择的基础问题。通过分析当前市面上主要的几种高速公路隧道节能灯具的照明特性，从照明安全性、灯具技术性和经济性角度入手，构建灯具应用可行性评价指标体系。通过对主要的几种节能灯具可行性评价，确定了LED灯应用于隧道节能照明的优势性，为高速公路隧道节能照明设计方法研究提供了对象。 然后，研究了基于LED灯应用的高速公路隧道分类方法，将隧道分为诱导照明隧道和功能照明隧道。针对两种隧道不同照明需求，研究了LED诱导灯在诱导照明隧道中布设方法，并重点研究了LED灯在功能照明隧道中的照明设计方法，提出高速公路隧道LED灯布设图。 最后，研究了高速公路隧道节能照明方案经济效益评价方法。从隧道照明系统建设期和运营期两方面入手，构建投资费用计算模型，以两种照明方案总投资差值来评价方案的经济效益情况，提出了节能照明方案盈利期望年限概念，以定量描述节能照明方案实现经济效益的时间，文末通过实例分析验证了研究内容，证明了LED灯照明方案具有更好的经济效益。 【关键词】：高速公路隧道 LED灯 照明设计 经济效益评价 盈利期望年限
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U453.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 研究目的及意义12-14
• 1.2.1 研究目的12-13
• 1.2.2 研究意义13-14
• 1.3 国内外研究现状14-18
• 1.3.1 国外研究现状14-16
• 1.3.2 国内研究现状16-17
• 1.3.3 国内外现状分析17-18
• 1.4 主要研究内容及技术路线18-21
• 第二章 高速公路隧道节能灯具应用可行性分析21-38
• 2.1 高速公路隧道照明灯具分类及发展分析21-27
• 2.1.1 隧道照明灯具分类21-22
• 2.1.2 各种常见隧道灯具照明特性分析22-23
• 2.1.3 不同隧道灯具照明特性比较23-25
• 2.1.4 隧道用 LED 灯发展趋势分析25-27
• 2.2 高速公路隧道照明灯具应用可行性评价体系构建27-34
• 2.2.1 评价指标体系的构建27-28
• 2.2.2 评价指标的量化28-32
• 2.2.3 基于系统聚类的评价方法32-34
• 2.3 高速公路隧道灯具应用可行性综合评价34-37
• 2.4 小结37-38
• 第三章 高速公路隧道分类及诱导照明隧道 LED 灯应用方法研究38-51
• 3.1 高速公路隧道 LED 灯节能照明设计原则与思路38-40
• 3.1.1 节能照明设计原则38-39
• 3.1.2 节能照明设计思路39-40
• 3.2 基于 LED 灯应用的高速公路隧道分类研究40-45
• 3.2.1 分类现状40-41
• 3.2.2 分类方法41-45
• 3.2.3 分类结果45
• 3.3 诱导照明隧道 LED 灯应用设计方法45-50
• 3.3.1 LED 灯在隧道诱导照明方面的应用背景46
• 3.3.2 LED 诱导灯在诱导照明隧道中布设方法46-50
• 3.4 小结50-51
• 第四章 功能照明隧道 LED 灯应用方法研究51-76
• 4.1 隧道照明区段划分及洞外亮度取值方法51-55
• 4.1.1 隧道照明区段划分51-52
• 4.1.2 隧道洞外亮度取值方法52-55
• 4.2 功能照明隧道 LED 灯布置方式研究55-64
• 4.2.1 布置间距与布置高度55-56
• 4.2.2 布置方式分类56-62
• 4.2.3 LED 灯中间偏置布灯方式研究62-64
• 4.3 功能照明隧道 LED 灯照明方式研究64-68
• 4.3.1 照明方式分类64-67
• 4.3.2 功能照明隧道 LED 灯照明方式67-68
• 4.4 功能照明隧道 LED 灯照明需求与布设图研究68-74
• 4.4.1 功能照明隧道入口段照明亮度需求量68-71
• 4.4.2 功能照明隧道中间段照明亮度需求量71-73
• 4.4.3 隧道出口段照明亮度需求73-74
• 4.4.4 功能照明隧道 LED 灯照明布设总图74
• 4.5 小结74-76
• 第五章 高速公路隧道节能灯照明方案经济效益评价方法研究76-92
• 5.1 经济效益评价的意义和思路76-77
• 5.2 照明方案建设期投资费用测算方法77-79
• 5.2.1 建设期灯具费用比较77
• 5.2.2 建设投资期所需电缆、变压器等相关设备费用比较77-79
• 5.3 照明方案运营期投资费用测试方法79-81
• 5.3.1 运营期灯具维护及更新费用比较79-81
• 5.3.2 运营期能耗费用比较81
• 5.4 照明方案总投资费用比较及经济效益评价81-82
• 5.4.1 隧道照明方案总投资费用差值计算81-82
• 5.4.2 隧道照明方案经济效益评价82
• 5.5 实例分析82-91
• 5.5.1 广西平钟路 2 号隧道 LED 灯应用工程介绍82-88
• 5.5.2 平钟 2 号隧道高压钠灯与 LED 灯照明方案经济效益计算88-90
• 5.5.3 平钟 2 号隧道高压钠灯和 LED 灯照明方案经济效益评价90-91
• 5.6 小结91-92
• 结论92-94
• 一、主要研究成果92-93
• 二、尚需进一步研究的问题93-94
• 参考文献94-96
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果96-97
• 致谢97

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