LED護(hù)欄燈在膠州灣大橋的創(chuàng)新應(yīng)用

劉婭君　朱念強(qiáng)　王鵬偉

摘 要：作為青島標(biāo)志性建筑之一的青島膠州灣大橋，在建設(shè)過(guò)程中積極響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排號(hào)召，在長(zhǎng)達(dá)28.88km的跨海大橋上首次嘗試全部采用LED護(hù)欄燈，兼具了功能照明、防霧、景觀照明的要求，在節(jié)省日常耗電量的同時(shí)降低運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本。

關(guān)鍵詞：LED護(hù)欄燈 膠州灣大橋 節(jié)能減排 景觀照明

中圖分類號(hào)：TN312.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）006-072-02

1 前言

膠州灣大橋位于膠州灣北部，自然環(huán)境條件復(fù)雜、氣候惡劣多變，雷電、海霧天氣頻繁發(fā)生。大橋一期工程主線全長(zhǎng)28.88公里，東起青島側(cè)環(huán)灣大道李村河大橋北200m處，西至黃島側(cè)膠州灣高速公路東1000m處。大橋建設(shè)期間，為符合青島市作為旅游城市的功能定位，要求大橋在設(shè)置必要的道路照明設(shè)施的同時(shí)，還應(yīng)設(shè)置景觀照明設(shè)施，這對(duì)在該地區(qū)復(fù)雜的氣候條件下實(shí)施的照明系統(tǒng)提出了特殊要求，經(jīng)反復(fù)調(diào)研試驗(yàn)研究，將LED照明系統(tǒng)應(yīng)用于膠州灣大橋，照明系統(tǒng)在節(jié)能減排的同時(shí)兼具功能性與觀賞性。

2 公路橋梁照明系統(tǒng)現(xiàn)狀

項(xiàng)目組首先對(duì)國(guó)內(nèi)橋梁照明系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)研，國(guó)內(nèi)已建成的公路大橋及大部分城市橋梁如杭州灣大橋、蘇通大橋、潤(rùn)揚(yáng)大橋和東海大橋照明系統(tǒng)均采用高壓鈉燈光源。

國(guó)內(nèi)一些城市橋梁采用了部分護(hù)欄燈，主要是熒光燈作為護(hù)欄燈，泉州市有一LED光源的試用段，其照度、亮度及均勻度、眩光均難以滿足道路照明標(biāo)準(zhǔn)要求。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，燈具安裝于護(hù)欄之上則影響大橋美觀，燈具嵌入護(hù)欄內(nèi)側(cè)則不能滿足護(hù)欄防撞要求；采用LED和熒光燈光源照明的路面存在明顯的光斑，路面照度、亮度及均勻度均達(dá)不到照明標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)有城市橋梁各種形式的護(hù)欄燈均不能完全滿足大橋要求，必須根據(jù)膠州灣大橋特殊的照明要求，自主研發(fā)新型的護(hù)欄燈。項(xiàng)目組進(jìn)行了方案征集，并安排實(shí)施了1000米長(zhǎng)的LED護(hù)欄燈試驗(yàn)段進(jìn)行測(cè)試。新型護(hù)欄燈必須滿足相關(guān)照明規(guī)范的指標(biāo)要求，并具有景觀、防霧、節(jié)能、較長(zhǎng)壽命的優(yōu)勢(shì)。

3 LED護(hù)欄燈實(shí)施方案

膠州灣大橋如此大規(guī)模的使用LED護(hù)欄燈，在國(guó)際尚屬首次，根據(jù)前期照明系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果，確定膠州灣大橋照明標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 大橋照明標(biāo)準(zhǔn)

3.1 LED護(hù)欄燈安裝方案

3.1.1 LED燈整體參數(shù)要求

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定LED護(hù)欄燈的整體參數(shù)要求如下：

（1）I類燈具或II類燈具。

（2）防護(hù)等級(jí)：不低于IP65。

（3）壽命：≥30000h（光通量低于初裝時(shí)的70%視為使用壽命結(jié)束）。

（4）色溫：4500K-5000K。

3.1.2 燈具支架與安裝方案

（1）燈具支架：燈具支架材質(zhì)為Q235，先熱浸鋅處理，厚度為610g/m2，再噴塑處理，噴塑厚度≥2.0密耳。

（2）燈具安裝：安全、可靠地安裝于護(hù)欄上，理論間距2米，兩側(cè)對(duì)稱布置，燈具的外沿線不超過(guò)橫梁外沿線。利用護(hù)欄立柱固定橫梁的螺栓，將燈具安裝在上橫梁的下方，如圖1所示。

3.1.3 燈具性能要求

（1）燈具采用優(yōu)質(zhì)鋁合金材料經(jīng)強(qiáng)力壓鑄一次成型，具有良好的抗氧化、抗腐蝕能力。

（2）與總線調(diào)光控制單元配套使用，達(dá)到按時(shí)間分級(jí)調(diào)控的效果，至少實(shí)現(xiàn)50%、70%和100%的照度，同時(shí)對(duì)霧燈可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制，包括開(kāi)關(guān)、頻閃等。

（3）尺寸：不超過(guò)250？30？00（單位：mm）。

圖1 LED護(hù)欄燈安裝示意圖

3.2 照明控制系統(tǒng)軟件

照明系統(tǒng)軟件由支持軟件、應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件三部分組成，系統(tǒng)提供組態(tài)工具，可對(duì)護(hù)欄燈、霧燈的工作時(shí)段進(jìn)行定義，將不同回路進(jìn)行分類組合，實(shí)現(xiàn)護(hù)欄燈、霧燈按不同時(shí)段自動(dòng)“開(kāi)啟/關(guān)閉”的控制功能，實(shí)現(xiàn)一鍵控制功能。

4 節(jié)能減排效果

膠州灣大橋照明系統(tǒng)包含10瓦LED護(hù)欄燈51676盞，6瓦LED護(hù)欄燈12010盞。大橋?yàn)榍嗵m高速起點(diǎn)，交通流時(shí)域性較強(qiáng)，可分時(shí)段控制照明系統(tǒng)的照度，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的功能，大橋LED護(hù)欄燈每天用電4906.34 kW·h。

設(shè)計(jì)初期，大橋采取鈉燈照明方案，需鈉燈400瓦1334盞、250瓦461盞，另大橋需夜景照明，燈具采用LED輪廓燈，每米功率為10瓦，需安裝燈具70448米，每天按燈具點(diǎn)亮?xí)r間12小時(shí)計(jì)算，每天用電量18675.95度。

海灣大橋LED護(hù)欄燈在達(dá)到道路照明國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的同時(shí)，比高壓鈉燈方案每天可節(jié)約電量13769.61度，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤4585.28千克，減少二氧化碳排放13728.3千克，減少二氧化硫排放413.09千克，減少碳粉塵排放3745.34千克。

5 結(jié)語(yǔ)

膠州灣大橋LED護(hù)欄燈自2011年10月1日投入使用，目前已運(yùn)行十九個(gè)月，LED護(hù)欄燈性能穩(wěn)定，照明控制系統(tǒng)工作良好，滿足大橋的設(shè)計(jì)要求及實(shí)際照明需求，為通行車輛的安全行駛提供了充分的保障，裝有LED護(hù)欄燈的海灣大橋宛若橫跨膠州灣的一道明亮玉帶，成為青島夜景必不可少的一部分，贏得了社會(huì)各界人士一致好評(píng)，如圖2所示。

該項(xiàng)目自試運(yùn)行以來(lái)，合計(jì)節(jié)約用電700余萬(wàn)度，整個(gè)大橋每年節(jié)約維護(hù)費(fèi)用78.4萬(wàn)元，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的，收到了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，推進(jìn)了建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型交通運(yùn)輸行業(yè)的進(jìn)程。

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