在絕大多數室外照明應用中，LED證明了其優點。對于隧道應用而言，集成在固態照明裝置中的點源就特別匹配。在本文中，Lumileds全球市場和業務發展經理Dale Kane講述了隧道帶來的具體挑戰，以及如何通過把LED與透鏡相結合來解決苛刻的照明要求。

“黑暗”和“灰暗”這兩個詞恰如其分地描述了世界上許多公路隧道的光照。所以當你看到一條明亮的隧道時，沒有陰影或黑點，你可能會想知道為什么所有的隧道都沒有這么好的照明條件。事實上，世界上許多地方的新隧道都表明，精心設計的LED隧道照明可以幫助司機輕松快速地調整視力、將維護降至最低、在提高光線質量的同時節約能源。

我們會討論一些項目，證明基于LED的隧道固態照明（SSL）的價值。隧道照明是否應該升級采用LED，有兩個主要的考慮因素。市政通常關注壽命周期成本以及光的質量。

公共照明的總體擁有成本取決于照度、功耗、設備成本、安裝成本、維護成本、燈具外形尺寸以及燈具的預期使用壽命等幾個因素。雖然其他可以量化的因素也是可以考慮的，但主要還是主管部門的決定。

固態照明提供高質量的照明

隨著固態照明技術的成熟，這種照明的質量十分利于在隧道中使用。與常用的戶外照明產品相比，LED照明具有出色的顯色性。

道路使用者和行人高度重視光質。一些城市和公共事業機構已經選擇LED照明來改善商業區域，使其更具吸引力，增加安全感和舒適感。

在隧道照明中，可以說，總擁有成本和視覺感受都是需要考慮的因素。但是，考慮到公共資金的狀況，必須要實現較低的總生命周期成本。幸運的是，LED技術的發展減少了LED隧道照明系統的采購和電力成本，與傳統的高壓氣體放電光源（HID）相比，LED大幅降低了壽命周期成本，同時還具有固態照明系統的其他優勢。

LED和傳統照明的比較

目前，傳統的高壓氣體放電光源（HID），比如高壓鈉燈（HPS）和金屬鹵化物燈(MH)，仍是隧道照明的主力。隧道照明方案需要較高的最低照度，為使用者提供安全的環境。燈具必須能夠在距平面相當遠的距離上提供高水平的光照。公路隧道的典型安裝高度為5-7米，為高邊車輛提供間隙。

高壓鈉燈和金屬鹵化物燈對隧道照明方案設計者極具吸引力，既提供了低單位成本，又提供了高照度。高壓鈉燈和金屬鹵化物燈的陣列，通常每個燈具的功率高達400W，以滿足照度要求。

但是，高壓鈉燈（HPS）（圖1）和金屬鹵化物燈(MH)的缺點是顯而易見的。這兩種燈具消耗大量的能量，通常光線質量低，無法在隧道中提供均勻一致的照明，而且假如出現故障，需要昂貴的維護方案進行補救。現在，隨著LED技術的進步，隧道運營商有了一個新選擇，從公眾和運營角度越來越吸引人。

圖1 高壓鈉燈（HPS）隧道照明不能提供一致的光照水平，光線質量差

基于LED的隧道燈最明顯的優勢是它們的壽命長和效率高：

? 在典型的隧道照明應用中，高品質的LED照明系統能夠提供>100流明/瓦。由于LED是方向性點光源，其光輸出可以精確地傳送到所需區域，與HID系統相比，提供了額外的系統功效。

? LED是非常可靠的半導體器件，使用壽命非常長，大大降低了維護和服務成本。

優越的照明環境

LED照明在公路隧道中的益處主要分為兩大類：光線質量和減少對交通流量的影響。LED燈具的高品質光線在很大程度上是由于LED的卓越顯色性。比如，Lumileds的超高效Luxeon T LED最低CRI為70，高壓鈉燈的常見CRI為20。當比較這兩種技術時，基于LED的解決方案會產生更自然的環境。

更真實的顯示光譜中的顏色可以幫助司機更好地區分遠處的物體，比高壓鈉燈產生的橙褐色光線更好。即使在絕對照度等級相同的情況下，環境也會感覺更安全和更舒適。

整個隧道的均勻照明是LED方案的另一個好處。通過使用先進的光學模具開發的透鏡設計，在道路上提供了均勻的光線圖案，既不遮擋也無干擾性眩光。這種一致性是可以實現的，因為LED燈具是由小型卻強大的光源陣列組成，可以根據需要形成波束圖形，例如在每個LED上使用全內反射（TIR）透鏡來形成所需的光束。在整個空間中，就會形成更光滑、更一致的照明，在道路表面上沒有黑點或亮點。

入口照明與出口照明

LED隧道燈具還可以在過渡入口和出口區域中增強光控制，讓司機的眼睛更能適應。傳統的高壓鈉燈和金屬鹵化物燈設計時模擬全光照的照明水平，在一天中根據外部的光照水平，關閉部分或一整段的燈具（圖2）。

圖2 為了達到所需的隧道入口光水平，高壓鈉燈和金屬鹵化物燈通常會過于亮，而LED燈具使用調光來精確地達到該水平

假如是高壓氣體放電燈要匹配隧道外的光照水平，就會出現一天中絕大多數時間亮度過亮，與所需的照明水平相去甚遠。主要的原因是HID燈光無法準確控制。相反，LED是完全可調光的，可以精確匹配所需的照明水平，從而消除過度照明，降低能耗。

由于LED非常耐用，通常不會像HPS或MH燈那樣發生故障，所以不需要關閉部分隧道、架設高層平臺等，保持了道路的暢通。