浅谈LED照明在地铁照明中的应用

摘要：随着led灯具在各个领域的快速应用，本文在分析LED灯具的优缺点的基础上，结合地铁车站对LED灯具使用节能情况进行分析。

关键词：LED照明、地铁照明、节能

面对资源紧缺的现状，节能环保已经成为国际关注的重点，LED就是基于这种需求而产生，LED灯具是一种绿色能源已经被广泛的应用于日常生活的各个方面。为了深化节能减排，适应国家节能环保的政策要求，地铁LED照明技术在全国各个地铁逐渐展开，部分城市已经陆续展开LED改造试验，在照明技术日新月异的今天，使用LED灯具将是一个必然趋势。下边就简单介绍一下LED的特点及在地铁上的应用。

一、LED灯具优点

最近以来，LED灯管成为最早进入室内的LED灯具之一，之所以陆续开始替代荧光灯，因为相对荧光灯来说具有很多优点：

1.发光效率高：

荧光灯的发光效率大约是50-80 lm/W，而LED的发光效率在100 lm/W以上，随着技术的发展，LED灯具光效会越来越高。

2.灯具效率高：

灯具的效率主要是指有效光效，因为荧光灯是360度发光的，而在反方向发出的光就没有什么用处。所以荧光灯通常采用一个白色的灯罩，可以把相当一部分的反向光反射回来，一般来说，荧光灯的灯具效率大约只有70%。而LED日光灯则是120度发光的，所以全部光都是有效光。虽然有时候也会觉得120度发光角度窄了一点，不过大多数情况下还是够用的。而且这个发光角度也是可以根据需要来加以调整的。

如某厂T8荧光灯的发光效率为77lm/W，36W的荧光灯一共发出2772流明，但是灯具效率只有62%，所以有效的流明数为1718.64流明，而LED的发光效率早已经超过100lm/W，假定为100lm/W，那么只要18W就可以达到1800流明，也就是只要荧光灯一半的功率就可以有相同的亮度。

3.电源效率高

因为所有灯具除白炽灯以外都是需要有专门的电源供电的，电源的效率也就影响了整个灯具的效率。

下面以36WT8荧光灯为例。它的额定输出功率为36W，但是由于接入了电感镇流器，实测输入功率为42W，也就是铁芯电感损耗了6W，效率降低为85%；而LED的电源效率通常高达90%，一个18W的LED日光灯只要20W的输入功率。和荧光灯相比大约可以节省一半以上的电，也就是说采用一个18瓦的LED日光灯可以取代一个36瓦的荧光灯（详见表一）。

4.寿命长：

一个仔细设计的LED日光灯的寿命可以达到5万小时。而一个荧光灯的寿命通常只有5，000小时（有些国产的荧光灯寿命只有3000小时）。二者相差将近10倍。最好的长寿命日光灯也只有10，000小时，二者也还相差5倍。

5.不含汞，无污染。

我们知道，荧光灯都含有汞。36mm荧光灯中含有25-45mg的汞，26mm（T8）中含有20mg的汞。而荧光灯都是采用易碎的玻璃作为外壳，一旦玻璃破碎，其中的汞就会马上就会蒸发到空气中，瞬间可使周围空气中的汞浓度达到10-20毫克/立方米，超过国家规定的1000-2000倍。而汞是一种对人体十分有害的有毒物质，汞蒸气达0.04至3毫克时会使人在2至3月内慢性中毒，达1.2至8.5毫克时会诱发急性汞中毒，如若其量达到20毫克，会直接导致动物死亡。而1mg的汞就足以污染5454.5公斤的饮用水，使之达不到饮用标准。而LED日光灯中不含任何有毒物质，是一种完全绿色环保无污染光源。

6. 色温范围广：几乎可以提供任意色温，而且还可以提供红绿蓝以至任何一种颜色的灯光。

7.显色指数高：荧光灯显色指数为65-80，而LED日光灯则可以>80。

8. 没有紫外线辐射。

9.外置隔离电源的LED日光灯，在灯管两端都接触不到市电高压，只有低于36V的直流安全电压，不存在触电的危险，完全是一种安全的灯具。

10.节能：

LED灯与荧光灯达到同样亮度，LED灯具可以节能50%以上。

二、LED在地铁照明中的应用分析

2011年国家半导体照明工程研发及产业联盟了《地铁场所照明用LED灯具技术规范》，主要用于指导地铁场所照明用LED灯具的设计、生产和使用。国内各大城市如广州地铁、深圳地铁、北京地铁、上海地铁地铁陆续开始采用LED光源方案或LED光源改造。目前，西安地铁三号线的已经开始启动LED光源方案，结合地铁一号线朝阳门站公共区照明进行对比分析，总结LED灯具对地铁节能的意义（详见表二）。

说明：表中对35W灯具的尺寸大小，暂按常规尺寸考虑

按照地铁每日亮灯17个小时计算：

原方案每日消耗电能为：61.095kw*17h+2.523*8h=1058kw；

替换方案每日消耗电能为；27.122kw*17h+5.288*8h=503kw；

每日节电555KWh，节能比例为52%。

每年节电：555KWh*365天=202575KWh。

按照国家节能减排“十二五”规划目标发电表标煤消耗325克/千瓦时计算：

每个站点相当于节约标煤约65.8吨，（标准煤每公斤释放2.493Kg计算）减少CO2排放163933千克！

一号线19个站点，每年能节电3848925KWh，节约标准煤1250吨！减少二氧化碳排放3116吨！

综上所诉，LED灯具在地铁公共区照明中，在满足了地铁照明的要求的同时大大节约了能耗，可以说是真正意义的绿色照明。目前西安地铁三号线一期工程已经全面启动使用led光源方案，采用led光源在节能的同时对减少后期运营成本同样有很大帮助。

三、LED缺点分析

虽然LED光源优势众所周知，是目前市场上任何一种光源都无法比拟的，比如耗电量低、安全性高、高寿命、环保、不会造成光污染或者浪费等等，且目前已经在道路照明、室内照明、汽车照明等各个领域应用。但是LED的弱势也比较明显，下面简单分析一下：

1.投入大、成本高

Led灯具目前属于新兴产业，国际国内都还未有一个统一的质量控制标准，其发展技术上基本还是一个无序的状态，各个厂家对led灯具的技术标准还没形成统一，led灯具的寿命也是因为厂家不同差异很大，基本是各个厂家根据自身能力及需求方的要求，提出自己的技术参数。因为技术标准不同意，对使用方造成困难，技术要求高，造价相应就上升，如果降低标准，会导致伪劣产品，增加后期运营成本。Led灯具的核心在于芯片，目前品质优良的芯片均需要进口，所以目前国内较的led灯具产品价格都比较高。相比较节能灯具灯具，初期投资过高。

2.led灯具的散热性差

led灯具的又一个关键技术是散热，当led发光时，led的P-N结会产生一定的热量，这些热量需要通过空气对流或者传导散射出去，从而降低P-N结的温度，减少led灯具的光衰，热性直接影响灯具的使用寿命，

四、应用前景

随着2009年起政府陆续开展“十城万盏”、“五十城二百万盏” LED照明普及和节能运动。整个LED照明市场就朝着进一步扩大并向全球普及，政府支持带动着LED照明产业的技术和生产能力向高科技深度发展，造就了一批LED照明产业链的新兴企业，使得全国民众都陆续对LED照明开始了解，目前已经在建筑物外观照明、景观照明、标识与指示性照明、广告照明、室内照明、娱乐场所及舞台照明等广泛应用。

目前，各大城市地铁车站工作照明、广告照明、导向照明等已经陆续开始采用LED灯具照明，LED照明即可满足现代市场的趋势，又大大节省了投资与后期维护。

结束语：LED光效高、节能、寿命长、易控制、免维护、安全环保；是新一代固体冷光源，并且光色柔和、艳丽、丰富多彩、低损耗、低能耗，绿色环保，已经深入室内照明。在科技高速发展的今天，随着LED灯具的发展，产品的性能会更加稳定，各项指标也会相应提高，技术会更成熟，相应的通用标准也会统一，期待在未来能设计并制造出出更节能，照明效果更好的灯具，达到高效、节能、舒适、安全、经济，提高人们的生活水平。

参考文献：

1.肖艳，谈谈节能照明光源的使用，电气工程应用，2014年04期22-27页；

2. 鲁志本、张嘉岭、薛旦等，LED灯具在地铁照明工程中的应用， 交通与运输，2014年01期140-142页。