前言
项目所在地为成都地铁二号线一期工程及二期工程(西延线),其中一期工程共计20 个站点;二期工程(西延线)共计6 个站点。在车站公共区墙面和部分地面、轨行区墙面和部分地面共计安装12 封LED广告灯箱1 334 套,4 封LED 广告灯箱327 套;楼梯楣头异型LED 广告灯箱62 套。本项目基于一号线一期工程轨行区首次采用LED 广告灯箱试验段的经验,在全国地铁首次推出全线路LED 广告灯箱。灯箱拥有安全合理的结构和方便的安装,完全满足地铁运营安全需求。同时,拥有良好的广告画面效果、完美的色彩还原、优质的节能环保性能、便利的后期维护以及经济效应的综合提升。
LED 广告灯箱整体规划布置方案:
●地铁车站内广告灯箱规划遵循运营优先、安全、统筹兼顾其他设备设施的基本原则。
●站厅、通道及站台轨行区设置12 封广告灯箱(包括墙面嵌入式、壁挂式及立地式),长度>8m 的通道设置12 封广告灯箱;长度<8 m 的通道设置4 封广告灯箱;站厅通往站台层的下行电梯顶部设置楣头异形广告灯箱。
●广告灯箱与广告灯箱间距离至少2 400mm;广告灯箱与消防栓、配电箱、闸机等设备之间的距离至少1 200 mm。
●岛式站台轨行区设置壁挂式12 封广告灯箱,与屏蔽门、活动门一一对应,高度距站台装修完成面620mm;侧式站台轨行区设置立地式12 封广告灯箱。
1 产品工艺结构及光源电气原理
图1 为产品工艺结构图;图2 为光源电气原理图。
2 LED 光源芯片
●LED 灯珠:Cree ML-B、23.5~30.6 lm(@80 mA)、CRI≥75,100~120 lm/W,bin 为2a、2b,驱动模式为恒流驱动,LED 大额定工作电流为直流175 mA、LED 色温6 000±300 K、LED 显色指数( a) ≥75,结3 LED 光源封装整体系统的构成及优势
①LED 光源采用长寿命全硅胶封装工艺完成的SMD TOP LED 光源。封装定制采用导热指数>0.5℃/W 的热阻系数铜核心导热基板,光源与散热片的粘接使用导热硅脂,光源封装表面经过纯白处理。
整体LED 光源性能技术指标:
●LED 发光效率≥80 lm/W;
●LED 色温6 000±300 K;
●LED 显色指数( a) ≥75;
●LED 热阻<25 ℃/W;
温( j) ≤85 ℃。(环境温度a=40℃)
●额定电流C:美国国家半导体公司200 V 可控电流型稳压芯片,可抗电磁干扰,符合UL 认证、EMC标准。
●光源光谱测试分析报告如图3 所示。
3 LED 光源封装整体系统的构成及优势
①LED 光源采用长寿命全硅胶封装工艺完成的
SMD TOP LED 光源。封装定制采用导热指数>0.5℃/W 的热阻系数铜核心导热基板,光源与散热片的粘接使用导热硅脂,光源封装表面经过纯白处理。
整体LED 光源性能技术指标:
●LED 发光效率≥80 lm/W;
●LED 色温6 000±300 K;
●LED 显色指数( a) ≥75;
●LED 热阻<25 ℃/W;
●LED 光源无铅无汞,符合RoHS 标准;
●采用导热硅胶密封和耐高温封装材料使得结温高达到150℃,以保证光源寿命不低于50 000 h。
②LED 光源采用模块化设计,方便运营维护与维修。充分考虑使用环境的特殊性,每个模组设计成独立的个体,结合处采用复合结构形式的密封条密封,使模组保持清洁,同时保证长时间可靠工作;模组整体采用灵活插接式结构,单个模组上的LED 灯珠连接方式安全可靠;模组与广告灯箱安装结构方便可靠,整体牢固;模组与驱动电源之间的连接采用模块化插接式结构,安全可靠。
③LED 驱动电源:根据LED 模组定制,符合UL认证、EMC 标准及EN55015 安规要求,功率因数0.95以上,转换效率>85%,具有短路、过负荷、过压、输出开路保护、输入输出隔离功能。采用过流保护OCP,MTBF 平均故障间隔时间>5×104h。
④LED 光源整体系统优势
●低功耗:每套12 封灯箱(见光面尺寸2 990 mm×1 480 mm)使用36 套模组,每套模组由26 颗0.25W 芯片组成。12 封灯箱的功耗360W(含驱动电源损耗),平均表面照度4 030 lx。
●高可靠性:所有LED 光源均经严格光电参数筛选后,贴装成模组,保证光效、色温高度一致;组装完成的模组经长时间的老化测试,保证每个模组均处在稳定的工作状态;模组与广告灯箱安装结构经多次实地实验测试,确保整体连接牢固。
图4 为LED 模组结构图:
4 项目运行
成都地铁二号线LED 广告灯箱项目于2013 年1月28 日正式移交广告经营单位投入使用。经过一年多的运行,得到了经营单位及维护人员的一致好评。该项目将LED 光源系统完美应用于广告灯箱,极大提升了传统导光板系统灯箱、灯管反光系统灯箱安全环保性能,有效解决了广告灯箱存光衰大、线路器件易老化、整体维护成本过高、板材黄变率高、眩光污染等诸多弊病。同时,该项目的模块化接口设计,更加方便的换画操作、灵活的维护维修模式深受操作人员及维护人员的喜爱,有效提高了工作效率。完美的广告画面效果增加了整体广告经营的收入,确保了成都地
铁经营开发每年10%的预期增长,成为成都地铁运营补亏很重要的收入来源。大量的LED 广告灯箱的低能耗产生的节能减碳效果,其社会效益也是不可低估的。
图5 为LED 广告灯箱实际应用效果图:
5 结语
通过本次项目的成功实施,对LED 广告灯箱在地铁行业的应用有了更加深刻的认识和理解。
(1) 安全环保
成都地铁二号线的建成极大提升了成都市的综合实力,在建成后几十年的运营中,安全、环保将是地铁运营的一项重要工作。LED 广告灯箱的画面承接板材采用附有UV 涂层的漫反射聚碳酸酯板,该板材能够达到GB8624-2006 B1 级防火标准,使用更加安全。
灯箱内部光源以及整体散热性能较好,能够保证灯箱处于正常温度下工作(通常30~35℃),保护了光源,延长了光源的使用寿命、大大降低了光源和线路的老化问题,杜绝安全事故隐患的发生。
(2) 维护方便费用低
LED 广告灯箱中的板材不易老化,匀光板材料的黄变时间为10 年以上,经过清洗擦拭匀光板材料可以继续使用,大大地节约了维修更换成本。通过定期清洁维护,就能保持灯箱良好的画面展示效果。在使用中如发生个别模组故障需更换,则通过简单的插接操作就可以更换完成,省时省力。
(3) 完美的画面展示效果
●LED 光源模组采用高透光的乳白色匀光板,将原本只有直射光的光路有效地引导为反射光、散射光和折射光综合使用,大大提高了光源使用效率,并完美地控制“光流向”,从而使整个灯箱拥有均匀的照度,完美地展现出广告画面效果。
●轨行区12 封LED 广告灯箱采用36 组LED 模组,总功耗为360W(含驱动电源损耗),而灯箱的表面平均照度却能够达到4 030 lx,亮度明显提高,色温6 000±300 K 更接近纯白光,真正地还原了画面的展示效果,同时辅助增强了轨行区的照明效果。
(4)节能减排
●目前,成都地铁LED 广告灯箱在轨道交通建设中的应用已累计完成2 103 套,以12 封(4.5 m2)标准灯箱计算,年工作6 570 h,节能率30%计算,平均每年可节约灯管4 000 支。在节电同时减少CO2 和SO2气体的排放,减少废旧灯管的处理,同时大大降低运营维护成本。
从表1 看出, 新型LED 广告灯箱的使用,不仅节约了大量的电费以及维护成本,而且能更好地完成节能减排的目标,对保护环境、节能减排作出了很大贡献, 更是造福子孙后代的惠民工程。
●新技术简单而实用,用LED 光源改善灯光效果,具有能源利用与转化率高、对环境的危害小的特点,既缓解了社会能源短缺的问题、又能节能减排、改善环境。LED 广告灯箱技术解决方案,现已成为地铁行业广告应用的发展趋势。