高等級公路隧道照明設(shè)計

1、高等級公路隧道照明設(shè)計一、概述 修建隧道是浙江山區(qū)高等級公路 的重要手段， 其交通的順暢直接影響到 整條公路的通行。要講隧道照明，首先 應(yīng)從分析隧道對行車視覺產(chǎn)生的問題 著手。1、進(jìn)入隧道前的視覺 白天當(dāng)駕駛員從隧道外駛?cè)胨淼?時由于內(nèi)外的亮度差別極大， 所以從隧 道外部看照明很不充分的隧道入口時， 只會看到一個黑洞（對長隧道而言）或 一個黑框（對短隧道而言） 。為了消除 這種黑洞或黑框現(xiàn)象， 必須在隧道入口 使路面的亮度達(dá)到必要的水平。2、進(jìn)入隧道后立即出現(xiàn)的視覺問 題由于人眼視覺上的滯后性作用， 當(dāng) 人從較明亮的外部環(huán)境進(jìn)入到一個較 暗的區(qū)域后， 要經(jīng)過一段時間才能看清 區(qū)內(nèi)的情況， 由于

2、這種視覺適應(yīng)滯后的 影響，使駕駛員進(jìn)入隧道后，立即產(chǎn)生 視覺上的盲區(qū)。這對行車來說，是極其 危險的。3、隧道內(nèi)部存在的視覺問題 無論是白天還是黑夜， 隧道內(nèi)汽車 行使排出的廢氣幾乎無法消散， 而形成 較大的煙霧。 煙霧除了吸收汽車前燈發(fā) 出的光線，使照度降低外，還使光線發(fā) 生漫反射、 散射而形成透明度不同的光 幕，從而降低了道路前方障礙物及其周 圍環(huán)境的亮度， 使司機識別前方障礙物 的能力下降。4、隧道出口處的視覺問題在白天當(dāng)車輛通過較長的隧道接 近出口時，由于洞外的亮度遠(yuǎn)高于洞 內(nèi)，隧道的出口好象一個白色的洞，與 黑洞效應(yīng)類似， 人眼同樣會產(chǎn)生視覺滯 后，而且強烈的光線會形成強烈的眩光 效應(yīng)

3、，使司機的視覺很不舒服，對行使 在前方的車輛只能看到一個很暗的輪 廓，而且不能準(zhǔn)確判斷距前方車輛的距 離。如果是在夜間， 其效果正好與白天 相反，駕駛員在隧道內(nèi)看到的是黑洞而 不是亮洞，在這種情況下，駕駛員難以 辨別洞外的道路線形、 路上交通情況及 道路上的任何障礙物， 也是一個視覺盲 區(qū)。由上所述， 必須從照明技術(shù)上采取 措施，解決這些視覺問題。二、隧道照明的布設(shè)原則 根據(jù)隧道的特殊環(huán)境及隧道行車 視覺的要求， 隧道照明設(shè)施可以采取以 下措施：1、洞外引道遮擋自然光的措施 在隧道外路段進(jìn)行遮光處理， 使接 近隧道入口時的自然光逐漸減弱， 遮光 距離一般不少于 50 米，在隧道的入口 處，盡量

4、降低洞口外的亮度，以便使入 口段增加亮度使用的燈具功率減少， 有 利于節(jié)約能源。遮光的方法可采用百葉天棚的方 法降低洞口的亮度。此外，在洞外兩側(cè) 植樹也是比較經(jīng)濟的措施， 越靠近洞口 處植樹越密，樹冠也要大些，最好使之 遮住天然光。如圖 1圖1遮光棚洞外引道應(yīng)布設(shè)路燈供夜間道路照明，以減少夜間隧道洞內(nèi)外的亮度差，洞外引道 布燈長度與路面亮度不宜小于表1。洞外引道布燈長度與路面亮度表表1設(shè)計行車速度(km/h)路面亮度(cd/ m2)長度(m)1002.0180801.0130600.595400.5602、入口處照明根據(jù)公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范 長度超過 100米的隧道必須設(shè)立洞內(nèi)照 明，其中

5、包括入口段、過渡段、中間段、 出口段照明。入口段的長度主要取決于洞 內(nèi)外亮度之差，同時還與設(shè)計車速、洞外 光亮度、洞內(nèi)照度和洞壁材料等因素有關(guān)。表2、表3表示當(dāng)隧道外亮度 L2o=4OOOcd/m2時，隧道入口處入口段、過 渡1段、過渡2段、過渡3段的照明標(biāo)準(zhǔn)。 如果隧道洞外亮度為 L，則表2、表3的數(shù) 值乘以系數(shù)L/4000后就可以使用。入口照明各區(qū)照明標(biāo)準(zhǔn)(一)表2設(shè)計車速(km/h)入口段過渡一段過渡二段過渡三段距離(m亮度(cd/m2)照度(Lx)距離(m亮度(cd/m2)照度(Lx)距離(m)亮度(cd/m2)照度(Lx)距離(m)亮度(cd/m2)照度(Lx)10015118021

6、6010654648111182161676.375.6808514084072422528914841334.929.460328826444278167927100394010489626153044510671.73.4注：本表適用于雙車道單向交通量2400輛/h和雙車道雙向交通1300輛/h，混凝土路面入口照明各區(qū)照明標(biāo)準(zhǔn)(二)表3設(shè)計車速(km/h)入口段過渡一段過渡二段過渡三段距離(m)亮度(cd/m2)照度(Lx)距離(m亮度(cd/m2)照度(Lx)距離(m亮度(cd/m2)照度(Lx)距離(m)亮度(cd/m2)照度(Lx)10015114016801064250411114

7、1681674.958.8808510050072301808910601333.521603260180441854676181002.16.3401040802612244448671.53注：本表適用于雙車道單向交通量w700輛/h和雙車道雙向交通w 360輛/h，混凝土路面。隨著隧道外部亮度的不斷變化，如晴 天、雨天、早晨、中午及夏天與冬天等， 隧道入口各段的亮度、照度均要變化，因 此要設(shè)置自動調(diào)光裝置通過增減燈數(shù)的方 法來調(diào)整入口諸段的照明亮度。對于長度很短的隧道(如小于100如果是大于100m的隧道，在接近隧道 時可以看到隧道的出口，這樣就出現(xiàn)了黑 框現(xiàn)象。為了避免這種現(xiàn)象對行車的

8、影響， 設(shè)置照明時應(yīng)采取比表 2、表3更高的亮 度標(biāo)準(zhǔn)。3、基本段照明米)，從進(jìn)口可看到白色的出口亮影， 進(jìn)出隧道內(nèi)的基本照明，可按照隧道中的口的自然光通過反射和散射等途徑在路面設(shè)計車速對照度的需求決定的。根據(jù)我國產(chǎn)生一定的微弱亮度，視覺適應(yīng)不嚴(yán)重,公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范可查得表4數(shù)據(jù):4、出口段照明隧道出口由于白天亮度很高，會使司就沒必要設(shè)置照明。設(shè)計車速(km/h)路面平均亮度(cd/ m2) (雙車道單向交誦量>2400輛/h雙車道雙向交 通 >1300 輛/h )路面平均亮度(cd/ m2)(雙車道單向交誦量w 700輛/h雙車道雙向交通w360 輛/h )換算成平均照度

9、(Lx)混凝土路面瀝青路面1009.04.01220804.52.0610602.51.535401.51.523.5隧道基本段照明標(biāo)準(zhǔn)表4機形成強烈的眩光，因此在隧道出口也同 入口部分一樣設(shè)有出口段照明，加強垂直 照度，出口段長度一般取 60m亮度一般為雙向交通的，那么出口與入口起同樣的取中間段（基本段）亮度的 5倍。隧道出 口過渡照明區(qū)照明標(biāo)準(zhǔn)見表 5。如果隧道 作用，此時可不必考慮出口照度。隧道出口段過渡照明標(biāo)準(zhǔn)表5設(shè)計車速（km/h）路面平均亮度（Cd/ m2）（雙車道單向交通量 >2400輛/h 雙車道雙向交通>1300輛/h ）路面平均亮度（cd/ m） （雙車道單向交

10、通量w 700輛/h雙車道雙向交通w360 輛/h )10045208022.5106012.57.5407.57.55、應(yīng)急照明n 利用系數(shù)，由燈具的利用系數(shù)由于隧道對交通流的特殊作用，供電曲線圖查取故障對正常行駛在隧道內(nèi)的駕駛員來說是 非常危險的，因此在長度超過200米的隧道內(nèi)應(yīng)建立緊急照明系統(tǒng)以及避災(zāi)引導(dǎo) 燈，當(dāng)正常照明因故障熄滅后，事故電源 應(yīng)能夠自動投入。事故電源最好由另一臺 變壓器供電，并設(shè)有自動切換裝置，當(dāng)僅 有一臺變壓器時，可在母線處或隧道進(jìn)出 線處與正常照明分開。對比較重要的隧道 在條件允許的情況下，可設(shè)置備用發(fā)電機 作為備用電源，并用UPS或EPS作為避災(zāi)引導(dǎo)燈的備用電源。

11、因為應(yīng)急供電系統(tǒng)的容量一般較小， 所以應(yīng)急照明時洞內(nèi)路面亮度不小于中間 段亮度的10%三、隧道照明照度計算1、照度計算：隧道內(nèi)路面平均水平照度可按式（1） 計算：廠“？M ?N七Eav =式（1 ）W ?S式中：Eav 隧道內(nèi)平均照度（cd/m2） N 燈具布置系數(shù)，相對布置時N=2,交錯布置和中間布置時N=1M 燈具的養(yǎng)護(hù)系數(shù)，一般可取0.6 0.7w隧道路面的寬度（mS 燈具間距（m）2、均勻度計算： 路面亮度總均勻度可按下式計算LU0=Lmin式（2）L av式中：U0 路面亮度總均勻度Lmin計算區(qū)域內(nèi)路面最小亮度2（cd/m ）Lav計算區(qū)域內(nèi)路面平均亮度2（cd/m ） 路面中線亮

12、度縱向均勻度可按下式 計算：L 'Ui=-Lmin-式（3）Lmax'式中：U0路面亮度縱向均勻度LmJ路面中線最小亮度（cd/m2）/ 2L max路面中線最大亮度（cd/m ）四、隧道內(nèi)照明器的選擇布設(shè)1、光源與照明器的選擇 隧道內(nèi)的照明光源通常選擇大功率的 日光燈、高、低壓鈉燈和高壓汞燈。高、 低壓鈉燈常用于長隧道或汽車煙霧較多的 情況，高壓汞燈多用于短隧道和煙霧少的 情況，日光燈常用于城市短隧道和煙霧少 的情況。對于照明器的形式和安裝位置的選 擇，應(yīng)避免對司機產(chǎn)生眩光和不舒適感， 為了節(jié)約能源還應(yīng)提高照明器的發(fā)光效 率，燈具結(jié)構(gòu)要密封防塵且易于維修和用 水清洗，燈具的防

13、護(hù)等級應(yīng)不低于 IP65 ， 并能調(diào)節(jié)其安裝角度。2、照明器（燈具）的布設(shè) 高速公路隧道內(nèi)的燈具一般安裝在路 面以上5.05.5m。布置形式可根據(jù)燈具 的配光曲線、路面平均照度和分布、對司 機的閃光效應(yīng)、夜間為節(jié)電而減燈、維修 和經(jīng)濟性等因素進(jìn)行綜合決策。一般分為 三種基本形式：對稱布置、交錯布置和中 線布置。隧道里實際運用中可以將對稱布 置、中線布置相結(jié)合，或是將交錯布置與 中線布置相結(jié)合，以中線布置的燈作為應(yīng) 急照明燈，兩側(cè)（包括對稱布置的和交錯 布置的）作為入口及出口段的加強燈。具 體布置如圖 2 所示。圖 2 隧道照明布置基本形式高速公路照明器通常為掛頂式安裝，燈具基本段的安裝間距 S 為：對稱布置時Sw 2.5H ,交錯布置時Sw 1.5H ,中線布置時Sw 1.5H ，考慮到頻閃時 v/36 w Sw v/18 式中 H 燈具的安裝高度（ m）v 隧道內(nèi)設(shè)計行車速度（km/h）五、照明控制 由前所述，隧道內(nèi)部亮度應(yīng)根據(jù)洞外亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，才能滿足技術(shù)要求和減少 維護(hù)費用。隧道照明控制需要以燈