交通工程設(shè)計理論與方法-第6章-照明系統(tǒng)設(shè)計

學(xué)習(xí)要點道路照明質(zhì)量指標(biāo)路段照明方式及照度計算廣場照明要求及方式隧道的視覺特點和區(qū)段劃分橋梁照明要求及方式照明節(jié)能意義及措施學(xué)習(xí)目標(biāo)了解道路照明質(zhì)量指標(biāo)了解路段照明方式及其優(yōu)缺點和適用性，掌握照度計算方法了解廣場照明要求及方式，高桿照明的優(yōu)缺點理解隧道的視覺特點和區(qū)段劃分，了解隧道洞外減光措施了解橋梁照明要求及方式了解照明節(jié)能意義及措施6.1概述

6.1.1道路照明質(zhì)量指標(biāo)

道路照明的質(zhì)量指標(biāo)包括照明水平、照明均勻度、眩光限制、道路周邊的環(huán)境照明系數(shù)和誘導(dǎo)性。

道路照明的質(zhì)量指標(biāo)視覺可靠性照明指標(biāo)照明水平亮度均勻度眩光控制水平環(huán)境照明系數(shù)視功能路面平均亮度Lav總亮度均勻度U0閾值增量TISR視舒適路面平均亮度Lav縱向均勻度U1眩光限制等級GSR

1．照明水平

視感覺的強(qiáng)烈程度取決于路面或物體的表面亮度L,亮度的計算公式為：

L=Eq（6-1）式中：E——表面照度，lx（勒克司）；

q——亮度系數(shù)，即該表面向觀察者方向反射光總量的一個量值。一個物體只有在獲得一定亮度對比C時才能被看見，C的計算公式如下：（6-2）式中：L0——物體本身亮度，cd/m2（坎德拉/平方米）；

Lb——背景亮度，cd/m2。

實驗證明：照明水平主要由平均亮度表征。平均亮度的計算公式為：

（6-3）式中：Lav——路面平均亮度；

Li——是第i個計算點的亮度；

n——計算點總數(shù)。2．均勻度1）總亮度均勻度U0表達(dá)式為：（6-4）式中：Lmin——觀察區(qū)域內(nèi)的最小局部亮度；

Lav——觀察區(qū)域內(nèi)的平均亮度。計算時注意Lmin和Lav的計算值應(yīng)是在相同觀察位置上得到，為保持一個可以接受的察覺能力，U0一般不應(yīng)低于0.4。2）道路照明另一個均勻度指標(biāo)為縱向均勻度U1

。即（6-5）式中：lmin——車道中心線的最小亮度；

lmax——車道中心線的最大亮度。U1大小與路面平均亮度和燈的間距有關(guān)。3．眩光眩光有失能眩光和不舒適眩光兩種。使視覺減弱的眩光稱為失能眩光，用閾值增量TI表示；使眼睛產(chǎn)生不舒適感的眩光稱為不舒適眩光，其眩光程度用眩光等級G表示。1）失能眩光在沒有眩光的作用時，一個剛剛看到的物體，有眩光以后就看不到了，只有提高亮度對比度才能看見，這一效應(yīng)稱為“閾值增量TI”，亮度對比度由C0下降到亮度有效對比度Ceff，其計算式為：（6-7）式中：C0——無眩光時亮度對比度；

Lb——背景亮度，cd/m2；

Lv——等效光幕亮度，cd/m2。

為了使物體在眩光下能被觀察清楚，亮度有效對比度Ceff應(yīng)增加到C1

，閾值增量以百分?jǐn)?shù)表示為：（6-8）

CIE提出了背景亮度范圍為0.05cd/m2＜Lb＜5cd/m2時，閾值增量的近似計算公式為：（6-9）2）不舒適眩光不舒適眩光由眩光等級G表示，是一個主觀感受值。由經(jīng)驗公式：（6-10）式中：h’——從眼睛水平線到燈具的垂直距離；

p——每千米燈具數(shù)；

SLI——特定燈具指數(shù)，由燈具供應(yīng)商提供。4．環(huán)境照明系數(shù)

環(huán)境照明系數(shù)SR，為相鄰兩燈桿之間路邊5m寬區(qū)域內(nèi)的平均照度和道路內(nèi)由路邊算起5m寬區(qū)域的平均照度比值。如果路寬小于10m，則取道路的一半寬度值來計算。一般要求環(huán)境照明系數(shù)不小于0.5。5．視覺誘導(dǎo)性

視覺誘導(dǎo)性反映道路觀察者前面的景象所引起的誘導(dǎo)性綜合效果的程度，它是靠道路、交通標(biāo)志、防碰撞欄桿和照明設(shè)施來實現(xiàn)的，司機(jī)可以通過燈具的布置看清道路的變化。誘導(dǎo)性好既能使司機(jī)容易看到和正確理解面前道路走向，還能辨認(rèn)出所處車道邊界和這一車道與其他車道或道路的交叉點。

6．光污染光污染的負(fù)面影響及危害主要有：（1）對夜晚天空的影響：使夜間天空的亮度提高，不利于天文觀測。（2）對交通安全的影響：眩光、背景亮度過高、燈具布置產(chǎn)生的閃爍頻率不當(dāng)?shù)鹊热菀自斐神{駛員錯誤操作而引發(fā)交通事故。（3）對居民的影響：干擾居民的休息及生活，對人身心健康造成影響；眩光影響行人對道路及周圍環(huán)境的認(rèn)知，容易引發(fā)交通事故或犯罪。（4）其他影響：影響動植物的生物規(guī)律，破壞生態(tài)環(huán)境；同時也是電能的浪費，制約經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和造成環(huán)境損害。6.1.2

道路照明燈具性能與分類

1．道路照明燈具性能指標(biāo)

1）耐熱性能

2）機(jī)械強(qiáng)度性能

3）電氣性能

4）防塵、防水、防腐蝕性能

5）燈具的造型、重量和安裝維護(hù)

6）光度性能指標(biāo)2．道路照明燈具的類型

1）按國際照明委員會（CIE）提出的根據(jù)照明燈具向上或向下投射光通量的百分比，可將照明燈具分成以下幾種：（1）直接照射型（2）半直接照射型（3）間接照射型（4）半間接照射型（5）均勻漫射型

2）道路照明燈具對于限制眩光的要求是較重要的。用于道路的燈具分為三種類型：（1）截光型——一般用于等級較高的公路（2）半截光型——適用于普通道路（3）非截光型——僅用于低等級公路

6.1.3照明的控制方式從功能來分有：時控、光控、時控和光控相結(jié)合。從實現(xiàn)方式來分有：人工控制、自動控制及遠(yuǎn)程控制。無論采用哪一種控制方式，都要求：（1）可靠（2）靈活（3）經(jīng)濟(jì)（4）安全（5）方便6.2路段照明系統(tǒng)

6.2.1路段照明設(shè)置條件與標(biāo)準(zhǔn)

1．路段照明的設(shè)置條件影響設(shè)置路段照明的因素主要有：（1）路段性質(zhì)（2）交通流性質(zhì)（3）安全要求（4）經(jīng)濟(jì)效益評價

2．路段照明設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)我國公路照明標(biāo)準(zhǔn)推薦值見表6.2。

我國公路照明標(biāo)準(zhǔn)表6.2照明區(qū)域亮度照度誘導(dǎo)性平均路面亮度Lav

，cd/m2總均勻度Lmin/Lav縱向均勻度lmin/lmax平均照度Eav，lx特殊部位路段高速公路1.5~20.40.720~30很好一級公路1.5~20.40.620~30好立體交叉口主路2匝道10.50.70.7主路30匝道15好平面交叉口1.5~20.30.620~30很好特大型橋梁1.5~3.50.5~0.70.715~50很好收費站廣場2~50.40.620~50好進(jìn)出口0.5~20.30.610~30好相關(guān)場所服務(wù)區(qū)0.5~1.50.30.510~20好養(yǎng)護(hù)區(qū)0.5~1.50.30.510~20好停車場1~20.30.515~30一般注：表中各項數(shù)值適用于干燥路面。

6.2.2路段照明燈具與光源1．路段照明燈具的選擇

（1）高速公路設(shè)有照明的路段必須采用截光型、半截光型燈具；（2）照明燈具的安裝高度宜在10m以上，燈具效率低于60%者不應(yīng)采用；（3）在照度標(biāo)準(zhǔn)高、空氣中含塵量高、維護(hù)困難的場所，宜選用防水、防塵性能較高的燈具，反之則可以選用一般的燈具；（4）腐蝕性場所宜采用耐腐蝕性好的燈具，振動場所宜采用帶有減振裝置的燈具。2．路段照明光源的選擇適用場所光源種類道路照明低壓鈉燈、高壓鈉燈、高壓熒光燈隧道照明熒光燈、高壓熒光燈、低壓鈉燈、高壓鈉燈廣場照明高壓熒光汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、氙燈不同應(yīng)用場所的光源選擇表6.36.2.3路段照明方式1．常規(guī)照明基本形式路段常規(guī)照明基本形式包括四種基本形式：單側(cè)布置、交錯布置、對稱布置和中心對稱布置形式，見圖6.3，其優(yōu)缺點及適用性見下表。（a）單側(cè)布置（b）交錯布置（c）對稱布置（d）中心對稱布置圖6.3常規(guī)照明基本形式高速公路夜景

常規(guī)照明基本形式優(yōu)點缺點適用性單側(cè)布置造價低，誘導(dǎo)性好不設(shè)路燈一側(cè)的路面亮度低于路燈設(shè)置一側(cè)的亮度道路寬度小于等于燈具安裝高度交錯布置亮度總均勻度能滿足要求，在雨天提供的照明條件比單側(cè)的要好容易出現(xiàn)明暗交替的光斑，亮度縱向均勻度較差，誘導(dǎo)性不如單側(cè)好比較寬的道路對稱布置路面平均亮度增加，誘導(dǎo)性良好——雙向雙車道以上的公路中心對稱布置效率較高，誘導(dǎo)性好——有中間隔離帶的雙幅路

路段常規(guī)照明基本形式的優(yōu)缺點及適用性：2．懸鏈照明方式懸鏈照明適合于中間有間隔地帶的直線路上，如圖6.4所示。圖6.4懸鏈?zhǔn)秸彰骼龍D懸鏈?zhǔn)秸彰鞯膬?yōu)點：（1）可以得到比較高的照度和較好的均勻度；（2）可以減少眩光，以形成一個舒適的光照環(huán)境。此種配光在雨天路面潮濕的情況下更具有優(yōu)越性；（4）晴天和雨天均有良好的照明效果；（5）桿柱數(shù)量減少，有良好的誘導(dǎo)性，事故率很低。3．桿柱照明燈具安裝基本要求桿柱照明柱子與路面的關(guān)系如圖6.5所示。w＇——車道寬；sh——路邊+側(cè)帶的寬；h——燈具安裝高度；θ——傾斜角度；oh——外伸部分。圖6.5桿柱照明的位置與道路的關(guān)系（a）外伸為正值；（b）外伸為零；（c）外伸為負(fù)值

燈具宜盡量采用水平安裝，考慮美觀，傾角可以做成5°或15°，一般希望5°以下。為了達(dá)到路面亮度分布均勻，對不同類型配光的燈具按照不同的配置方式，將其安裝高度（h）、燈的安裝間距（s）、道路寬度（w）的比率限制在一定范圍之內(nèi)，參照表6.4選取。照明燈具的配置標(biāo)準(zhǔn)表6.4

照明燈具種類

高度間隔配置方式截光型半截光型非截光型安裝高度（h）裝置間隔（s）安裝高度（h）裝置間隔（s）安裝高度（h）裝置間隔（s）一側(cè)排列h≥ws≤3hh≥1.2ws≤3.5hh≥1.4ws≤4.0h交錯排列h≥0.7ws≤3hh≥0.8ws≤3.5hh≥0.9ws≤4.0h對稱排列h≥0.5ws≤3hh≥0.6ws≤3.5hh≥0.7ws≤4.0h注：表中w為圖6.5中的路面有效寬度值。

4．曲線路段布燈

（1）曲率半徑大于等于1000m的曲線路段，其照明燈桿可按直線路段設(shè)置。（2）曲率半徑小于1000m的路段燈具布置應(yīng)在彎道的外側(cè)，燈具的外伸部分也應(yīng)縮短，見圖6.6。（3）轉(zhuǎn)彎處的燈具不應(yīng)安裝在直線路段的延長線上，見圖6.7，以免駕駛員誤認(rèn)為是道路向前延伸而發(fā)生事故。（4）急轉(zhuǎn)彎處安裝的燈具應(yīng)能給車輛、緣石、護(hù)欄以及周圍環(huán)境提供充足照明。（5）曲線路段發(fā)生視線障礙時，可在曲線外側(cè)增設(shè)照明燈桿。在表6.5內(nèi)列出路段彎曲半徑與燈間距關(guān)系。圖6.6曲線路段上的布燈a）不正確;b）正確圖6.7轉(zhuǎn)彎處的布燈

路段允許彎曲半徑與燈間距離的關(guān)系表6.5轉(zhuǎn)彎半徑（m）300以上250～300200～250200以下燈具間距（m）≤35≤30≤25≤20注：①若直線部分間隔小于表6.5，彎曲部分間隔宜采用相同值。②曲率半徑為500m以下時，宜全部按表6.4選擇；曲率半徑為1000～500m時應(yīng)盡量按表6.4選擇；曲率半徑為1000m以上時，可按直線部分選擇。

5.視覺誘導(dǎo)性利用照明設(shè)施來實現(xiàn)視覺誘導(dǎo)性的作法有下列幾種：（1）利用照明系統(tǒng)本身的改變實現(xiàn)誘導(dǎo)性（2）利用光顏色變化實現(xiàn)誘導(dǎo)性（3）利用燈具的式樣和安裝高度不同實現(xiàn)誘導(dǎo)性（4）照明布局6.2.4路段照明照度計算

路段照明一般用逐點法計算路面任意點的水平照度。應(yīng)用利用系數(shù)法可計算路面的平均照度。路面的亮度與反射特點有關(guān)，表6.6列出了CIE推薦的平均照度與亮度換算值。表中ρ為路面反射比，暗路面指瀝青混凝土、細(xì)粒瀝青混凝土澆瀝青的路面，明路面指水泥石子混凝土路面等。

CIE推薦平均照度與亮度換算值表6.6路燈燈具配光種類為獲得1cd/m2亮度所需平均照度（lx）暗路面（ρ<0.15）明路面（ρ>0.15）截光型2412半截光型189非截光型155

1．應(yīng)用等照度曲線計算點照度

1）計算方法等照度曲線是表示在一定安裝高度下路面水平照度的分布，通常采用1m的安裝高度作為假想高度，當(dāng)實際安裝高度不等于1m時，應(yīng)乘以修正系數(shù)C。圖6.8為某照明器的等照度曲線，圖中兩坐標(biāo)分別用沿路段橫方向和縱方向的水平距離與安裝高度之比來表示相對的寬度與長度。假定光源光通量為1000lm（流明），光損失因數(shù)=1。路面水平照明可按下式計算：（6-11）式中：——等照度曲線圖上各照明器在計算點的照度之和，lx；

Ф——每一照明器的總光通量，lm（流明）；

C——修正系數(shù)；

M——光損失因數(shù)，查閱表6.7。

圖6.8JTY19型乳白玻璃敞口罩路燈（光源為GGY125）等照度曲線

路段照明光損失因數(shù)M

表6.7

交通量類別大中小城市街道0.600.650.70地區(qū)之間的道路或郊區(qū)道路0.650.700.752）計算實例

[例1]如圖6.9，某路段采用交錯排列布燈，燈的安裝高度H=6m，燈距S=25m，伸出路面1m，路段寬W=6m，采用JTY19型乳白玻璃敞口式燈罩（它的等照度曲線見圖6.8），光源為125W熒光高壓汞燈，光通量為4750lm。試求：燈①、②和③對路邊A點所產(chǎn)生的照度。

圖6.9路段照明布置圖

[解]：1）確定A點在等照度曲線上的位置

A點對燈①和③的位置如下：橫向：縱向：A點對燈②的位置如下：橫向：縱向：2）求A點的照度由等照度曲線，求出各燈在A點的照度總和為：

考慮到Ф、C和M后，根據(jù)式（6-11）得：2．應(yīng)用利用系數(shù)法計算平均照度1）計算方法用利用系數(shù)計算平均照度的計算式為：（6-12）（6-13）式中：Ф——每一照明器的總光通量，lm；

U——利用系數(shù)（由燈具利用系數(shù)曲線查出）；

N——與燈具排列方式有關(guān)的數(shù)值，當(dāng)一側(cè)排列或交錯排列時N=1，相對矩形排列時N=2；

M——燈具的光損失因素；

S——燈的安裝間距，m；

W——路段寬度，m。

利用式（6-13）計算時，注意燈的照射范圍，要在滿足照度均勻度要求前提下，才能計算出值，一般可按表6.4控制燈的密度。從式（6-12）可知，當(dāng)路段照明設(shè)計初步確定后，計算平均照度的問題主要是如何確定利用系數(shù)。為了計算方便，通常先求出不同照明器和路寬時的利用系數(shù)，并繪制成曲線。圖6.10、6.11為兩種照明器布置的利用系數(shù)計算示意圖。（a）（b）U=U1+U2（a）利用系數(shù)曲線（b）燈具布置圖6.10路燈在一側(cè)的路段照明利用系數(shù)計算示意圖

（a）（b）U=（U1-U2）+（U3-U4）（a）利用系數(shù)曲線（b）燈具布置圖6.11中央隔離帶的路段照明利用系數(shù)計算示意圖2）計算實例

[例2]如圖6.12，6.13，照明器采用JTY23-125型燈具，光通量為4750lm，燈具安裝仰角為5°，燈的安裝間距S=25m。試計算路面的平均照度（取M=0.7）。

圖6.12高壓汞燈路燈JTY23-125利用系數(shù)曲線圖6.13路段燈具配置

[解]：車道側(cè)：人行道側(cè)：

[例3]如圖6.14，6.15，照明器采用了JTY23-400型燈具，光通量為20000lm。試計算路面的平均照度（取M=0.7）。

圖6.14高壓汞燈路燈JTY23-400利用系數(shù)曲線圖6.15路段燈具配置

[解]：車道側(cè)：人行道側(cè)：

6.3廣場照明系統(tǒng)

6.3.1平交廣場照明設(shè)計1．平面交叉口的照明要求

平面交叉口的照明應(yīng)符合下列要求：（1）交叉路口的照度水平應(yīng)高于通向路口道路的照度水平，并應(yīng)有充足的照明環(huán)境。（2）交叉路口可使用與交叉道路光色不同的光源、外形不同的燈具、利用不同的安裝高度或布燈方式。（3）十字路口可采用單側(cè)、交錯或?qū)ΨQ布置；大型交叉路口可另加燈桿和燈具，有交通島時可在島上設(shè)燈，也可設(shè)高桿照明。2．十字路口布燈3．T形三叉路口布燈4．環(huán)形交叉路口布燈

圖6.16十字路口布燈圖6.17T形三叉路口布燈

圖6.18環(huán)形交叉路口布燈

6.3.2立交廣場照明設(shè)計1．立交廣場照明設(shè)計原則和要求

立交廣場照明設(shè)計原則是在考慮立交結(jié)構(gòu)型式、周圍環(huán)境要求的前提下，既要達(dá)到照明的使用要求，又能反映出立交的線形美和結(jié)構(gòu)整體的造型美，達(dá)到形影相融、襯托夜景的目的，同時還要考慮經(jīng)濟(jì)實用和維修方便。其基本要求有以下幾點：

1）照明范圍大

2）光學(xué)誘導(dǎo)性強(qiáng)

3）眩光控制好

2．立交廣場照明布置及照明方式選擇1）照明布置要求對于一般標(biāo)準(zhǔn)的對稱結(jié)構(gòu)立體交叉（如標(biāo)準(zhǔn)苜蓿葉立交），照明設(shè)計應(yīng)保持其對稱性。2）照明布置方式照明布置方式優(yōu)點缺點適用性單側(cè)布置誘導(dǎo)性好、造價低不設(shè)照明燈的一側(cè)橋面亮度低于設(shè)置一側(cè)的亮度橋面不寬，屬于單向行車時（如匝道橋），在一側(cè)布置照明燈雙側(cè)交錯布置亮度總均勻度要比單側(cè)布置好縱向均勻度要差一些橋面較寬的立交橋雙側(cè)對稱布置縱向均勻度和誘導(dǎo)性比雙側(cè)交錯布置好——橋面較寬的立交橋中心對稱布置比兩側(cè)布置經(jīng)濟(jì)，且可獲良好的視覺誘導(dǎo)性——有中間隔離帶的立交橋，照明燈布置在中間分隔帶上

照明布置方式的優(yōu)缺點及適用性：立交廣場夜景3）照明方式選擇

常規(guī)照明方式為一支或兩支燈具安裝在適當(dāng)高度的燈桿上，按一定間距有規(guī)律連續(xù)布置在橋梁一側(cè)或兩側(cè)的照明方式，現(xiàn)一般多采用簡單流暢的懸挑式和掛托式。高桿照明為一組燈具安裝在高度等于或大于20m高的燈桿上，進(jìn)行大面積照明的一種照明方式。大型立體交叉宜優(yōu)先采用高桿照明。高桿照明方式有以下優(yōu)點：

（1）照明范圍廣闊，光通利用率高；（2）使用高效率大功率光源，經(jīng)濟(jì)性好；（3）由于桿塔很高，下面亮度均勻度高；（4）駕駛?cè)藛T很容易從遠(yuǎn)處看到高桿照明，便于預(yù)知前方情況；（5）高桿一般在車道以外安裝，易于維修、清掃和換燈，不影響交通秩序。高桿照明的結(jié)構(gòu)通常有柱式和塔式兩類，燈架分為固定式、升降式和液壓可傾倒式三種，其中以升降式高桿為最多，如圖6.19所示。

（a）不可升降的固定式高桿燈柱（b）可升降式高桿燈柱

（c）（c）液壓可傾式高桿燈柱圖6.19高桿照明（mm）6.3.3收費廣場照明1．設(shè)計原則1）收費廣場照明的設(shè)計原則（1）收費廣場照明的質(zhì)量均滿足現(xiàn)行規(guī)定的指標(biāo)，同時照明設(shè)施應(yīng)具有良好的誘導(dǎo)性；（2）投資低、耗電少、既經(jīng)濟(jì)又節(jié)能；（3）運行安全可靠、維護(hù)方便；（4）在符合上述原則的前提下盡可能采用先進(jìn)的照明技術(shù)。2）收費天棚照明的設(shè)計原則（1）收費天棚內(nèi)照明的亮度、光色及顯色性要滿足要求；（2）收費天棚內(nèi)的照度要均勻，同時應(yīng)與棚外收費廣場的對比協(xié)調(diào)；（3）收費天棚及收費亭內(nèi)的照明器設(shè)置不引起對駕駛員的眩光效應(yīng)。2．設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

收費廣場照明的平均亮度不小于2cd/m2或平均照度20~50lx，均勻度為0.4~0.5，無眩光。推薦收費廣場照明標(biāo)準(zhǔn)見表6.8。

收費廣場照明標(biāo)準(zhǔn)表6.8

當(dāng)互通式立交和高速公路連接路段不設(shè)連續(xù)照明，收費廣場設(shè)置照明的情況下，要增設(shè)過渡照明。通常收費廣場照明產(chǎn)生的平均路面亮度為2cd/m2左右，要求過渡期間的平均亮度約0.3cd/m2。駕駛員通過過渡照明這段道路所需時間t≥10s，對于互通式立交匝道，限速40km/h時，完成過渡需要110m。交通量種類路面亮度（cd/m2）交通量大2交通量中1.5交通量小1.53．照明方式1）收費廣場照明方式通常的照明方式有：高桿照明、中桿照明、低桿照明。低桿燈用于解決小型收費廣場的照明問題效果十分好，而且造價??；中桿燈及高桿燈用于大中型收費廣場的照明設(shè)計。高桿燈和中桿燈按造型可分為功能型燈具和裝飾型燈具兩大類。功能型燈具：簡捷、明快、安裝維護(hù)簡便、整體造價低。裝飾型燈具為配合安裝環(huán)境的氣氛，會加設(shè)裝飾造型，但會對維護(hù)、檢修造成不便，且整體重量增加、造價提高。2）收費天棚照明方式為確保不出差錯并盡可能縮短車輛的等候時間，收費天棚照明標(biāo)準(zhǔn)比收費廣場照明標(biāo)準(zhǔn)更高。收費天棚照明器的類型一般采用嵌裝在頂棚之內(nèi)的嵌入式窄射光類的照明器。4．照明燈具的安裝高度和配置1）高桿照明方式一般軸對稱配光的燈具在垂直或接近垂直照射地面時，考慮照度均勻度，原則上燈具安裝高度H由下式?jīng)Q定：

H≥0.5R（m）式中：R——被照范圍的半徑，m；2）投光燈照明方式（1）一般廣場，如圖6.20所示，燈具安裝高度為：一側(cè)排列：

H≥0.4w+0.6aS≤2HS≈2S1

對稱排列：

H≥0.2w+0.6aS≤2.7S≈2S1（2）收費廣場，如圖6.21所示，圖中H1，H2，H3為照明器，一般有三種排列方案：一側(cè)排列（燈具只裝在H1處），燈具安裝高度為：

H1≥0.6（w1+0.3w2）兩側(cè)排列，燈具安裝高度為：

H1≥0.5w；H2≥0.5w

中間設(shè)置，如果照明桿塔的高度超過30m時，可在中央立塔即，各個照明桿塔的高度則為：

H1≥0.5w1；H2≥0.5w2；H3≥0.25（w1+w2）式中：H——燈具的安裝高度，m；

w——廣場寬度，m；w1、w2——廣場的1/2寬度，m；

a——投光器距廣場邊緣尺寸，m；S——投光器安裝間距，m；S1——投光器距廣場邊緣尺寸，m；

H1、H2、H3——投光器設(shè)置位置。

圖6.20一般廣場照明器配置圖6.21收費廣場照明器配置

6.4隧道照明系統(tǒng)

6.4.1隧道的視覺現(xiàn)象1．進(jìn)入隧道前的視覺現(xiàn)象白天當(dāng)駕駛員駛近隧道時，由于隧道內(nèi)外亮度差別很大，看到的是一個黑洞（對于長隧道而言）或黑框（對于短隧道而言）。這稱為黑洞效應(yīng)或黑框效應(yīng)。2．進(jìn)入隧道后立即出現(xiàn)的視覺現(xiàn)象進(jìn)入隧道以后，亮度突然降低，由于視覺不能迅速適應(yīng)，司機(jī)要經(jīng)過一段時間才能看清暗區(qū)內(nèi)的情況，此稱為滯后現(xiàn)象。3．隧道內(nèi)部的視覺現(xiàn)象無論白天或黑夜，隧道中，由于大量通過的汽車排出的廢氣無法迅速驅(qū)散而形成煙霧，降低了能見度；同時，由于隧道的側(cè)向空間較窄，難于糾正側(cè)向距離的判斷誤差，也缺少回避障礙物的足夠空間，極容易出現(xiàn)交通事故。4．隧道出口處的視覺現(xiàn)象白天，車輛接近隧道出口時，外面亮度很高，司機(jī)看到的是一個刺眼的眩亮白洞，視覺產(chǎn)生亮適應(yīng)，同樣會降低出洞時的視功能和視舒適，無法準(zhǔn)確判斷與前車的間距。在夜間，司機(jī)在隧道出口處看到的是一個黑洞，無法辨認(rèn)道路的線形，也無法發(fā)現(xiàn)障礙物。對于長度很短的隧道（如小于100m），從進(jìn)口可看到白色的出口亮影，進(jìn)出口的天然光通過反射和散射等在路面上產(chǎn)生一定微弱亮度，視覺不適應(yīng)現(xiàn)象不嚴(yán)重，就沒有必要設(shè)置照明?！M(jìn)入隧道前的視覺現(xiàn)象隧道出口處的視覺現(xiàn)象→長度<100m的短隧道的視覺現(xiàn)象6.4.2隧道照明措施及照明標(biāo)準(zhǔn)1．洞外設(shè)置專用減光措施

遮光處理是解決入口照度突變造成的視覺不適應(yīng)的方法之一，可以減少緩和照明的安裝功率。遮光的原則是使越接近入口的光線能夠變得較弱，遮光距離一般不少于50m。遮光棚在國外常用，但其建筑費用很高，用栽樹的方法來代替遮光棚則較為經(jīng)濟(jì)，同樣也能收到較好的效果。不論洞外是否采用遮光處理，在進(jìn)口段墻面和路面上都應(yīng)使用反射率較高的淺色建筑材料。2．分段設(shè)置不同亮度

白天照明的隧道，其照明區(qū)段的劃分和路面最低亮度可按下列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，如圖6.22（漸變梯度圖）和表6.9所示。（1）入口段引入段的亮度和長度隨設(shè)計速度和洞外亮度而變化，還隨路段長度而逐漸降低。逐漸加大燈具排列間距和改變布置方式可以實現(xiàn)亮度隨路段長度而減小。適應(yīng)段和過渡段提供一個由高到低的視覺暗適應(yīng)時間。實驗表明此路段的適應(yīng)時間可取為4~9s。

區(qū)段照明長度及亮度數(shù)據(jù)表6.9設(shè)計車速(km/h)引入段適應(yīng)段過渡段入口照明區(qū)總長度(m)距離(m)亮度(cd/m2)距離(m)亮度(cd/m2)距離(m)亮度(cd/m2)100559513595～4715047～9.534080408315580～4610046～4.529560255813550～306530～2.32254015298530～203020～1.5130注：1、上表是以隧道口部環(huán)境亮度為4000cd/m2為基本亮度擬定的，如果洞外亮度大于或小于4000cd/m2

，表值應(yīng)乘以系數(shù)ko，ko＝洞外環(huán)境亮度/4000；

2、表中數(shù)值適用于雙向行使的隧道；

3、當(dāng)洞口設(shè)有減光措施時，可考慮縮短引入段或取代引入段；

4、當(dāng)設(shè)計速度超過100km/h時，應(yīng)作專門研究；

5、表上標(biāo)明亮度均為平均亮度；

6、入口照明是指在白天亮燈，應(yīng)考慮陰天、雨天、黃昏時分，減少照明。（2）基本段

隧道內(nèi)的基本照明可按照隧道中的實際設(shè)計車速對照度的需求決定。隧道內(nèi)基本照明及夜間照明標(biāo)準(zhǔn)如表6.10所示。

基本照明及夜間照明亮度表6.10

注：平均照度換算系數(shù)：10lx/cd·m-2(水泥混凝土路面)；15lx/cd·m-2(瀝青路面)。

圖6.22白天照明漸變梯度圖（雙向交通）設(shè)計車速（km/h）路面平均亮度（cd/m2）換算平均照度（lx）混凝土路面瀝青路面1009.5120200804.560100602.33050401.52035（3）出口段

凡單向通行的隧道可在出口段兩側(cè)植樹遮光和設(shè)遮光棚，以降低白天自然光的強(qiáng)度，同時在出口段兩側(cè)布置路燈，提供晚上道路照明，避免出口段的黑洞現(xiàn)象。凡對向通行的隧道，出口和入口作相同處理，照明情況也完全一樣。過渡區(qū)段的照度在白天應(yīng)為出口外部亮度值的1/10左右，最少不得低于500lx，也可取基本段亮度的5倍；在夜間，照明應(yīng)比隧道內(nèi)基本亮度要低。隧道出口過渡照明區(qū)長度和照度標(biāo)準(zhǔn)如表6.11所示。

隧道出口處過渡照明標(biāo)準(zhǔn)及長度表6.11亮度（cd/m2）長度（m）隧道內(nèi)亮度第1區(qū)間第2區(qū)間設(shè)計車速（km/h）第1區(qū)間第2區(qū)間4.0以上2.01.5100以上1801802.0～4.01.00.5801301302.0以下0.5—609595———4060—3．應(yīng)急照明

長度超過200m的隧道必須設(shè)置應(yīng)急照明系統(tǒng)。理想的高速公路隧道照明宜有兩個及以上獨立電源供電，但現(xiàn)在通常的做法是將隧道內(nèi)約1/7的照明燈具設(shè)計與由發(fā)電機(jī)支持的不間斷電源（UPS）連接，在主電源停電后數(shù)秒，UPS電源自動啟動，提供應(yīng)急照明等供電要求。應(yīng)急照明的照度一般應(yīng)為正常照明的1/5以上，對于長時間停電，則希望設(shè)置誘導(dǎo)照明，此時應(yīng)在隧道內(nèi)壁等間隔布燈，以指明隧道內(nèi)壁位置及進(jìn)出方向。

6.4.3隧道照明燈具的選擇與配置1．照明燈具的選擇

照明燈具多采用吸頂式或嵌入式。（1）應(yīng)有合理的配光特性。（2）應(yīng)有一定的保護(hù)角和限制眩光的措施。保護(hù)角一般不少于30°。（3）應(yīng)有防火、防塵、防腐蝕和抗震的功能。（4）便于安裝、維修，特別需要考慮便于更換燈炮。2．照明燈具的配置

1）燈的布置照明器排列有相對、交錯、中間等三種布燈方式，如圖6.23所示。

根據(jù)隧道內(nèi)亮度分布的測定，照明器安裝間隔可按以下兩種情況決定：第一種情況，考慮亮度分布時：相對排列：S≤2.5H;

交錯排列：S≤1.5H;

中間排列：S≤1.5H第二種情況，考慮閃光時：

V/36≥S≥V/18式中：H——安裝高度，m；

S——安裝間隔，m；

V——設(shè)計行車速度，km/h。圖6.23隧道照明器排列方式2）“閃光”效應(yīng)

車輛通過設(shè)有人工照明的隧道時，駕駛員會感到一種與車速成正比的亮暗相間的閃光脈沖，對駕駛員的視舒適造成干擾，此稱為“閃光”效應(yīng)。閃光干擾的程度取決于以下因素：閃光頻率、視野中的平均亮度、相對于背景的光源亮度、光源相對間距、閃光持續(xù)時間。3）誘導(dǎo)性

為表示路面本身的線形，除要增加墻面與路面亮度對比外，還可用照明器的排列來加強(qiáng)誘導(dǎo)作用。特別在線路起伏、轉(zhuǎn)彎、分流、合流等處，由于路面的視線受限制，更應(yīng)注意這一點。為此，要求照明器形狀和安裝間隔必須滿足能夠看出連續(xù)的線形，并和隧道的外部統(tǒng)一考慮。隧道洞外減光措施秦嶺終南山隧道照明6.4.4隧道照明計算1．入口段亮度Lth

（6-14）式中：

k——入口段亮度折減系數(shù)，見表6.12；

L20(S)——洞外亮度。入口段亮度折減系數(shù)k

表6.122．過渡段亮度Ltr

（6-15）式中：Lth——入口段亮度；

t——時間（s）。設(shè)計交通量N（輛/h）k計算行車速度vt（km/h）雙車道單向交通雙車道雙向交通100806040240013000.0450.0350.0220.0127003600.0350.0250.0150.013．基本段平均照度

（6-16）式中：E——隧道的平均照度，lx；

N——按排列方式而定的系數(shù)，相對排列時為2，交錯和中間排列時為1；

Ф——照明器中全部光源的總光通量，lm；

U——車道上直射光照明利用系數(shù)；

k——減光系數(shù)（見表6.13）；

k1——因相互反射作用使照度提高的系數(shù)，見有關(guān)資料；B——車道寬度，m；S——照明器的間隔，m。

減光系數(shù)k的選擇表6.13隧道長度（m）200以上200以下200以上200以下坡度2%以上2%以上2%以下2%以下交通量15000輛/h以上0.40.450.57000輛/h以上15000輛/h以下0.450.50.6