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

學(xué)習(xí)要點(diǎn)道路照明質(zhì)量指標(biāo)路段照明方式及照度計(jì)算廣場(chǎng)照明要求及方式隧道的視覺(jué)特點(diǎn)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(diǎn)和適用性，掌握照度計(jì)算方法了解廣場(chǎng)照明要求及方式，高桿照明的優(yōu)缺點(diǎn)理解隧道的視覺(jué)特點(diǎn)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(jué)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(jí)GSR

1．照明水平

視感覺(jué)的強(qiáng)烈程度取決于路面或物體的表面亮度L,亮度的計(jì)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(gè)量值。一個(gè)物體只有在獲得一定亮度對(duì)比C時(shí)才能被看見(jiàn)，C的計(jì)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(shí)驗(yàn)證明：照明水平主要由平均亮度表征。平均亮度的計(jì)算公式為：

（6-3）式中：Lav——路面平均亮度；

Li——是第i個(gè)計(jì)算點(diǎn)的亮度；

n——計(jì)算點(diǎn)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(jì)算時(shí)注意Lmin和Lav的計(jì)算值應(yīng)是在相同觀察位置上得到，為保持一個(gè)可以接受的察覺(jué)能力，U0一般不應(yīng)低于0.4。2）道路照明另一個(gè)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(jué)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(jí)G表示。1）失能眩光在沒(méi)有眩光的作用時(shí)，一個(gè)剛剛看到的物體，有眩光以后就看不到了，只有提高亮度對(duì)比度才能看見(jiàn)，這一效應(yīng)稱為“閾值增量TI”，亮度對(duì)比度由C0下降到亮度有效對(duì)比度Ceff，其計(jì)算式為：（6-7）式中：C0——無(wú)眩光時(shí)亮度對(duì)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(duì)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(shí)，閾值增量的近似計(jì)算公式為：（6-9）2）不舒適眩光不舒適眩光由眩光等級(jí)G表示，是一個(gè)主觀感受值。由經(jīng)驗(yàn)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(lái)計(jì)算。一般要求環(huán)境照明系數(shù)不小于0.5。5．視覺(jué)誘導(dǎo)性

視覺(jué)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(lái)實(shí)現(xiàn)的，司機(jī)可以通過(guò)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(diǎn)。

6．光污染光污染的負(fù)面影響及危害主要有：（1）對(duì)夜晚天空的影響：使夜間天空的亮度提高，不利于天文觀測(cè)。（2）對(duì)交通安全的影響：眩光、背景亮度過(guò)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(cuò)誤操作而引發(fā)交通事故。（3）對(duì)居民的影響：干擾居民的休息及生活，對(duì)人身心健康造成影響；眩光影響行人對(duì)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(dòng)植物的生物規(guī)律，破壞生態(tài)環(huán)境；同時(shí)也是電能的浪費(fèi)，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(guó)際照明委員會(huì)（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(duì)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(jí)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(jí)公路

6.1.3照明的控制方式從功能來(lái)分有：時(shí)控、光控、時(shí)控和光控相結(jié)合。從實(shí)現(xiàn)方式來(lái)分有：人工控制、自動(dòng)控制及遠(yuǎn)程控制。無(wú)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(píng)價(jià)

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

我國(guó)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(jí)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(fèi)站廣場(chǎng)2~50.40.620~50好進(jìn)出口0.5~20.30.610~30好相關(guān)場(chǎng)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(chǎng)1~20.30.515~30一般注：表中各項(xiàng)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(chǎng)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(chǎng)所宜采用耐腐蝕性好的燈具，振動(dòng)場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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：?jiǎn)蝹?cè)布置、交錯(cuò)布置、對(duì)稱布置和中心對(duì)稱布置形式，見(jiàn)圖6.3，其優(yōu)缺點(diǎn)及適用性見(jiàn)下表。（a）單側(cè)布置（b）交錯(cuò)布置（c）對(duì)稱布置（d）中心對(duì)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(diǎn)缺點(diǎn)適用性單側(cè)布置造價(jià)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(cuò)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(duì)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(duì)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(diǎn)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(diǎn)：（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(gè)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(duì)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(cuò)排列h≥0.7ws≤3hh≥0.8ws≤3.5hh≥0.9ws≤4.0h對(duì)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(jiàn)圖6.6。（3）轉(zhuǎn)彎處的燈具不應(yīng)安裝在直線路段的延長(zhǎng)線上，見(jiàn)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(shí)，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(shí)，宜全部按表6.4選擇；曲率半徑為1000～500m時(shí)應(yīng)盡量按表6.4選擇；曲率半徑為1000m以上時(shí)，可按直線部分選擇。

5.視覺(jué)誘導(dǎo)性利用照明設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)視覺(jué)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(shí)現(xiàn)誘導(dǎo)性（2）利用光顏色變化實(shí)現(xiàn)誘導(dǎo)性（3）利用燈具的式樣和安裝高度不同實(shí)現(xiàn)誘導(dǎo)性（4）照明布局6.2.4路段照明照度計(jì)算

路段照明一般用逐點(diǎn)法計(jì)算路面任意點(diǎn)的水平照度。應(yīng)用利用系數(shù)法可計(jì)算路面的平均照度。路面的亮度與反射特點(diǎn)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(jì)算點(diǎn)照度

1）計(jì)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(shí)際安裝高度不等于1m時(shí)，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(lái)表示相對(duì)的寬度與長(zhǎng)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(jì)算：（6-11）式中：——等照度曲線圖上各照明器在計(jì)算點(diǎn)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(jì)算實(shí)例

[例1]如圖6.9，某路段采用交錯(cuò)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(jiàn)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(duì)路邊A點(diǎn)所產(chǎn)生的照度。

圖6.9路段照明布置圖

[解]：1）確定A點(diǎn)在等照度曲線上的位置

A點(diǎn)對(duì)燈①和③的位置如下：橫向：縱向：A點(diǎn)對(duì)燈②的位置如下：橫向：縱向：2）求A點(diǎn)的照度由等照度曲線，求出各燈在A點(diǎn)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(jì)算平均照度1）計(jì)算方法用利用系數(shù)計(jì)算平均照度的計(jì)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(cuò)排列時(shí)N=1，相對(duì)矩形排列時(shí)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(jì)算時(shí)，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(jì)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(jì)初步確定后，計(jì)算平均照度的問(wèn)題主要是如何確定利用系數(shù)。為了計(jì)算方便，通常先求出不同照明器和路寬時(shí)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(jì)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(jì)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(jì)算示意圖2）計(jì)算實(shí)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(jì)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(jì)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(chǎng)照明系統(tǒng)

6.3.1平交廣場(chǎng)照明設(shè)計(jì)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(cuò)或?qū)ΨQ布置；大型交叉路口可另加燈桿和燈具，有交通島時(shí)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(chǎng)照明設(shè)計(jì)1．立交廣場(chǎng)照明設(shè)計(jì)原則和要求

立交廣場(chǎng)照明設(shè)計(jì)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(shí)還要考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)用和維修方便。其基本要求有以下幾點(diǎn)：

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(chǎng)照明布置及照明方式選擇1）照明布置要求對(duì)于一般標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)稱結(jié)構(gòu)立體交叉（如標(biāo)準(zhǔn)苜蓿葉立交），照明設(shè)計(jì)應(yīng)保持其對(duì)稱性。2）照明布置方式照明布置方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用性單側(cè)布置誘導(dǎo)性好、造價(jià)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(shí)（如匝道橋），在一側(cè)布置照明燈雙側(cè)交錯(cuò)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(duì)稱布置縱向均勻度和誘導(dǎo)性比雙側(cè)交錯(cuò)布置好——橋面較寬的立交橋中心對(duì)稱布置比兩側(cè)布置經(jīng)濟(jì)，且可獲良好的視覺(jué)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(diǎn)及適用性：立交廣場(chǎng)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(jiǎn)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(diǎn)：

（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(fèi)廣場(chǎng)照明1．設(shè)計(jì)原則1）收費(fèi)廣場(chǎng)照明的設(shè)計(jì)原則（1）收費(fèi)廣場(chǎng)照明的質(zhì)量均滿足現(xiàn)行規(guī)定的指標(biāo)，同時(shí)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(yùn)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(fèi)天棚照明的設(shè)計(jì)原則（1）收費(fèi)天棚內(nèi)照明的亮度、光色及顯色性要滿足要求；（2）收費(fèi)天棚內(nèi)的照度要均勻，同時(shí)應(yīng)與棚外收費(fèi)廣場(chǎng)的對(duì)比協(xié)調(diào)；（3）收費(fèi)天棚及收費(fèi)亭內(nèi)的照明器設(shè)置不引起對(duì)駕駛員的眩光效應(yīng)。2．設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

收費(fèi)廣場(chǎng)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(wú)眩光。推薦收費(fèi)廣場(chǎng)照明標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表6.8。

收費(fèi)廣場(chǎng)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(fèi)廣場(chǎng)設(shè)置照明的情況下，要增設(shè)過(guò)渡照明。通常收費(fèi)廣場(chǎng)照明產(chǎn)生的平均路面亮度為2cd/m2左右，要求過(guò)渡期間的平均亮度約0.3cd/m2。駕駛員通過(guò)過(guò)渡照明這段道路所需時(shí)間t≥10s，對(duì)于互通式立交匝道，限速40km/h時(shí)，完成過(guò)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(fèi)廣場(chǎng)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(fèi)廣場(chǎng)的照明問(wèn)題效果十分好，而且造價(jià)省；中桿燈及高桿燈用于大中型收費(fèi)廣場(chǎng)的照明設(shè)計(jì)。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(jiǎn)捷、明快、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便、整體造價(jià)低。裝飾型燈具為配合安裝環(huán)境的氣氛，會(huì)加設(shè)裝飾造型，但會(huì)對(duì)維護(hù)、檢修造成不便，且整體重量增加、造價(jià)提高。2）收費(fèi)天棚照明方式為確保不出差錯(cuò)并盡可能縮短車輛的等候時(shí)間，收費(fèi)天棚照明標(biāo)準(zhǔn)比收費(fèi)廣場(chǎng)照明標(biāo)準(zhǔn)更高。收費(fèi)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(duì)稱配光的燈具在垂直或接近垂直照射地面時(shí)，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(chǎng)，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(duì)稱排列：

H≥0.2w+0.6aS≤2.7S≈2S1（2）收費(fèi)廣場(chǎng)，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(guò)30m時(shí)，可在中央立塔即，各個(gè)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(chǎng)寬度，m；w1、w2——廣場(chǎng)的1/2寬度，m；

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

H1、H2、H3——投光器設(shè)置位置。

圖6.20一般廣場(chǎng)照明器配置圖6.21收費(fèi)廣場(chǎng)照明器配置

6.4隧道照明系統(tǒng)

6.4.1隧道的視覺(jué)現(xiàn)象1．進(jìn)入隧道前的視覺(jué)現(xiàn)象白天當(dāng)駕駛員駛近隧道時(shí)，由于隧道內(nèi)外亮度差別很大，看到的是一個(gè)黑洞（對(duì)于長(zhǎng)隧道而言）或黑框（對(duì)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(jué)現(xiàn)象進(jìn)入隧道以后，亮度突然降低，由于視覺(jué)不能迅速適應(yīng)，司機(jī)要經(jīng)過(guò)一段時(shí)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(jué)現(xiàn)象無(wú)論白天或黑夜，隧道中，由于大量通過(guò)的汽車排出的廢氣無(wú)法迅速驅(qū)散而形成煙霧，降低了能見(jiàn)度；同時(shí)，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(jué)現(xiàn)象白天，車輛接近隧道出口時(shí)，外面亮度很高，司機(jī)看到的是一個(gè)刺眼的眩亮白洞，視覺(jué)產(chǎn)生亮適應(yīng)，同樣會(huì)降低出洞時(shí)的視功能和視舒適，無(wú)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(gè)黑洞，無(wú)法辨認(rèn)道路的線形，也無(wú)法發(fā)現(xiàn)障礙物。對(duì)于長(zhǎng)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(guò)反射和散射等在路面上產(chǎn)生一定微弱亮度，視覺(jué)不適應(yīng)現(xiàn)象不嚴(yán)重，就沒(méi)有必要設(shè)置照明。→進(jìn)入隧道前的視覺(jué)現(xiàn)象隧道出口處的視覺(jué)現(xiàn)象→長(zhǎng)度<100m的短隧道的視覺(jué)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?cè)斐傻囊曈X(jué)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(guó)外常用，但其建筑費(fèi)用很高，用栽樹(shù)的方法來(lái)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(jì)，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(zhǎng)度隨設(shè)計(jì)速度和洞外亮度而變化，還隨路段長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)亮度隨路段長(zhǎng)度而減小。適應(yīng)段和過(guò)渡段提供一個(gè)由高到低的視覺(jué)暗適應(yīng)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)表明此路段的適應(yīng)時(shí)間可取為4~9s。

區(qū)段照明長(zhǎng)度及亮度數(shù)據(jù)表6.9設(shè)計(jì)車速(km/h)引入段適應(yīng)段過(guò)渡段入口照明區(qū)總長(zhǎng)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(shí)，可考慮縮短引入段或取代引入段；

4、當(dāng)設(shè)計(jì)速度超過(guò)100km/h時(shí)，應(yīng)作專門(mén)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(shí)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(shí)際設(shè)計(jì)車速對(duì)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(jì)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(shù)遮光和設(shè)遮光棚，以降低白天自然光的強(qiáng)度，同時(shí)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(duì)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(guò)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(guò)渡照明區(qū)長(zhǎng)度和照度標(biāo)準(zhǔn)如表6.11所示。

隧道出口處過(guò)渡照明標(biāo)準(zhǔn)及長(zhǎng)度表6.11亮度（cd/m2）長(zhǎng)度（m）隧道內(nèi)亮度第1區(qū)間第2區(qū)間設(shè)計(jì)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(zhǎng)度超過(guò)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(gè)及以上獨(dú)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(jì)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(dòng)啟動(dòng)，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(duì)于長(zhǎng)時(shí)間停電，則希望設(shè)置誘導(dǎo)照明，此時(shí)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(duì)、交錯(cuò)、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(cè)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(shí)：相對(duì)排列：S≤2.5H;

交錯(cuò)排列：S≤1.5H;

中間排列：S≤1.5H第二種情況，考慮閃光時(shí)：

V/36≥S≥V/18式中：H——安裝高度，m；

S——安裝間隔，m；

V——設(shè)計(jì)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(guò)設(shè)有人工照明的隧道時(shí)，駕駛員會(huì)感到一種與車速成正比的亮暗相間的閃光脈沖，對(duì)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(duì)于背景的光源亮度、光源相對(duì)間距、閃光持續(xù)時(shí)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(duì)比外，還可用照明器的排列來(lái)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(diǎn)。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(jì)算1．入口段亮度Lth

（6-14）式中：

k——入口段亮度折減系數(shù)，見(jiàn)表6.12；

L20(S)——洞外亮度。入口段亮度折減系數(shù)k

表6.122．過(guò)渡段亮度Ltr

（6-15）式中：Lth——入口段亮度；

t——時(shí)間（s）。設(shè)計(jì)交通量N（輛/h）k計(jì)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(duì)排列時(shí)為2，交錯(cuò)和中間排列時(shí)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(jiàn)表6.13）；

k1——因相互反射作用使照度提高的系數(shù)，見(jiàn)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(zhǎng)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