隧道景观设计的探讨.doc

公路隧道景观设计方法研究作者姓名：周珂学 号：0841047学科专业：城市规划与设计指导教师：张阳摘 要随着我国高速公路的迅速发展，人们开始关注隧道的景观设计。本文结合陕西高速公路隧道景观的工程实践，探讨了隧道景观设计中的相关问题，如隧道洞口的景观设计，隧道灯光的设计及植物在隧道中利用的设想等，为我国高速公路隧道景观的设计与建设提供理论支持和参考。关键词：高速公路；隧道景观；景观设计；植物栽植；光质；光谱AbstractWith the rapid development of Chinas highway, people started to pay attention to tunnel landscape design. The paper combining with the practice of Shanxi highway tunnel landscape engineering is to explore the related issues of the tunnel landscape design , such as landscape design of tunnel hole, tunnel lighting design and planing of the use of plants in the tunnel and so on, to provide theoretical support and reference for our country highway tunnel landscape design and construction.Keywords: Highway; tunnel landscape; landscape design; plant cultivation; light quality; spectrum目录引言1公路隧道景观设计原则11.1安全性原则11.2生态性原则12公路隧道景观设计方法1.3艺术性原则12.1隧道洞口的景观设计12.2隧道灯光的设计13隧道中植物栽植的相关问题研究13.1植物在隧道中栽植的可行性13.2根据汽车排污和生境选择合适物种13.3根据植物光合作用对光的要求及配合景观选择合适LED灯光13.4其他14结语1引言随着山区高速公路建设的飞速发展，隧道作为公路中频繁出现的道路设施，除其满足交通安全、道路通行功能外，还应对司乘人员提供舒适的行车环境、消除旅途疲劳，对周边的总体环境有一种符号和象征的意义，因此，景观设计成为隧道设计的重要内容之一。1公路隧道景观设计原则1.1安全性原则隧道景观设计是一门专业性较强的系统工程和综合艺术,它涉及到岩土力学、材料学、建筑学、环境心理学、植物学、生态学与美学等多学科知识的合理运用。但无论涉及哪个学科，保障交通安全是其设计的第一原则。安全性原则主要体现以下几个方面：合理的明暗过渡、科学的隧道照明、安全的洞口防护等。1.2生态性原则隧道的修建，对洞门的边、仰坡扰动很大，在景观的处理上，应尽量恢复其原有植被栽植。这样处理不仅可保持水土，稳定边坡，而且使洞门周围景观和谐、自然。在植物选择上最后选用当地物种，既经济实用又便于管理，且易于环境协调。1.3艺术性原则隧道景观设计要与当地风土人情结合，体现当地历史文化气息、地域特色，与其文化融为一体。在注意人文景观设计的同时，还应结合自然景观，充分体现设计的艺术性。2公路隧道景观设计方法2.1隧道洞口的景观设计公路隧道洞口的景观设计应综合考虑隧道洞口附近的自然环境、人文历史及其他构造物等因素，应根据每一个洞口的实态，按不同层次的要求进行景观设计。目前的发展方向是三层次的设计，第1层次是从整条线路或一段线路，综合考虑线路也包括隧道洞口、桥梁等的景观设计;第2层次是根据地形、地质及周边环境等条件选择洞口形式;第3层次是从洞口周边一定范围的角度，考虑洞口的景观设计，其中包括周边结构物、洞口建筑、生态绿化、洞门选取及整个隧道开挖扰动范围的边、仰坡防护等。1其景观设计要点如下：2.1.1首先隧道洞口景观设计要充分了解所建地自然环境特征，因地制宜进行景观规划设计。在可能情况下，尽量选择山川、遗迹、奇峰怪石、森林瀑布等自然景观优美处作为隧道出入口所在地，但应注意对当地生态环境的保护，尽可能的减少对自然环境的影响。2.1.2隧道洞门造型及环境设计要充分体现当地乡土人情，使生硬的构造物具有历史文化气息、地域特色，与当地文化融为一体。2.1.3隧道洞门结构的圬工体积较大，要尽量利用隧道废方和当地既有的廉价原材料，这样不仅经济实惠，而且这些材料易与周围环境协调。2.1.4一般来说有洞门挡墙的隧道洞口给人稳重、端庄之感，而无洞门挡墙的隧道洞口给人轻巧朴素之感。有时，为了减轻有洞门挡墙隧道入口的压抑感，将洞门造型作递退处理。2.1.5隧道名称可置于洞门上方，侧面或用标志牌给予指示。字体应清晰、醒目。洞名取时应对隧道周围景观、地名、风景名胜等进行调查，选用标志性强、具有历史纪念意义的名称来命名隧道。2 2.1.6隧道洞口视觉缓冲带景观设计当人长时间在明亮环境中突然进入暗处时，最初看不见任何东西，经过一定时间后，视觉敏感度才逐渐增高，能逐渐看见在暗处的物体，这种现象称为暗适应，反之称为明适应。无论是进出隧道都需要一定视觉缓冲时间，这样就对行车安全产生一定影响。所以我们在进行洞口景观设计时应注意，采取相应的设计措施。（1）在隧道进出口两侧栽植一定距离的高大乔木，降低隧道内外光线亮度差，以减少眼睛进出隧道反应时间。栽植距离=暗适应时间行车速度（注：暗适应时间大于明适应时间）（2）对隧道口路面进行特殊处理。现在多用的方式是配合隧道限速的减速带，我们可以对路面少做警示和景观处理，处理时使用暗色调，也可以对暗（明）适应起到缓冲作用。2.2隧道灯光的设计2.2.1随着隧道施工技术的发展，隧道越来越长，由于洞内完全没有自然光线,仅靠单一的隧道灯照明,其景观十分单调而重复,人长时间在封闭的空间里容易产生疲倦、烦躁或恐惧,从而使注意力不集中,存在较大的安全隐患。根据研究表明,在特长隧道的适当位置科学地设置特殊灯光带进行景观照明,能使驾驶员眼前一亮,调节视力,减少疲劳,并能有效地减少烦躁、焦虑等不良感觉,增加行车的安全度和舒适度。通过在隧道中部路段沿上下线设置特殊灯光带,对洞顶、侧壁的景观照明,形成不同的视觉场景效果,从而有效地调节驾驶员的视觉、减少疲劳，让驾驶员的视觉和情绪获得短暂的调整。3以秦岭终南山隧道为例分析：终南山公路隧道单洞长18.02公里,为了缓解司乘人员的疲劳感，调节其情绪，隧道特别设置了人性化的特殊灯光带。它是通过不同灯光和图案的变化，将特长隧道分为4个短隧道。隧道顶部密集的灯聚汇出蓝紫色的光，在顶部呈现不规则的白色、蓝色区域，看上去犹如“蓝天白云”。在隧道的侧部，灯沿墙壁射出暗红色光柱，印在墙上好似晚霞。变幻的灯光交织成一副美景图，使人豁然开朗。2.2.2为了减少暗（明）适应时间，对隧道出入口灯光的特殊处理。当人们出入隧道时，外界和隧道的光线差别较大，我们可以在隧道出入口一定的范围内设置相对隧道内灯光较暗的灯光，以减弱这种差别，使司机更快的适应这种变化。现行隧道多在隧道出入口内部设置灯光渐变的路段，在洞口外没有设置。在夜晚，我们从隧道中驶出，暗适应作用更明显，只能暂时靠路面荧光指示标识来判断行车方向，增加了司机的心理压力，给行车带来了一定的不安全因素。所以我们也应该考虑到隧道外部设置一定的灯光缓冲带。3隧道中植物栽植的相关问题研究植物栽植在道路景观中不仅吸收汽车尾气，对环境有一定保护作用，同时还有绿化景观的作用，所以植物在公路景观设计中占有重要的地位。随着公路建设的快速发展和道路等级的逐渐提高，近年来我国的公路隧道越修越多，越修越长。特别是我国西部山区的公路建设，现投入运营的秦岭终南山公路隧道，长度更是长达18.004 千米。单调的隧道隧道环境使人想到做植物景观，在终南山隧道中就有3处人造的植物景观，给人“自然”的景观，走出隧道的感觉。人造虚拟景观与真实植物造景有一定差别，特别是在功能上的差别，例如汽车尾气的吸收等。能否在隧道中栽植植物，创造绿色景观成为人们关注的焦点。所以本节对植物在隧道中栽植的可行性，根据汽车排污和生境选择合适物种，根据植物光合作用对光的要求选择合适的LED灯光等问题进行探讨。3.1植物在隧道中栽植的可行性在隧道中栽植首要解决的问题是光合作用，而随着LED单色灯的出现和发展，解决这个问题已经成为可能。近年来，光质对植物生长的影响引起研究人员的重视。例如日本学界着重探讨LED单色光对组织培养苗的生长性状影响等。光质与植物发育的关系： 光 谱 范 围 对 植 物 生 理 的 影 响 280 315nm 对形态与生理过程的影响极小 315 400nnm 叶绿素吸收少，影响光周期效应，阻止茎伸长 400 520nm（蓝） 叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大，对光合作用影响最大 520 610nm 色素的吸收率不高 610 720nm（红） 叶绿素吸收率低，对光合作用与光周期效应有显著影响 720 1000nm 吸收率低，刺激细胞延长，影响开花与种子发芽 1000nm 转换成为热量4植物对光谱的敏感性与人眼不同。人眼最敏感的光谱为555nm，介于黄-绿光。对蓝光区与红光区敏感性较差。植物则不然，对于红光光谱最为敏感，对绿光较不敏感，但是敏感性的差异不似人眼如此悬殊。植物对光谱最大的敏感地区为400700nm。此区段光谱通常称为光合作用有效能量区域。阳光的能量约有45位于此段光谱。因此如果在此范围以人工光源补充光量，可使植物进行光合作用。在此值得注意的是由于植物和人眼对光的敏感光谱不同，我们在对植物补充光源的同时还应注意光源对人眼的刺激，以免对行车安全产生不利。3.2根据汽车排污和生境选择合适物种由于像终南山这样的隧道通风问题一直没有很好的解决，只能通过鼓风机促使空气的流动，对于洞内空气流通起的作用有限。由于空气流动较差，特别是在阴雨无风的天气，汽车排出的废气(CO、NO2、HC)和烟雾沉积在隧道内，影响了司乘人员的身体健康和行车安全。所以我们可以选择对CO、NO2等废气吸收较好，抗性较强的物种。隧道内的环境比较恶劣，对植物耐性和抗性要求高，应选择合适的物种。虽然隧道内通过LED单色灯光的调节可以进行光合作用，但与阳光下的环境还有一定的差别，所以应选择耐阴的物种。3.3根据植物光合作用对光的要求及配合景观选择合适LED灯光植物对光谱最大的敏感地区为400700nm，此区段光谱通常称为光合作用有效能量区域。在设置LED单色灯光的时可调正此波段光源所占比率，以利于植物的光合作用。与此同时，在考虑植物光合作用的同时，我们还应考虑与前面所提到的灯光景观相结合。通过综合比较，现有两种方案供参考（图表1）。33.4其他隧道中各个位置的环境条件也有所不同。在靠近出入口的位置相对较好，我们可以适当增加栽植数量，增加自然景观，以减少隧道的相对长度；在隧道中部，环境较差位置，我们可以根据土壤条件等隔段栽植，如遇不适合栽植地段，可考虑适量的桩栽，在一定的时间内对桩栽进行更换。方案灯具照明效果安装方式维护性能投资概算（万/千米）蓝天白 云投光灯+图案灯+LED灯色彩鲜明有整体动态效果图案可任意更改两侧布灯光源寿命长灯具数量少对介质依赖性低10.40现代型LED灯管布阵色彩鲜明图案逼真图案可方便更改洞顶布灯光源寿命超长灯具数量多不依赖介质29.29图表14结语隧道是一种特殊的环境，在其封闭的空间里容易产生疲倦、烦躁或恐惧等感觉。适当增加