高等级公路隧道照明设计

1、高等级公路隧道照明设计一、概述 修建隧道是浙江山区高等级公路 的重要手段， 其交通的顺畅直接影响到 整条公路的通行。要讲隧道照明，首先 应从分析隧道对行车视觉产生的问题 着手。1、进入隧道前的视觉 白天当驾驶员从隧道外驶入隧道 时由于内外的亮度差别极大， 所以从隧 道外部看照明很不充分的隧道入口时， 只会看到一个黑洞（对长隧道而言）或 一个黑框（对短隧道而言） 。为了消除 这种黑洞或黑框现象， 必须在隧道入口 使路面的亮度达到必要的水平。2、进入隧道后立即出现的视觉问 题由于人眼视觉上的滞后性作用， 当 人从较明亮的外部环境进入到一个较 暗的区域后， 要经过一段时间才能看清 区内的情况， 由于

2、这种视觉适应滞后的 影响，使驾驶员进入隧道后，立即产生 视觉上的盲区。这对行车来说，是极其 危险的。3、隧道内部存在的视觉问题 无论是白天还是黑夜， 隧道内汽车 行使排出的废气几乎无法消散， 而形成 较大的烟雾。 烟雾除了吸收汽车前灯发 出的光线，使照度降低外，还使光线发 生漫反射、 散射而形成透明度不同的光 幕，从而降低了道路前方障碍物及其周 围环境的亮度， 使司机识别前方障碍物 的能力下降。4、隧道出口处的视觉问题在白天当车辆通过较长的隧道接 近出口时，由于洞外的亮度远高于洞 内，隧道的出口好象一个白色的洞，与 黑洞效应类似， 人眼同样会产生视觉滞 后，而且强烈的光线会形成强烈的眩光 效应

3、，使司机的视觉很不舒服，对行使 在前方的车辆只能看到一个很暗的轮 廓，而且不能准确判断距前方车辆的距 离。如果是在夜间， 其效果正好与白天 相反，驾驶员在隧道内看到的是黑洞而 不是亮洞，在这种情况下，驾驶员难以 辨别洞外的道路线形、 路上交通情况及 道路上的任何障碍物， 也是一个视觉盲 区。由上所述， 必须从照明技术上采取 措施，解决这些视觉问题。二、隧道照明的布设原则 根据隧道的特殊环境及隧道行车 视觉的要求， 隧道照明设施可以采取以 下措施：1、洞外引道遮挡自然光的措施 在隧道外路段进行遮光处理， 使接 近隧道入口时的自然光逐渐减弱， 遮光 距离一般不少于 50 米，在隧道的入口 处，尽量

4、降低洞口外的亮度，以便使入 口段增加亮度使用的灯具功率减少， 有 利于节约能源。遮光的方法可采用百叶天棚的方 法降低洞口的亮度。此外，在洞外两侧 植树也是比较经济的措施， 越靠近洞口 处植树越密，树冠也要大些，最好使之 遮住天然光。如图 1图1遮光棚洞外引道应布设路灯供夜间道路照明，以减少夜间隧道洞内外的亮度差，洞外引道 布灯长度与路面亮度不宜小于表1。洞外引道布灯长度与路面亮度表表1设计行车速度(km/h)路面亮度(cd/ m2)长度(m)1002.0180801.0130600.595400.5602、入口处照明根据公路隧道通风照明设计规范 长度超过 100米的隧道必须设立洞内照 明，其中

5、包括入口段、过渡段、中间段、 出口段照明。入口段的长度主要取决于洞 内外亮度之差，同时还与设计车速、洞外 光亮度、洞内照度和洞壁材料等因素有关。表2、表3表示当隧道外亮度 L2o=4OOOcd/m2时，隧道入口处入口段、过 渡1段、过渡2段、过渡3段的照明标准。 如果隧道洞外亮度为 L，则表2、表3的数 值乘以系数L/4000后就可以使用。入口照明各区照明标准(一)表2设计车速(km/h)入口段过渡一段过渡二段过渡三段距离(m亮度(cd/m2)照度(Lx)距离(m亮度(cd/m2)照度(Lx)距离(m)亮度(cd/m2)照度(Lx)距离(m)亮度(cd/m2)照度(Lx)10015118021

6、6010654648111182161676.375.6808514084072422528914841334.929.460328826444278167927100394010489626153044510671.73.4注：本表适用于双车道单向交通量2400辆/h和双车道双向交通1300辆/h，混凝土路面入口照明各区照明标准(二)表3设计车速(km/h)入口段过渡一段过渡二段过渡三段距离(m)亮度(cd/m2)照度(Lx)距离(m亮度(cd/m2)照度(Lx)距离(m亮度(cd/m2)照度(Lx)距离(m)亮度(cd/m2)照度(Lx)10015114016801064250411114

7、1681674.958.8808510050072301808910601333.521603260180441854676181002.16.3401040802612244448671.53注：本表适用于双车道单向交通量w700辆/h和双车道双向交通w 360辆/h，混凝土路面。随着隧道外部亮度的不断变化，如晴 天、雨天、早晨、中午及夏天与冬天等， 隧道入口各段的亮度、照度均要变化，因 此要设置自动调光装置通过增减灯数的方 法来调整入口诸段的照明亮度。对于长度很短的隧道(如小于100如果是大于100m的隧道，在接近隧道 时可以看到隧道的出口，这样就出现了黑 框现象。为了避免这种现象对行车的

8、影响， 设置照明时应采取比表 2、表3更高的亮 度标准。3、基本段照明米)，从进口可看到白色的出口亮影， 进出隧道内的基本照明，可按照隧道中的口的自然光通过反射和散射等途径在路面设计车速对照度的需求决定的。根据我国产生一定的微弱亮度，视觉适应不严重,公路隧道通风照明设计规范可查得表4数据:4、出口段照明隧道出口由于白天亮度很高，会使司就没必要设置照明。设计车速(km/h)路面平均亮度(cd/ m2) (双车道单向交诵量>2400辆/h双车道双向交 通 >1300 辆/h )路面平均亮度(cd/ m2)(双车道单向交诵量w 700辆/h双车道双向交通w360 辆/h )换算成平均照度

9、(Lx)混凝土路面沥青路面1009.04.01220804.52.0610602.51.535401.51.523.5隧道基本段照明标准表4机形成强烈的眩光，因此在隧道出口也同 入口部分一样设有出口段照明，加强垂直 照度，出口段长度一般取 60m亮度一般为双向交通的，那么出口与入口起同样的取中间段（基本段）亮度的 5倍。隧道出 口过渡照明区照明标准见表 5。如果隧道 作用，此时可不必考虑出口照度。隧道出口段过渡照明标准表5设计车速（km/h）路面平均亮度（Cd/ m2）（双车道单向交通量 >2400辆/h 双车道双向交通>1300辆/h ）路面平均亮度（cd/ m） （双车道单向交

10、通量w 700辆/h双车道双向交通w360 辆/h )10045208022.5106012.57.5407.57.55、应急照明n 利用系数，由灯具的利用系数由于隧道对交通流的特殊作用，供电曲线图查取故障对正常行驶在隧道内的驾驶员来说是 非常危险的，因此在长度超过200米的隧道内应建立紧急照明系统以及避灾引导 灯，当正常照明因故障熄灭后，事故电源 应能够自动投入。事故电源最好由另一台 变压器供电，并设有自动切换装置，当仅 有一台变压器时，可在母线处或隧道进出 线处与正常照明分开。对比较重要的隧道 在条件允许的情况下，可设置备用发电机 作为备用电源，并用UPS或EPS作为避灾引导灯的备用电源。

11、因为应急供电系统的容量一般较小， 所以应急照明时洞内路面亮度不小于中间 段亮度的10%三、隧道照明照度计算1、照度计算：隧道内路面平均水平照度可按式（1） 计算：厂“？M ?N七Eav =式（1 ）W ?S式中：Eav 隧道内平均照度（cd/m2） N 灯具布置系数，相对布置时N=2,交错布置和中间布置时N=1M 灯具的养护系数，一般可取0.6 0.7w隧道路面的宽度（mS 灯具间距（m）2、均匀度计算： 路面亮度总均匀度可按下式计算LU0=Lmin式（2）L av式中：U0 路面亮度总均匀度Lmin计算区域内路面最小亮度2（cd/m ）Lav计算区域内路面平均亮度2（cd/m ） 路面中线亮

12、度纵向均匀度可按下式 计算：L 'Ui=-Lmin-式（3）Lmax'式中：U0路面亮度纵向均匀度LmJ路面中线最小亮度（cd/m2）/ 2L max路面中线最大亮度（cd/m ）四、隧道内照明器的选择布设1、光源与照明器的选择 隧道内的照明光源通常选择大功率的 日光灯、高、低压钠灯和高压汞灯。高、 低压钠灯常用于长隧道或汽车烟雾较多的 情况，高压汞灯多用于短隧道和烟雾少的 情况，日光灯常用于城市短隧道和烟雾少 的情况。对于照明器的形式和安装位置的选 择，应避免对司机产生眩光和不舒适感， 为了节约能源还应提高照明器的发光效 率，灯具结构要密封防尘且易于维修和用 水清洗，灯具的防

13、护等级应不低于 IP65 ， 并能调节其安装角度。2、照明器（灯具）的布设 高速公路隧道内的灯具一般安装在路 面以上5.05.5m。布置形式可根据灯具 的配光曲线、路面平均照度和分布、对司 机的闪光效应、夜间为节电而减灯、维修 和经济性等因素进行综合决策。一般分为 三种基本形式：对称布置、交错布置和中 线布置。隧道里实际运用中可以将对称布 置、中线布置相结合，或是将交错布置与 中线布置相结合，以中线布置的灯作为应 急照明灯，两侧（包括对称布置的和交错 布置的）作为入口及出口段的加强灯。具 体布置如图 2 所示。图 2 隧道照明布置基本形式高速公路照明器通常为挂顶式安装，灯具基本段的安装间距 S 为：对称布置时Sw 2.5H ,交错布置时Sw 1.5H ,中线布置时Sw 1.5H ，考虑到频闪时 v/36 w Sw v/18 式中 H 灯具的安装高度（ m）v 隧道内设计行车速度（km/h）五、照明控制 由前所述，隧道内部亮度应根据洞外亮度进行调节，才能满足技术要求和减少 维护费用。隧道照明控制需要以灯