隧道照明设计思路

1、隧道照明设计思路论述相关专题： LED动态 时间：2009-10-22 09:27 来源： LED环球在线 随着隧道项目日益增多，隧道建设在现代交通运输中起到越来越重要的作用。隧道是一段封闭的空间，自然光无法照射其中，为了保证行驶的连贯性及行车人的生命安全，即便是白天其内部全程也需要人工照明，隧道照明是隧道建设中不可或缺的一部分。汽车尾气、噪声、振动、污浊空气，腐蚀气体、水分等恶劣环境形成隧道照明的特殊性。为了能给来往车辆和行人提供一个安全舒适的照明环境，下面通过逐步分析来阐述隧道照明设计思路。一、机动车通过隧道过程中存在的问题1.接近隧道过程中出现的问题黑洞现象白天，机动车司机眼睛已适应户外

2、高达10万lx以上数千cd/m2的自然光照明，当眼睛转到亮度只有几cd/m2的隧道环境，因人眼对亮度差的感知有限，出现适应滞后现象，就会看到一个黑色的洞穴，而无法识别其中的状态。像这样在明亮环境中看到全黑洞穴的现象叫做黑洞现象。一旦出现黑洞现象，随着机动车接近隧道，驾驶员的可视距离缩短，不能安全驾驶。黑洞现象是进入隧道前所发生的视觉问题，是隧道照明中最重要的问题。为防止黑洞现象的发生，从隧道入口开始的一段距离内要保证有充足的亮度，这一部分全长比机动车的安全刹车距离略长。进入隧道，由于内外存在很大亮度差，适应存在延迟，驾驶者视觉不能很快适应隧道亮度，难以看清隧道内部状况。为防止此情况发生，应使隧

3、道入口亮度随视觉适应速度缓慢降低，亮度要平滑过渡，亮度降低要逐级进行，但前一级亮度和后一级亮度比值不得超过3:1,且2m高以下墙面的亮度不能低于相应平均路面亮度。2.通过隧道过程中出现的问题白天在隧道中的亮度要比夜间道路照明亮度高，夜晚亮度要比白天低。考虑交通流量大的长隧道中汽车排放尾气的话，由于废气无法迅速消散形成烟雾，将光吸收和散射，降低可见度，而使视觉识别困难，车头灯光受汽车尾气影响很大，无法满足视认性需要，前方100m路面亮度减半，通常以道路照明的2倍亮度弥补尾气的影响。另因隧道内灯具按一定间隔排列，前面机动车以一定频率强烈反射光，使人晃眼不舒服，应根据机动车时速，决定灯具安装间隔，避

4、免产生晃眼反射光。3.接近隧道出口时出现的问题通过出口看外部亮度极高，出口看上去是个亮洞，出现严重眩光，出口成了白色洞穴，这称为白洞现象；以白洞为背景，机动车等就成了黑色的剪影很容易识别，但跟在大型箱式货车后面的小汽车与大货车的剪影重合很难看清，在交通流量大的隧道出口附近，为了能识别重合在一起的大小车辆所做的照明称为出口照明，出口照明的区间长度为数十米。4.夜间驶出隧道前出现的问题夜晚，从明亮隧道中驶出到没有照明道路之前，隧道外也变成了一种黑洞，无法看清道路的线形和存在的障碍物，此时，应在刚出隧道出口的道路上、在长于安全刹车距离、大约相当于机动车行驶数秒的区间内，对道路进行照明，以达到适当水平

5、的亮度。5.隧道行车中的视觉问题较短隧道一般基本不会引起视觉疲劳，较长隧道要考虑视觉疲劳，可以通过改变照明设计方法解决视觉疲劳。（1）改变隧道长距离均匀度：一是灯具沿隧道轴线不连续安装在隧道顶及两侧，形成明暗分区，但均匀度不能低于0.6;二是采用逆向非对称配光灯具。（2）通过灯具营造亮度及色彩的变化降低视觉疲劳。（3）在隧道内部建立区域景观，运用合理照明手段，模拟创建自然环境减少视觉疲劳度。6.隧道行车中的心里感受问题在隧道中，驾驶者视线主要集中在路面及两侧墙壁上。因此，墙壁特别是墙壁下方的照明十分重要，因机动车离墙壁很近，如果路面与墙壁界限不明了，墙壁位置不确定，驾驶者会有一种要撞墙的不安感

6、，就会在车道中间驾驶，为减少这种不安感，应将路面和墙壁亮度设计成很大差别。为此，通常将隧道分为阈值段、入口段、过渡段、基本段和出口段，各段通过不同照明来创造安全舒适的行驶条件。二、隧道照明方式公路隧道设计规范制定了明确的隧道照明标准，标准规定了照明长度、基本照明、路面最低亮度、白天照明要求及夜间照明亮度等。隧道照明一般分为：一般照明、应急照明和特殊灯光照明。1.一般照明包括保证隧道内正常行车所必需的基本照明。2.应急照明一般利用交错排列基本照明灯具，由两个专用回路各带一侧灯具的配电方式，在一侧照度不足时辅以普通应急灯的方案。在应急电源选用上有集中设置应急电源和分散应急电源方案，集中应急电源装置

7、一般有应急电源、不间断电源和发电机几种。在较长隧道中应该考虑突发性火灾时的疏散及诱导照明，这部分照明主要靠单独线路的地面指示灯、墙上长明灯、疏散指示灯组成。3.特殊灯光照明指消除出入口白洞和黑洞效应的加强照明及人造景观等的照明。三、隧道照明灯具光源选择问题隧道照明灯具要求能够在空气相对质量比较差、温度比较低、光源更换困难的环境下正常运行。灯具使用需考虑道路横断面方向的配光控制，使路面和墙壁同时达到高效率照明。隧道照明光源种类有气体放电类光源、LED光源、无极灯光源。在出入口处的照明，使用低压钠灯、高压钠灯、金属卤化物灯等HID光源。在基本照明中，无极灯的使用正在逐渐增加。目前隧道常用的是气体放

8、电灯，因LED及无极灯在节能环保上效果显著，有替换气体放电光源的趋势，但是实际照明效果有待检验。以现有技术来看，大功率LED无法解决光衰、照度角半径过小，色温不均衡这几个问题，暂时对HID光源在隧道照明中的主体地位不会构成太多影响，等LED在未来得到很大完善将可能取代HID光源。使用无极灯的优势：1.高频电磁感应耦合方式激励发光光源，没有灯丝和电极，超长寿命（6万小时以上），灯具更换和维修次数减少，降低管理费和维修费等运行成本。2.光效65lm/W,功率因数99%以上，减少了无功消耗，比高压汞灯、金卤灯节能70%以上，比高压钠灯节能50%以上（是否真节能有待事实论证，不同种类光源如此比较是否合

9、理）。2.显色指数大于80,显色性好，从2700K6500K色温可选，光色柔和，提高了照明清晰度。3.2.65MHz高频启动、无频闪，保护视力。4.采用汞齐技术，无需预热，即开即亮，瞬时启动和再启动，开关次数可达20万次以上。5.光通维持率高、光衰低。6.工作温度范围大，在-4055范围内，均可正常启动和工作。7.点灯位置任意，防震、灯泡点燃时表面温度低，防爆性能好。使用钠灯劣势：1.显色指数低，昏暗模糊，使被照物体颜色严重失真，易使司机长时间处于高度紧张状态。2.高频闪引起司机疲劳、头昏眼花等不适感觉，影响正常驾驶，增大交通事故几率。3.灯丝老化和电极溅射限制其寿命。4.高压钠灯耗电稍高，维修更换稍频繁。个人认为因钠灯黄光穿透雾气能力较强，光强集中，光线及远，配光远比无极灯等优越，在隧道中使用占有不少优势，要想完全取代还有较长一段距离。四、灯具的配置、排列综合考虑路面亮度、均匀度、眩光等，应将灯具尽量安装在较高位置，且易于维护和检修。灯具按一定间隔在隧道两侧排列。为避免晃眼效果，以灯具安装间隔为S（单位：m），以行驶速度为V（单位：km/h），应使S?V/54或S?V/18.五、照明计算路面亮度的计算，与道路照明一样，如果使用计算机，还可以计算隧道内壁、路面之间因相互反射增加的照度。但路面反射特性中有镜面性对其亮度会有影响，要谨慎处理。六、隧道照明施工问题隧道照明工程的