隧道燈工程方案詳解

1、一、隧道視覺現(xiàn)象的特點(diǎn)：在白天，駕駛員進(jìn)入隧道直至離開隧道，會遇到很多視覺問題：進(jìn)入隧道前的視覺問題：長隧道，駕駛員看到的是黑乎乎的一個(gè)洞，這就是“黑洞”現(xiàn)象;短隧道，在駕駛員面前就出現(xiàn)一個(gè)“黑框”。高外部亮度、低入口亮度、空氣雜散光線、擋風(fēng)玻璃亮度。進(jìn)入隧道即刻會發(fā)生的視覺現(xiàn)象。由明亮的外部進(jìn)入一個(gè)較暗的隧道，由于駕駛員的視覺需要一定的適應(yīng)時(shí)間（視覺的暗適應(yīng)），因此他無法迅速地看情隧道內(nèi)部的情況。隧道內(nèi)部的視覺問題。在隧道內(nèi)部，由于汽車排出的廢氣集聚在隧道里而形成煙霧。汽車前照燈的光被這些煙雪吸收和散射，造成光幕，降低了前方障礙物與其背景（路面、墻面）之間的亮度對比度，從而降低了障礙物的能見

2、度。隧道出口處的視覺問題。處于一個(gè)很暗的環(huán)境，夾然前方出現(xiàn)一個(gè)很亮的出處，會產(chǎn)生強(qiáng)烈的眩光，使駕駛員看不情路沉，極易發(fā)生車禍。為使駕駛員在明亮出口的視覺背景下可清晰看見前面大車陰影中的小車，以及離開出口時(shí)有良好的后向視覺，出口需要加強(qiáng)照明。為了解決以上的各種問題，隧道照明分為入口照明、內(nèi)部照明和出口照明。一般隧道內(nèi)部的照明水平比較低，不可能與外部相比擬，考慮到人眼的適應(yīng)問題，因此入口照明是逐漸降低的，設(shè)置不同照度水平的過渡照明。（a）黑洞現(xiàn)象（b）亮洞現(xiàn)象LED與高壓鈉燈等效亮度研究主要結(jié)論根據(jù)子課題1照明設(shè)計(jì)參數(shù)研究之隧道等效亮度研究中間成果，將擬合得到的LED照明條件下反應(yīng)時(shí)間與背景亮度之

3、間的關(guān)系式求出反應(yīng)時(shí)間相等時(shí)LED對HPS的亮度對比系數(shù)R（L）。見表2表1LED對HPS的亮度對比系數(shù)R（L）值背景亶匱（汕k八i血2加3.64.LEM0.3107+63881-6觀e0.4031-0.3491-'對實(shí)驗(yàn)采用的各種視標(biāo)對比度平均效果而言，LED僅需產(chǎn)生2.0>0.4777=0.9554(cd/m2)亮度值即可獲得HPS產(chǎn)生2.0cd/m2亮度時(shí)的反應(yīng)時(shí)間，即LED產(chǎn)生0.9554(cd/m2)亮度的照明效果與HPS燈產(chǎn)生2.0cd/m2亮度的照明效果是等效的。根據(jù)算出的亮度對比系數(shù)R(L)和燈具光效燈基本參數(shù)，結(jié)合ERS=ns/nnps/R(L)Snsrs=nh

4、psxER可算出LED對HPS的相對光效，即折算光效。見表表2LED對HPS的相對光效和折算發(fā)光效率背景凳度<cdA:)*1皿1.5P222.看3.6P4.亦LEEER*31.T如1.421.1311.1741.仙1.5詳折算光散(5如權(quán)209.167.5*135.1L4O.9#161.奘186.2+注：LED燈為固體發(fā)光光源，不同于高壓鈉燈等氣體發(fā)光光源。因此不同廠家生產(chǎn)的LED光源在色溫、發(fā)光顏色均有很大差別，這樣會直接導(dǎo)致視覺反應(yīng)時(shí)間不同。以上表格只能反映課題組對實(shí)驗(yàn)測試某LED光源的數(shù)據(jù)。三、隧道路段設(shè)計(jì)：接近段接近段指隧道口外的一段道路，此處的駕駛員必須能看情隧道內(nèi)物體。這也是

5、駕駛員視覺調(diào)節(jié)的階段，決定了隧道口和隧道入口段的亮度要求。在白天，由于入口外環(huán)境的高亮度和隧道內(nèi)低亮度的強(qiáng)烈對比，也由于駕駛員的眼睛對明亮環(huán)境的視覺暫留影響，一個(gè)照明不夠的隧道口會使人產(chǎn)生“黑洞效應(yīng)”，看不見洞內(nèi)任何細(xì)節(jié)。入口段入口段是隧道內(nèi)四個(gè)區(qū)段的第一段，在接近段行駛的駕駛員進(jìn)入隧道前必須能看見入口處的路面情況消除“黑洞”現(xiàn)象。入口段的長度取決于隧道設(shè)計(jì)的最高時(shí)速，至少與最高速度時(shí)的安全剎車距(SSD)相等。這是因?yàn)樵诖硕巫钸h(yuǎn)端的路面應(yīng)當(dāng)為在安全剎車距離外準(zhǔn)備進(jìn)入隧道的駕駛員能看清障礙物作為背景。過渡段經(jīng)過照明水平相對高的閥值段，隧道內(nèi)的照明可以逐步降低到很低的水平，這段漸降的區(qū)域就是過渡

6、段。過渡段的長度取決于設(shè)計(jì)最高時(shí)速和入口段尾部與內(nèi)部段的照明水平的差別。過渡段可能根據(jù)不同照明水平分成1-3段。內(nèi)部段內(nèi)部段即如其名，是隧道內(nèi)遠(yuǎn)離外部自然光照影響的區(qū)域，駕駛員的視覺只受隧道內(nèi)照明的影響。內(nèi)部段的特點(diǎn)是全段具有均勻的照明水平。因?yàn)橥耆恍枳兓?，該段只需提供合適的亮度水平，具體數(shù)值由交通流量和車輛時(shí)速決定。出口段出口段是單向隧道的最后區(qū)段，接近出口的駕駛員視覺受隧道外亮度的影響，為防止出隧道時(shí)，由于高亮度刺激而降低視覺，亦即眩光的影響，這可能造成駕駛員不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)前面行駛在大卡車陰影里的小車，出口段須加強(qiáng)照明。四. 路段長度及亮度計(jì)算入口段照明1. 入口段照明可按以下公式計(jì)算Lt

7、h=kxL20Lth為入口段亮度（cd/m2k為入口段亮度折減系數(shù)，見下表L20為洞外亮度入口段亮度折減系數(shù)2. 洞外亮度a.洞外亮度在設(shè)計(jì)階段，如無實(shí)測資料，可按下表選取五、隧道案例：1、解決問題:（1）確定L20,LthLtr,Lex（2）選擇燈具/光源和布燈方式（3）利用軟件計(jì)算2、隧道情況:全長1.5公里路寬為10米洞高為5.5米雙向雙車道主車道單向流量3300輛/h設(shè)計(jì)車速60km/h入口坡度4%3、設(shè)計(jì)要求:嚴(yán)格按照有公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范要求SpecificationsforDesignofVentilationandLightingofHighwayTunnelJTJ026.

8、1-1999有公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范解讀：1.入口段亮度：入口段長度計(jì)算:Dth=1.154DS+（h-1.5）/tan100Dth-入口段長度Ds-照明停車視距（剎車距離）h-洞內(nèi)凈高（1）.入口段燈具布置A. 入口段的照明由基本照明和加強(qiáng)照明兩部分組成，前者按中間段照明考慮，后者可用功率較大的燈具加強(qiáng)照明。B. 入口段的加強(qiáng)照明燈具，可從洞口以內(nèi)10M車開始布置。（2）.連續(xù)隧道的入口段照明當(dāng)兩隧道間行駛時(shí)間按計(jì)算車速考慮小于30s，且通過的前一隧道內(nèi)行駛時(shí)間大于30s時(shí)，后續(xù)隧道入口段亮度折減了按下表選?。篊. 洞口土建完成后，應(yīng)實(shí)測洞外亮度，實(shí)測與設(shè)計(jì)值相差>25%，應(yīng)調(diào)整照明

9、系統(tǒng)。D. 洞外亮度實(shí)測時(shí)實(shí)測位置應(yīng)為接近段起點(diǎn)，接近段長度應(yīng)取洞外一個(gè)照明停車視距（剎車距離）。E照明停車視距按下表選取入口段長度計(jì)算：Ds取62米Dth=1.154Ds+(h-1.5/tan100=1.154x62+(5.5-1.5)/tan100=50米入口段亮度計(jì)算：k=0.022接入段亮度取3000cd/m2L20=3000cd/m2Lth=kXL20=66cd/m2LED燈給人的視覺由LED與高壓鈉燈等效亮度研究主要結(jié)論可以知道，同樣的亮度,亮度是高壓鈉燈的兩倍，所以才用LED光源作為照明，Lth>33cd/m2軟件模擬的隧道效果圖隧道內(nèi)入口段地面的等亮度圖平均輝度cd/m2

10、33最小輝度cd/m219最大輝度cd/m238模擬隧道入口段地面亮度值表燈具數(shù)量燈具瓦數(shù)燈具間隔燈具排數(shù)燈具高度燈具總量35個(gè)/排80W1.43米2排5米70燈具用量表2過渡段照明（1）過渡段亮度過渡段由TR1，TR2，TR3三個(gè)照明段組成與之對應(yīng)的亮度按下表取值（2）過渡段長度過渡段長度按下表取值查表可知過度段I的長度為44米，亮度為10cd/m2查表可知過度段II的長度為67米，亮度為7cd/m2過度段I的效果圖隧道內(nèi)過度段I地面的等亮度圖平均輝度cd/m2最小輝度cd/m2最大輝度cd/m2127.0314模擬隧道過度段1地面亮度值表燈具數(shù)量燈具瓦數(shù)燈具間隔燈具排數(shù)燈具高度燈具總量11

11、個(gè)/排80W4米2排5米22燈具用量表過度段II的效果圖隧道內(nèi)過度段II地面的等亮度圖燈具數(shù)量燈具瓦數(shù)燈具間隔燈具排數(shù)燈具高度燈具總量10個(gè)/排80W6.7米2排5米20燈具用量表中間段亮度(1)中間段亮度A. 中間段亮度按下表取值車速一路面亮度一煙霧濃度之關(guān)系B. 人車棍合通過的隧道，中間段亮度值度不低于2.5cd/m2。C. 隧道兩側(cè)墻面2M高范圍內(nèi)，宜鋪設(shè)反射率不小于0.7的墻面材料。路面左右兩側(cè)墻面2m高范圍內(nèi)的平均亮度，應(yīng)不低于路面平均亮度;平均亮度與平均照明的換算關(guān)系一般可按瀝青路面(15-22lx/cd。水泥路面(10-13)lx/cd。(1)燈具布置符合以下要求:A.燈具布置應(yīng)

12、滿足閃爍頻率低于2.5HZ或高于15HZ。B中間段燈具的平面布置形式可采取中線布置，兩側(cè)交錯(cuò)布置或兩側(cè)對稱布置。C.路面亮度總均勻度不低于下表：D. 路面中線亮度縱向均勻度不低于下表E. 應(yīng)急停車帶和連接通道照明應(yīng)急停車帶宜采用熒光燈照明，其照明亮度應(yīng)大于7cd/m2連接通道亮度應(yīng)大于2cd/m2丄”>本案:經(jīng)查表路面亮度總均勻度u1>0.4。亮度縱向均勻度u1>0.7。本案:流量3300輛/h車速:60km/h中間段亮度2.5cd/m2燈具對稱布置中間段的效果圖平均輝度cd/m2最小輝度cd/m2最大輝度cd/m23.972.47模擬隧道中間段地面亮度值表5.21燈具數(shù)量燈具瓦數(shù)燈具間隔燈具排數(shù)燈具高度燈具總量100個(gè)用卡80W12.8米2排5米200燈具用量表出口段照明60米，亮度宜取中間段亮1在單向交通隧道中，應(yīng)設(shè)置出口段照明，出口段長度宜取度的5倍。即L>12即可2在雙向交通隧道中，可不設(shè)出