隧道照明設(shè)計(jì)思路

1、隧道照明設(shè)計(jì)思路論述相關(guān)專題： LED動(dòng)態(tài) 時(shí)間：2009-10-22 09:27 來(lái)源： LED環(huán)球在線 隨著隧道項(xiàng)目日益增多，隧道建設(shè)在現(xiàn)代交通運(yùn)輸中起到越來(lái)越重要的作用。隧道是一段封閉的空間，自然光無(wú)法照射其中，為了保證行駛的連貫性及行車人的生命安全，即便是白天其內(nèi)部全程也需要人工照明，隧道照明是隧道建設(shè)中不可或缺的一部分。汽車尾氣、噪聲、振動(dòng)、污濁空氣，腐蝕氣體、水分等惡劣環(huán)境形成隧道照明的特殊性。為了能給來(lái)往車輛和行人提供一個(gè)安全舒適的照明環(huán)境，下面通過(guò)逐步分析來(lái)闡述隧道照明設(shè)計(jì)思路。一、機(jī)動(dòng)車通過(guò)隧道過(guò)程中存在的問(wèn)題1.接近隧道過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題黑洞現(xiàn)象白天，機(jī)動(dòng)車司機(jī)眼睛已適應(yīng)戶外

2、高達(dá)10萬(wàn)lx以上數(shù)千cd/m2的自然光照明，當(dāng)眼睛轉(zhuǎn)到亮度只有幾cd/m2的隧道環(huán)境，因人眼對(duì)亮度差的感知有限，出現(xiàn)適應(yīng)滯后現(xiàn)象，就會(huì)看到一個(gè)黑色的洞穴，而無(wú)法識(shí)別其中的狀態(tài)。像這樣在明亮環(huán)境中看到全黑洞穴的現(xiàn)象叫做黑洞現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)黑洞現(xiàn)象，隨著機(jī)動(dòng)車接近隧道，駕駛員的可視距離縮短，不能安全駕駛。黑洞現(xiàn)象是進(jìn)入隧道前所發(fā)生的視覺(jué)問(wèn)題，是隧道照明中最重要的問(wèn)題。為防止黑洞現(xiàn)象的發(fā)生，從隧道入口開(kāi)始的一段距離內(nèi)要保證有充足的亮度，這一部分全長(zhǎng)比機(jī)動(dòng)車的安全剎車距離略長(zhǎng)。進(jìn)入隧道，由于內(nèi)外存在很大亮度差，適應(yīng)存在延遲，駕駛者視覺(jué)不能很快適應(yīng)隧道亮度，難以看清隧道內(nèi)部狀況。為防止此情況發(fā)生，應(yīng)使隧

3、道入口亮度隨視覺(jué)適應(yīng)速度緩慢降低，亮度要平滑過(guò)渡，亮度降低要逐級(jí)進(jìn)行，但前一級(jí)亮度和后一級(jí)亮度比值不得超過(guò)3:1,且2m高以下墻面的亮度不能低于相應(yīng)平均路面亮度。2.通過(guò)隧道過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題白天在隧道中的亮度要比夜間道路照明亮度高，夜晚亮度要比白天低?？紤]交通流量大的長(zhǎng)隧道中汽車排放尾氣的話，由于廢氣無(wú)法迅速消散形成煙霧，將光吸收和散射，降低可見(jiàn)度，而使視覺(jué)識(shí)別困難，車頭燈光受汽車尾氣影響很大，無(wú)法滿足視認(rèn)性需要，前方100m路面亮度減半，通常以道路照明的2倍亮度彌補(bǔ)尾氣的影響。另因隧道內(nèi)燈具按一定間隔排列，前面機(jī)動(dòng)車以一定頻率強(qiáng)烈反射光，使人晃眼不舒服，應(yīng)根據(jù)機(jī)動(dòng)車時(shí)速，決定燈具安裝間隔，避

4、免產(chǎn)生晃眼反射光。3.接近隧道出口時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題通過(guò)出口看外部亮度極高，出口看上去是個(gè)亮洞，出現(xiàn)嚴(yán)重眩光，出口成了白色洞穴，這稱為白洞現(xiàn)象；以白洞為背景，機(jī)動(dòng)車等就成了黑色的剪影很容易識(shí)別，但跟在大型箱式貨車后面的小汽車與大貨車的剪影重合很難看清，在交通流量大的隧道出口附近，為了能識(shí)別重合在一起的大小車輛所做的照明稱為出口照明，出口照明的區(qū)間長(zhǎng)度為數(shù)十米。4.夜間駛出隧道前出現(xiàn)的問(wèn)題夜晚，從明亮隧道中駛出到?jīng)]有照明道路之前，隧道外也變成了一種黑洞，無(wú)法看清道路的線形和存在的障礙物，此時(shí)，應(yīng)在剛出隧道出口的道路上、在長(zhǎng)于安全剎車距離、大約相當(dāng)于機(jī)動(dòng)車行駛數(shù)秒的區(qū)間內(nèi)，對(duì)道路進(jìn)行照明，以達(dá)到適當(dāng)水平

5、的亮度。5.隧道行車中的視覺(jué)問(wèn)題較短隧道一般基本不會(huì)引起視覺(jué)疲勞，較長(zhǎng)隧道要考慮視覺(jué)疲勞，可以通過(guò)改變照明設(shè)計(jì)方法解決視覺(jué)疲勞。（1）改變隧道長(zhǎng)距離均勻度：一是燈具沿隧道軸線不連續(xù)安裝在隧道頂及兩側(cè)，形成明暗分區(qū)，但均勻度不能低于0.6;二是采用逆向非對(duì)稱配光燈具。（2）通過(guò)燈具營(yíng)造亮度及色彩的變化降低視覺(jué)疲勞。（3）在隧道內(nèi)部建立區(qū)域景觀，運(yùn)用合理照明手段，模擬創(chuàng)建自然環(huán)境減少視覺(jué)疲勞度。6.隧道行車中的心里感受問(wèn)題在隧道中，駕駛者視線主要集中在路面及兩側(cè)墻壁上。因此，墻壁特別是墻壁下方的照明十分重要，因機(jī)動(dòng)車離墻壁很近，如果路面與墻壁界限不明了，墻壁位置不確定，駕駛者會(huì)有一種要撞墻的不安感

6、，就會(huì)在車道中間駕駛，為減少這種不安感，應(yīng)將路面和墻壁亮度設(shè)計(jì)成很大差別。為此，通常將隧道分為閾值段、入口段、過(guò)渡段、基本段和出口段，各段通過(guò)不同照明來(lái)創(chuàng)造安全舒適的行駛條件。二、隧道照明方式公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范制定了明確的隧道照明標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了照明長(zhǎng)度、基本照明、路面最低亮度、白天照明要求及夜間照明亮度等。隧道照明一般分為：一般照明、應(yīng)急照明和特殊燈光照明。1.一般照明包括保證隧道內(nèi)正常行車所必需的基本照明。2.應(yīng)急照明一般利用交錯(cuò)排列基本照明燈具，由兩個(gè)專用回路各帶一側(cè)燈具的配電方式，在一側(cè)照度不足時(shí)輔以普通應(yīng)急燈的方案。在應(yīng)急電源選用上有集中設(shè)置應(yīng)急電源和分散應(yīng)急電源方案，集中應(yīng)急電源裝置

7、一般有應(yīng)急電源、不間斷電源和發(fā)電機(jī)幾種。在較長(zhǎng)隧道中應(yīng)該考慮突發(fā)性火災(zāi)時(shí)的疏散及誘導(dǎo)照明，這部分照明主要靠單獨(dú)線路的地面指示燈、墻上長(zhǎng)明燈、疏散指示燈組成。3.特殊燈光照明指消除出入口白洞和黑洞效應(yīng)的加強(qiáng)照明及人造景觀等的照明。三、隧道照明燈具光源選擇問(wèn)題隧道照明燈具要求能夠在空氣相對(duì)質(zhì)量比較差、溫度比較低、光源更換困難的環(huán)境下正常運(yùn)行。燈具使用需考慮道路橫斷面方向的配光控制，使路面和墻壁同時(shí)達(dá)到高效率照明。隧道照明光源種類有氣體放電類光源、LED光源、無(wú)極燈光源。在出入口處的照明，使用低壓鈉燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等HID光源。在基本照明中，無(wú)極燈的使用正在逐漸增加。目前隧道常用的是氣體放

8、電燈，因LED及無(wú)極燈在節(jié)能環(huán)保上效果顯著，有替換氣體放電光源的趨勢(shì)，但是實(shí)際照明效果有待檢驗(yàn)。以現(xiàn)有技術(shù)來(lái)看，大功率LED無(wú)法解決光衰、照度角半徑過(guò)小，色溫不均衡這幾個(gè)問(wèn)題，暫時(shí)對(duì)HID光源在隧道照明中的主體地位不會(huì)構(gòu)成太多影響，等LED在未來(lái)得到很大完善將可能取代HID光源。使用無(wú)極燈的優(yōu)勢(shì)：1.高頻電磁感應(yīng)耦合方式激勵(lì)發(fā)光光源，沒(méi)有燈絲和電極，超長(zhǎng)壽命（6萬(wàn)小時(shí)以上），燈具更換和維修次數(shù)減少，降低管理費(fèi)和維修費(fèi)等運(yùn)行成本。2.光效65lm/W,功率因數(shù)99%以上，減少了無(wú)功消耗，比高壓汞燈、金鹵燈節(jié)能70%以上，比高壓鈉燈節(jié)能50%以上（是否真節(jié)能有待事實(shí)論證，不同種類光源如此比較是否合

9、理）。2.顯色指數(shù)大于80,顯色性好，從2700K6500K色溫可選，光色柔和，提高了照明清晰度。3.2.65MHz高頻啟動(dòng)、無(wú)頻閃，保護(hù)視力。4.采用汞齊技術(shù)，無(wú)需預(yù)熱，即開(kāi)即亮，瞬時(shí)啟動(dòng)和再啟動(dòng)，開(kāi)關(guān)次數(shù)可達(dá)20萬(wàn)次以上。5.光通維持率高、光衰低。6.工作溫度范圍大，在-4055范圍內(nèi)，均可正常啟動(dòng)和工作。7.點(diǎn)燈位置任意，防震、燈泡點(diǎn)燃時(shí)表面溫度低，防爆性能好。使用鈉燈劣勢(shì)：1.顯色指數(shù)低，昏暗模糊，使被照物體顏色嚴(yán)重失真，易使司機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于高度緊張狀態(tài)。2.高頻閃引起司機(jī)疲勞、頭昏眼花等不適感覺(jué)，影響正常駕駛，增大交通事故幾率。3.燈絲老化和電極濺射限制其壽命。4.高壓鈉燈耗電稍高，維修更換稍頻繁。個(gè)人認(rèn)為因鈉燈黃光穿透霧氣能力較強(qiáng)，光強(qiáng)集中，光線及遠(yuǎn)，配光遠(yuǎn)比無(wú)極燈等優(yōu)越，在隧道中使用占有不少優(yōu)勢(shì)，要想完全取代還有較長(zhǎng)一段距離。四、燈具的配置、排列綜合考慮路面亮度、均勻度、眩光等，應(yīng)將燈具盡量安裝在較高位置，且易于維護(hù)和檢修。燈具按一定間隔在隧道兩側(cè)排列。為避免晃眼效果，以燈具安裝間隔為S（單位：m），以行駛速度為V（單位：km/h），應(yīng)使S?V/54或S?V/18.五、照明計(jì)算路面亮度的計(jì)算，與道路照明一樣，如果使用計(jì)算機(jī)，還可以計(jì)算隧道內(nèi)壁、路面之間因相互反射增加的照度。但路面反射特性中有鏡面性對(duì)其亮度會(huì)有影響，要謹(jǐn)慎處理。六、隧道照明施工問(wèn)題隧道照明工程的