隧道燈工程方案詳解

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隧道視覺(jué)現(xiàn)象的特點(diǎn):在白天，駕駛員進(jìn)入隧道直至離開(kāi)隧道，會(huì)遇到很多視覺(jué)問(wèn)題:進(jìn)入隧道前的視覺(jué)問(wèn)題:長(zhǎng)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(huì)發(fā)生的視覺(jué)現(xiàn)象。由光明的外部進(jìn)入一個(gè)較暗的隧道，由于駕駛員的視覺(jué)須要確定的適應(yīng)時(shí)間(視覺(jué)的暗適應(yīng))，因此他無(wú)法快速地看情隧道內(nèi)部的狀況。隧道內(nèi)部的視覺(jué)問(wèn)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取和散射，造成光幕，降低了前方障礙物和其背景(路面、墻面)之間的亮度對(duì)比度，從而降低了障礙物的能見(jiàn)度。隧道出口處的視覺(jué)問(wèn)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(huì)產(chǎn)生猛烈的眩光，使駕駛員看不情路沉，極易發(fā)生車禍。為使駕駛員在光明出口的視覺(jué)背景下可清晰望見(jiàn)前面大車陰影中的小車，以及離開(kāi)出口時(shí)有良好的后向視覺(jué)，出口須要加強(qiáng)照明。為了解決以上的各種問(wèn)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，不行能和外部相比擬，考慮到人眼的適應(yīng)問(wèn)題，因此入口照明是慢慢降低的，設(shè)置不同照度水平的過(guò)渡照明。（a）黑洞現(xiàn)象（b）亮洞現(xiàn)象二、LED和高壓鈉燈等效亮度探討主要結(jié)論

依據(jù)《子課題1：照明設(shè)計(jì)參數(shù)探討》之《隧道等效亮度探討》中間成果，將擬合得到的LED照明條件下反應(yīng)時(shí)間和背景亮度之間的關(guān)系式求出反應(yīng)時(shí)間相等時(shí)LED對(duì)HPS的亮度對(duì)比系數(shù)R（L）。見(jiàn)表2

表1

LED對(duì)HPS的亮度對(duì)比系數(shù)R（L）值對(duì)試驗(yàn)接受的各種視標(biāo)對(duì)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）亮度的照明效果和HPS燈產(chǎn)生2.0cd/m2亮度的照明效果是等效的。

依據(jù)算出的亮度對(duì)比系數(shù)R（L）和燈具光效燈基本參數(shù)，結(jié)合ERS＝ηs/ηnps/R(L)S，ηsrs＝ηhps×ERs，可算出LED對(duì)HPS的相對(duì)光效，即折算光效。見(jiàn)表

表2

LED對(duì)HPS的相對(duì)光效和折算發(fā)光效率注：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(huì)干脆導(dǎo)致視覺(jué)反應(yīng)時(shí)間不同。以上表格只能反映課題組對(duì)試驗(yàn)測(cè)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，此處的駕駛員必需能看情隧道內(nèi)物體。這也是駕駛員視覺(jué)調(diào)整的階段，確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)低亮度的猛烈對(duì)比，也由于駕駛員的眼睛對(duì)光明環(huán)境的視覺(jué)暫留影響，一個(gè)照明不夠的隧道口會(huì)使人產(chǎn)生“黑洞效應(yīng)”，看不見(jiàn)洞內(nèi)任何微小環(huán)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)入隧道前必需能望見(jiàn)入口處的路面狀況.消退“黑洞”現(xiàn)象。入口段的長(zhǎng)度取決于隧道設(shè)計(jì)的最高時(shí)速，至少和最高速度時(shí)的平安剎車距(SSD)相等。這是因?yàn)樵诖硕巫钸h(yuǎn)端的路面應(yīng)當(dāng)為在平安剎車距離外準(zhǔn)備進(jìn)入隧道的駕駛員能看清障礙物作為背景。過(guò)渡段經(jīng)過(guò)照明水平相對(duì)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(guò)渡段。過(guò)渡段的長(zhǎng)度取決于設(shè)計(jì)最高時(shí)速和入口段尾部和內(nèi)部段的照明水平的差別。過(guò)渡段可能依據(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(jué)只受隧道內(nèi)照明的影響。內(nèi)部段的特點(diǎn)是全段具有勻整的照明水平。因?yàn)橥耆恍枳兏?，該段只需供?yīng)合適的亮度水平，具體數(shù)值由交通流量和車輛時(shí)速確定。出口段出口段是單向隧道的最終區(qū)段，接近出口的駕駛員視覺(jué)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(jué)，亦即眩光的影響，這可能造成駕駛員不能剛好發(fā)覺(jué)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(zhǎng)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:Lth=kxL20Lth為入口段亮度(cd/m2}k為入口段亮度折減系數(shù)，見(jiàn)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(wú)實(shí)測(cè)資料，可按下表選取:五、隧道案例：1、解決問(wèn)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、隧道狀況:全長(zhǎng)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)格依據(jù)《有公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》要求SpecificationsforDesignofVentilationandLightingofHighwayTunnelJTJ026.1-1999《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(zhǎng)度計(jì)算:Dth=1.154DS+(h-1.5)/tan100Dth-入口段長(zhǎng)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車起先布置。（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(guò)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取:C.洞口土建完成后，應(yīng)實(shí)測(cè)洞外亮度，實(shí)測(cè)和設(shè)計(jì)值相差>25%，應(yīng)調(diào)整照明系統(tǒng)。D.洞外亮度實(shí)測(cè)時(shí)實(shí)測(cè)位置應(yīng)為接近段起點(diǎn)，接近段長(zhǎng)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(zhǎng)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/m2由LED和高壓鈉燈等效亮度探討主要結(jié)論可以知道，同樣的亮度，LED燈給人的視覺(jué)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]最小輝度[cd/m2]最大輝度[cd/m2]331938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(guò)渡段照明（1）過(guò)渡段亮度過(guò)渡段由TR1，TR2，TR3三個(gè)照明段組成和之對(duì)應(yīng)的亮度按下表取值（2）過(guò)渡段長(zhǎng)度過(guò)渡段長(zhǎng)度按下表取值查表可知過(guò)度段I的長(zhǎng)度為44米，亮度為10cd/m2查表可知過(guò)度段II的長(zhǎng)度為67米，亮度為7cd/m2過(guò)度段I的效果圖隧道內(nèi)過(guò)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/m2]127.0314模擬隧道過(guò)度段I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個(gè)/排80W4米2排5米22燈具用量表過(guò)度段II的效果圖隧道內(nèi)過(guò)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(guò)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;平均亮度和平均照明的換算關(guān)系一般可按瀝青路面(15-22}lx/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)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實(shí)行中線布置，兩側(cè)交織布置或兩側(cè)對(duì)稱布置。C.路面亮度總勻整度不低于下表:D.路面中線亮度縱向勻整度不低于下表:E.應(yīng)急停車帶和連接通道照明應(yīng)急停車帶宜接受熒光燈照明，其照光明度應(yīng)大于7cd/m2連接通道亮度應(yīng)大于2cd/m2本案:經(jīng)查表路面亮度總勻整度u1>0.4。亮度縱向勻整度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(duì)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/m2]3.972.475.21模擬隧道中間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100個(gè)/排80W12.8米2排5米200燈具用量表出口段照明1.在單向交通隧道中，應(yīng)設(shè)置出口段照明，出口段長(zhǎng)度宜取60米，亮度宜取中間段亮度的5倍。即L>12即可2.在雙向交通隧道中，可不設(shè)出口段照明。出口段的效果圖隧道內(nèi)