公路隧道照明研究

? 论述了影响公路隧道照明的主要影响因素，提出了照明功率与交通量、隧道长度、坡度等因素之

间关系的模型，分析了过渡段3的设置条件，探讨了设计参数对照明功率的定量影响。 关键字：公路隧道

[1篇]

[8篇] LED

[2080篇] 隧道照明灯

[1篇] 照明设计

[238篇] 节能率

1.引言

影响公路隧道照明设计的因素很多，往往因照明设计参数的选取不同，给工程投资与运营产生很大的影响。鉴此，有必要对设计参数对照明功率的影响进行定量分析，探讨其间的相互关系，达到节能与节约工程投资的目的。本文将就这一问题进行论述，以期对照明设计、照明设计标准的修订起到借鉴作用。 2.设计参数

公路隧道照明设计参数，包括隧道特性参数、环境参数、交通参数、隧道照明灯参数以及养护管理参数5个方面。

(1)隧道特性参数：包括隧道坡度(S，%)、净宽(W，米)、隧道长度(L，米)和路面反射性能(F，以亮度与照度的换算系数表示); (2)环境参数：以洞外亮度(L20)来反映;

(3)交通参数：包括设计期末高峰小时交通量(Q,辆/小时)、设计速度(V，公里/小时)、以及交通组织(单向交通或双向交通);

(4)隧道照明灯参数：由于设计时不能规定产品规格，而不同厂家的隧道照明灯的配光曲线不同，故只能按照利用系数法进行设计，因此，设计中与隧道照明灯相关的参数有光源的光效(E,lm/w)、每盏灯的功率(P，瓦)和灯具利用系数(N);

(5)养护管理参数：以M来表示。 3.入口段长度与坡度的关系

隧道照明段落划分为入口段、过渡段、基本段和出口段4个部分,在此主要讨论入口段与过渡段。

以DS代表照明停车视距(米)，h代表洞口内净空高度(米)，则根据《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ 026.1-1999)[1] (以下简称《规范》)，隧道入口段长度Dth(米)可按下式计算[1]：

亮度折减系数与交通组织、设计速度及交通量相关。《规范》中给出了不同速度时亮度折减系数随交通量变化的最大与最小值，当交通量处于最大与最小交通量之间时，采用内插计算亮度折减系数，据之可按以下公式计算亮度折减系数(当交通量大于公式中的最大值时按最大值计算，当交通量小于公式中的最小值时按最小值计算)。

对于过渡段照明，仍可按式(4)计算需要的照明功率，此时，过渡1、过渡2、过渡3的折减系数K1分别为0.3K、0.1K与0.035K。 5.照明功率与隧道特性、交通量和洞外亮度的关系分析

在此主要探讨高速公路隧道交通量、隧道长度与照明功率的关系。由于采用V=100远较V=80所用的照明设施多、运营费用高，隧道内又是事故多发区，故《规范》要求采用V=100时要进行专题论证，而V=60又是高速公路最低车速要求，不利于高速公路效益的发挥，所以，本文仅对V=80时的情形进行讨论。 5.1过渡段设置与交通量和洞外亮度的关系

以设2400≥Q≥700时，基本段的亮度需求为Q=2400和Q=700需要的亮度的线性内插(参照CIE 16x：2004[2]))，从而，隧道基本段亮度B与交通量的关系如下:

(若L≥3000,X=0.8, 否则，X=1) (11)

设过渡段3的要求亮度B3与基本段的照明B之比为R，即R= B3/B，设R≤R1时可以不设过渡段3，即不设过渡段3的条件为，

6 讨论

《规范》规定，h=6～8，隧道照明灯一般安装高度为6米左右，而h取值越大，入口段长度越小，从偏保守来考虑，下面就h=6，V=80时，入口段、过渡段、基本段照明功率关系、参数变化对照明功率的影响等进行讨论。

(1)计算表明，隧道入口段长度随坡度的变化在(78.3～103.7)米范围内，不设过渡段3时，入口段、过渡段与出口段的长度之和在(299.3～324.7)米范围内，设过渡段3时，入口段、过渡段与出口段的长度之和在(432.3～457.7)米范围内，因此，本文的计算公式一般不适合500米以下的隧道，从此也可以看出，对500米以下隧道的照明，《规范》应该进行补充。

(2)由式(14)、式(19-1)和式(19-2)可以算出，不设过渡段3与设过渡段3时时，过渡段照明的总功率分别是入口段照明总功率的(30～40)%和(35～46)%;由式(14)、式(18-1)或式(18-2)可以算出，基本段与入口段功率之比为B﹒Lj/ [(2.7405~3.6295)L20];

(3)按沥青路面与水泥路面反射值的中间值考虑，隧道路面采用水泥路面比沥青路面照明功率少60.8%，因此，采用水泥路面更节能。

(4)由式(14)～式(20)可见，入口段与过渡段的照明功率，随洞外亮度的增加而线性增加，随交通量的增加而线性增加;基本段照明功率随隧道长度的增加而线性增加，随交通量的增加而线性增加;出口段照明功率，随交通量的增加而线性增加。

(5)对于3000米以上的隧道，根据《规范》，基本段亮度要求为(1.6～3.6)cd/m2,其与CIE 16x：2004的规定(大约为1.75～3.25)基本相当，因此，对于特长隧道，现行规范仍然适应。

(6)由于LED隧道照明灯是定向光，其灯具利用系数N为0.8～0.9，而其它光源灯具利用系数N为0.4～0.5，由式(4)、式(5)、式(6)知，无论对于哪个照明段落，当LED灯光源的光效(lm/w)与其它光源光效相同时，采用LED照明可节约47.06%的照明功率。

(7)由于基本段和出口段照明需求仅随交通量的增加而增加，而入口段与过渡段照明需求不但随交通量的增加而增加，而且随洞外亮度的增加而增加，故入口段与过渡段在运营中照明功率需求变化范围远大于基本段和出口段的照明需求，换句话说，入口段与过渡段的节能率远大于基本段和出口段的节能率。对于LED照明，采用调流控制必然增加工程投资，因此，应从全寿命期运营的经济性出发，根据工程特点，论证基本段、出口段调光控制的必要性。 参考文献

[1]《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ 026.1-1999),人民交通出版社; 《Technical Standard for Ventilation and Lightingof Highway Tunnel》(JTJ 026.1-1999),The Press of People's transport;

[2]Guide for the lighting of road tunnels and underpasses，CIE 16x：2004;

[3]Code of practice for the design of road lighting ，BS 5489-2:2003; [4]《公路隧道交通工程设计规范》(JTG D71-2004)，2004年12月;《Design Specification for Traffic Engineering of Highway Tunnel》(JTG D71-2004) 2004.12;

[5]《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)，人民交通出版社;《Code for Design of Road Tunnel》(JTG D70-2004)，The Press of People's transport; [6]Alan Beard，David Cope, Assessment of the Safety of Tunnels, Brussels：European parliament，on 16th May 2007;

[7]ROAD TUNNELS：A GUIDE TO OPTIMISING THE AIR QUALITY IMPACT UPON THE ENVIRONMENT， World Road Association：PIARC Technical Committee C3.3 Road Tunnel Operations，2008.4;

[8] 公路隧道节能技术研究，重庆交通科研设计院，2008年4月; Study on the Energy technology in Highway tunnel, Chongqing Communications Research and Design Institute，2008.4。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/m9zt.html