第六讲高速公路隧道照明

高速公路隧道主讲人：杨文波土木工程学院联系方式：[e-mail];13258289231Page2第六讲高速公路隧道营运照明Page3高速公路隧道营运照明高速公路隧道营运照明的目的高速公路隧道营运照明设计Page4一、高速公路隧道运营照明的目的Page5公路隧道通风照明设计规范规定，长度大于100m的隧道应设置照明隧道的照明系统，是为了把必要的视觉信息传递给驾驶员，防止应视觉信息不足而出现交通事故，从而提高驾驶上的安全性和增加舒适感。公路隧道管装的结构决定了洞内外亮度相差悬殊。白天也需要进行照明，而且照明比夜间更加复杂。Page6特殊视觉问题：进入隧道前的视觉问题进入隧道立即出现的视觉问题隧道内部的视觉问题隧道出口处的视觉问题Page7Page8司乘人员从洞外驶入洞中会有什么样的感觉？黑洞效应•就像驶入黑洞一样；•无法看清洞内的情况；•要适应洞内的环境还需要一段时间；•心理上的恐慌，害怕……Page9Page10Page11司乘人员从洞内驶出洞外时又会有什么样的感觉？白洞效应•强烈的眩光；•无法看清洞外路面的情况；•要适应洞外的环境也需要一段时间；•心理上的恐慌，害怕……Page12司乘人员在没有照明的隧道内形式又会有什么样的感觉？•强烈的压抑；•难以看清路面及周围情况；•烟雾降低了障碍物的能见度；•心理上的恐慌，害怕……Page13照明的目的在于：消除或减轻驶入隧道时的黑洞效应消除或减轻驶出隧道时的白洞效应为隧道内行驶的车辆提供安全的形车环境Page14二、高速公路隧道运营照明设计Page151.公路隧道照明系统的组成按不同设计亮度分为：接近段照明入口段照明过渡段照明中间段照明出口段照明Page16接近段为驾驶员驶入隧道时能看清隧道洞口条件，适应隧道洞口亮度而在隧道入口处前一个停车视距范围而设置的路段。白天靠设置遮光棚，遮阳棚等减光措施，以降低隧道内外的亮度差。夜间在隧道入口接近段可设置引导路灯以提前使驾驶员了解并适应隧道洞口条件。入口段入口段车辆进入洞口后的第一段。白天驾驶员在入口段是一个‘’明暗‘’适应，需加强照明。夜间驾驶员在入口段是一个‘’暗明‘’适应，需适当降低隧道入口段亮度，从而保证驾驶员的安全舒适性和照明经济性。Page17过渡段白天驾驶员从入口段驶入中间段时，为了降低驾驶员的视觉差异，需要设置照明过渡段，从而满足驾驶员视觉认知的安全舒适性和照明经济性要求；夜间，入口段与中间段之间的亮度差异不大时，只需将过渡段亮度与入口段夜间亮度保持在一个水平上。中间段为满足驾驶员驾驶的安全舒适性，需将隧道内亮度保持在一个合理而均匀不变的水平。出口段出口段是驾驶员从隧道内驶出隧道的适应过渡段，在此路段内需要注重在白天不同时段的‘’暗明适应‘’和夜间的‘’明暗‘’适应。Page18亮度曲线：包括自然光在路面反射引起的亮度和人工照明在路面反射引起的亮度。Page19基本照明加强照明应急照明按电路分布分为：Page20疏散及诱导照明当隧道内发生火灾时，产生的大量烟雾将笼罩在隧道顶部，并且随着气流方向向前推进。大量烟雾将会使隧道内亮度急剧下降，因此对人员、车辆的疏散极为不利，可能使疏散的人员及车辆发生二次灾害。基于上述原因，隧道内应设置疏散及诱导照明。一般采用LED光源，间距一般为10m，其中每40m设一盏疏散指示灯，以便火灾状态下指示人员安全快速地离开现场。疏散灯为长明灯，不受控制；诱导灯正常情况下常亮，当发生事故时，通过隧道监控中心下发指令，将诱导灯调为闪烁状态以提醒司机谨慎驾驶。Page212.公路隧道照明灯具的基本类型钠灯特点：灯光黄色；透雾能力强。显像指数低(20)，光源利用率低（约40%，360度发光，需加反射装置)，启动时间长（大于5分钟）。Page22荧光灯特点：光源效率高；光色丰富；适用范围广；可得到发光面积大，阴影少而宽的照明效果，故更适用于要求照度均匀一致的照明场所；荧光灯使用寿命不长，透雾性较差。Page23LED灯能耗低，使用寿命长；显像指数高（80），光源利用率高（约80%，不需反射装置)，启动几乎没有延时；造价昂贵。Page24其他照明灯具，如电磁感应灯、特殊灯具等。Page253.公路隧道照明灯具的布置方式隧道顶部隧道两侧为避免灯具不连续产生的直射光从侧面进入驾驶室造成‘’闪光‘’的不快感，应尽量将灯具装在墙面与天花板顶轴线之间的位置，据路面4m以上为宜。Page26照明灯具布置考虑因素包括：灯具配光，路面平均照度，亮度均匀度及频闪和炫光要求，本着安全，经济，方便的原则进行综合决策。灯具按安装通常采用贴顶式或嵌入式，其布置通常有三种形式：对称布置，交错布置和中间布置。考虑亮度：对称布置，s=2.5H；交错布置，s=1.5H；中间布置，s=1.5H，H为安装照明的高度。考虑闪光：v/18=s=v/36，v为设计车速km/h。3.公路隧道照明灯具的布置方式Page27隧道侧壁贴瓷砖（或涂料等）、交通诱导标志等可以提高照明效果。Page28采用遮阳棚、遮光棚、削竹式洞门形式、植被减光等措施可以减轻黑洞或白洞效应。遮光棚遮阳棚Page29Page304.公路隧道照明的计算P洞孔或棚口S接近段起点A适应点d适应距离洞外亮度适应点亮度入口段亮度过渡段亮度中间段亮度过渡段1、2、3分段长度各种照明段亮度与长度Page31洞外亮度（）4.公路隧道照明的计算)(20SL洞外亮度使驾驶员驾车驶入隧道洞口前所看到周围环境平均亮度，其取值的大小对确定隧道适应段，过渡段以及出口段亮度有很大影响，因此要求尽量符合实际情况，而不宜偏高。Page324.公路隧道照明的计算（1）入口段照明)(20SLkLthk入口段亮度折减系数（查规范）Page334.公路隧道照明的计算入口段长度计算10tan5.1154.1hDDsthh洞口内净空高度（m）照明停车视距（m，查规范可得）与车速与纵坡有关入口段长度（m）Page344.公路隧道照明的计算（2）过渡段照明过渡段由三个照明段组成，取值如下过渡段长度，取值如下Page354.公路隧道照明的计算（3）中间段照明中间段亮度取值如下Page364.公路隧道照明的计算（4）出口段照明在双向交通隧道中，两端均为入口，同时与均为出口，两端照明情况相同，均按进口段设计就不存在出口段。在单向交通隧道中，应设置出口段照明；出口段长度宜取60m，亮度宜取中间段亮度的5倍。隧道出口朝东或朝西的情况下，在日出或日落时可能直接贯入隧道洞口，形成强烈直接眩光。出口应作适当处理。一是洞内出口或洞外设置曲线，并作遮挡；二是出口引道上设置曲线，并在曲线外侧设置挡墙，种植高大常青乔木等，遮挡直射阳光。Page37白天调光夜间调光（5）调光应根据洞外亮度和交通量变化分级调整入口段、过渡段、出口段的照明亮度。Page38隧道照明亮度主要取决于行车速度，洞外的亮度和交通量。在照明设计的时候一般按最不利的情况进行了考虑。照明的控制就是依据不同的情况，开启和关闭响应数量的灯具，使其即能满足安全行车的需要，又能利于节能。5.公路隧道照明的控制方式光控制定时控制自动控制手动控制Page39也叫时序控制，即将洞外亮度值按日，周，月年实测的统计规律值输入计算机，计算机根据这个输入的参数调节控制洞内的照明灯具。决定参数为历史数据不能符合当时实际气象条件吻合存在能源浪费问题定时控制Page40光控制是一种实时控制，根据实际测得洞内外的亮度值实际调节洞内照明系统，以满足驾驶员的适应洞内外光差的要求。将隧道能照明灯具分组分回路进行供电，根据洞内外光度计的比较值，决定点亮灯具的数量。参数为实时数据能源利用率高广泛采用光控制Page41