汽車尾氣、噪聲、振動、污濁空氣,腐蝕氣體、水分等惡劣環境形成隧道照明的特殊性。為了能給來往車輛和行人提供一個安全舒適的照明環境,下面通過逐步分析來闡述隧道照明設計思路。

　　隧道照明不同于一般的道路照明,有其明顯的特殊性,其對安全的考慮在照明系統上表現尤為重要。

　　在設計隧道照明方案時,要考慮到人的明適應和暗適應因素,重視過渡空間和過渡照明的設計。為了滿足眼睛適應性要求,在隧道入口需作一段明暗過渡照明,以保證一定的視力要求。隧道出口處因適應時間很短,一般在1s 以內,故可不作其它處理。

　　一般隧道存在著以下幾種特殊的視覺問題：

　　(1)進入隧道前(白天)：由于隧道內外的亮度差別極大,因此從隧道外部去看,照明很不充分的隧道入口會看到“黑洞”現象。

　　(2)進入隧道后(白天)：汽車由明亮的外部進入即使不太暗的隧道以后,要經過一定時間才能看清隧道內部的情況,稱為“適應滯后”現象。

　　(3)隧道出口處：在白天,汽車穿過較長的隧道接近出口時,由于通過出口看到的外部亮度極高,出口看上去是個“亮洞”,會出現極強的眩光,駕駛員會感到不適應;夜間與白天正好相反,隧道出口看到的不是亮洞而是黑洞,這樣駕駛員就看不清外部道路的線型及路上的障礙物。

　　以上幾種特殊的視覺問題給隧道照明提出了較高的要求,有效解決這些視覺問題,可以通過幾個方面。

　　一.隧道照明的設置

　　隧道照明一般劃分為引入段、適應段、過渡段、基本段和出口段等五個區段照明,其中每個區段都有不同的作用：

　　(1)引入段：消除“黑洞”現象,使駕駛員在洞口處能辨認障礙物;以白天為例,假設隧道口部環境亮度為4000cd/M2,時速80KM/H,則滿足最低要求的引入段的長度和亮度分別為40 米和80cd/M2。

　　(2)適應段：進入隧道后,駕駛員能很快適應并消除“黑洞”現象;按上述條件,適應段的長度和亮度分別為40 米和80～46cd/M2。

　　(3)過渡段：駕駛員逐漸適應隧道內部照明;按上述條件,過渡段的長度和亮度分別為40 米和40～4.5cd/M2。

　　(4)基本段：隧道內部的基本照明。

　　(5)出口段：在白天,使駕駛員能逐漸適應出口處的強光,消除“亮洞”現象;在夜間,使駕駛員能在洞內看清外部道路的線型及路上的障礙物,消除出口處的“黑洞”現象,一般的做法是在洞外使用路燈作為延續照明。

　　在白天,隧道出口段的照明亮度同入口段的照明亮度,應比隧道內基本照明亮度值高;在夜間,則相反,應低于隧道內基本照明亮度值,當隧道外有路燈照明時,隧道內路面亮度值不得低于露天亮度值的2 倍。

　　二、機動車通過隧道過程中存在的問題

　　1.接近隧道過程中出現的問題

　　黑洞現象

　　白天,機動車司機眼睛已適應戶外高達10 萬lx 以上數千cd/m2 的自然光照明,當眼睛轉到亮度只有幾cd/m2 的隧道環境,因人眼對亮度差的感知有限,出現適應滯后現象,就會看到一個黑色的洞穴,而無法識別其中的狀態。像這樣在明亮環境中看到全黑洞穴的現象叫做黑洞現象。一旦出現黑洞現象,隨著機動車接近隧道,駕駛員的可視距離縮短,不能安全駕駛。黑洞現象是進入隧道前所發生的視覺問題,是隧道照明中最重要的問題。為防止黑洞現象的發生,從隧道入口開始的一段距離內要保證有充足的亮度,這一部分全長比機動車的安全剎車距離略長。

　　進入隧道,由于內外存在很大亮度差,適應存在延遲,駕駛者視覺不能很快適應道亮度,難以看清隧道內部狀況。為防止此情況發生,應使隧道入口亮度隨視覺適應度緩慢降低,亮度要平滑過渡,亮度降低要逐級進行,但前一級亮度和后一級亮度比值得超過3：1,且2m 高以下墻面的亮度不能低于相應平均路面亮度。

　　2.通過隧道過程中出現的問題

　　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。考慮交通流量大的長隧道中汽車排放尾氣的話,由于廢氣無法迅速消散形成煙霧,將光吸收和散射,降低可見度,而使視覺識別困難,車頭燈光受汽車尾氣影響很大,無法滿足視認性需要,前方100m 路面亮度減半,通常以道路照明的2 倍亮度彌補尾氣的影響。

　　下圖為增加噴流式風機來改善隧道內的空氣。

　　3.接近隧道出口時出現的問題

　　通過出口看外部亮度極高,出口看上去是個亮洞,出現嚴重眩光,出口成了白色洞穴,這稱為白洞現象;以白洞為背景,機動車等就成了黑色的剪影很容易識別,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,出口照明的區間長度為數十米。

　　4.夜間駛出隧道前出現的問題

　　夜晚,從明亮隧道中駛出到沒有照明道路之前,隧道外也變成了一種黑洞,無法看清道路的線形和存在的障礙物,此時,應在剛出隧道出口的道路上、在長于安全剎車距離、大約相當于機動車行駛數秒的區間內,對道路進行照明,以達到適當水平的亮度。

　　三、有關LED 產品在隧道中的應用

　　LED 作為一種綠色能源,是可望發展為第四代照明設備的新型光源,他的光接近自然色,無閃爍,能較好的還原照射物的真實顏色,更有益人眼的適應。更重要的一點,它比其他光源更節能,在這個能源日趨枯竭的年代,節能意味著比競爭力。資料顯示,LED 光源比白熾燈節電87%、比熒光燈節電50%,而壽命比白熾燈長20-30 倍,比熒光燈長10 倍。

　　LED 應用在隧道照明中在國內以開始實現,南京市模范馬路隧道成為國內第一條LED 燈光隧道。它實現了LED 燈會隨著進入隧道內光線的強弱自動調節照明強度的智能化調光控制系統。相比于傳統方案,實現節電45%,且光源壽命是傳統隧道燈具的6-8 倍,大大減少了光源損耗和日常維護的費用。