[隧道照明]熱點(diǎn)應(yīng)用:LED隧道照明設(shè)計(jì)
摘要: 隨著隧道項(xiàng)目日益增多,隧道建設(shè)在現(xiàn)代交通運(yùn)輸中起到越來越重要的作用。隧道是一段封閉的空間,自然光無法照射其中,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。
隨著隧道項(xiàng)目日益增多,隧道建設(shè)在現(xiàn)代交通運(yùn)輸中起到越來越重要的作用。隧道是一段封閉的空間,自然光無法照射其中,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,下面通過逐步分析來闡述隧道照明設(shè)計(jì)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(duì)安全的考慮在照明系統(tǒng)上表現(xiàn)尤為重要。
在設(shè)計(jì)隧道照明方案時(shí),要考慮到人的明適應(yīng)和暗適應(yīng)因素,重視過渡空間和過渡照明的設(shè)計(jì)。為了滿足眼睛適應(yīng)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(yīng)時(shí)間很短,一般在1s以內(nèi),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(jìn)入隧道前(白天):由于隧道內(nèi)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(huì)看到黑洞現(xiàn)象。
(2)進(jìn)入隧道后(白天):汽車由明亮的外部進(jìn)入即使不太暗的隧道以后,要經(jīng)過一定時(shí)間才能看清隧道內(nèi)部的情況,稱為適應(yīng)滯后現(xiàn)象。
(3)隧道出口處:在白天,汽車穿過較長的隧道接近出口時(shí),由于通過出口看到的外部亮度極高,出口看上去是個(gè)亮洞,會(huì)出現(xiàn)極強(qiáng)的眩光,駕駛員會(huì)感到不適應(yīng);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(gè)方面。
一.隧道照明的設(shè)置
隧道照明一般劃分為引入段、適應(yīng)段、過渡段、基本段和出口段等五個(gè)區(qū)段照明,其中每個(gè)區(qū)段都有不同的作用:
(1)引入段:消除黑洞現(xiàn)象,使駕駛員在洞口處能辨認(rèn)障礙物;以白天為例,假設(shè)隧道口部環(huán)境亮度為4000cd/㎡,時(shí)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/㎡。
(2)適應(yīng)段:進(jìn)入隧道后,駕駛員能很快適應(yīng)并消除黑洞現(xiàn)象;按上述條件,適應(yīng)段的長度和亮度分別為40米和80~46cd/㎡。
(3)過渡段:駕駛員逐漸適應(yīng)隧道內(nèi)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/㎡。
(4)基本段:隧道內(nèi)部的基本照明。
(5)出口段:在白天,使駕駛員能逐漸適應(yīng)出口處的強(qiáng)光,消除亮洞現(xiàn)象;在夜間,使駕駛員能在洞內(nèi)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(xiàn)象,一般的做法是在洞外使用路燈作為延續(xù)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(yīng)比隧道內(nèi)基本照明亮度值高;在夜間,則相反,應(yīng)低于隧道內(nèi)基本照明亮度值,當(dāng)隧道外有路燈照明時(shí),隧道內(nèi)路面亮度值不得低于露天亮度值的2倍。
二、機(jī)動(dòng)車通過隧道過程中存在的問題
1.接近隧道過程中出現(xiàn)的問題
黑洞現(xiàn)象
白天,機(jī)動(dòng)車司機(jī)眼睛已適應(yīng)戶外高達(dá)10萬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)生的視覺問題,是隧道照明中最重要的問題。為防止黑洞現(xiàn)象的發(fā)生,從隧道入口開始的一段距離內(nèi)要保證有充足的亮度,這一部分全長比機(jī)動(dòng)車的安全剎車距離略長。
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)使隧道入口亮度隨視覺適應(yīng)速度緩慢降低,亮度要平滑過渡,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.通過隧道過程中出現(xiàn)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(shí)別困難,車頭燈光受汽車尾氣影響很大,無法滿足視認(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。
3.接近隧道出口時(shí)出現(xiàn)的問題
通過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)間長度為數(shù)十米。
4.夜間駛出隧道前出現(xiàn)的問題
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)水平的亮度。
三、有關(guān)LED產(chǎn)品在隧道中的應(yīng)用
LED作為一種綠色能源,是可望發(fā)展為第四代照明設(shè)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(shí)顏色,更有益人眼的適應(yīng)。更重要的一點(diǎn),它比其他光源更節(jié)能,在這個(gè)能源日趨枯竭的年代,節(jié)能意味著比競(jìng)爭力。資料顯示,LED光源比白熾燈節(jié)電87%、比熒光燈節(jié)電50%,而壽命比白熾燈長20-30倍,比熒光燈長10倍。
LED應(yīng)用在隧道照明中在國內(nèi)以開始實(shí)現(xiàn),南京市模范馬路隧道成為國內(nèi)第一條LED燈光隧道。它實(shí)現(xiàn)了LED燈會(huì)隨著進(jìn)入隧道內(nèi)光線的強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)節(jié)照明強(qiáng)度的智能化調(diào)光控制系統(tǒng)。相比于傳統(tǒng)方案,實(shí)現(xiàn)節(jié)電45%,且光源壽命是傳統(tǒng)隧道燈具的6-8倍,大大減少了光源損耗和日常維護(hù)的費(fèi)用。
總結(jié)
隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展,隧道照明設(shè)施的規(guī)模及數(shù)量將越來越大。
隧道屬于高能耗場(chǎng)所, 電力運(yùn)營費(fèi)用越來越高,將更加迫切需求高效節(jié)能光源、照明節(jié)能控制系統(tǒng)、合理亮度設(shè)計(jì)以提高照明效果,保證行車的安全性和舒適性。
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