公路隧道照明研究
摘要：論述了影響公路隧道照明的主要影響因素，提出了了照明功率與交通量、隧道長(zhǎng)度、坡度等因素之間關(guān)系的模型，分析了過渡段的3的設(shè)置條件，探討了設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)照明功率的定量影響。
關(guān)鍵詞：公路隧道；LED隧道照明燈；燈光設(shè)計(jì)；節(jié)能率
一、引言：
影響公路隧道燈光設(shè)計(jì)的因素很多，往往因照明設(shè)計(jì)參數(shù)的選取不同，給工程投資與運(yùn)營產(chǎn)生很大的影響。鑒此有必要對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)照明功率的影響進(jìn)行定量分析，探討其間的相互關(guān)系，達(dá)到節(jié)能與節(jié)約工程投資的目的。本文將就這一問題進(jìn)行論述，以期對(duì)照明設(shè)計(jì)、照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的修訂起到借鑒作用。
二、設(shè)計(jì)參數(shù)：
公路隧道照明設(shè)計(jì)參數(shù)，包括隧道特性參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、交通參數(shù)、隧道照明燈參數(shù)以及養(yǎng)護(hù)管理參數(shù)5個(gè)方面。
1） 隧道特性參數(shù)：包括隧道坡度（S,%）、凈寬（W,米）、隧道長(zhǎng)度（L,米）和路面反射性能（F,以亮度與照度的換算系數(shù)表示）；
2） 環(huán)境參數(shù)：以洞外亮度（L20）來反映；
3） 交通參數(shù)：包括設(shè)計(jì)期末高峰小時(shí)交通量（Q,輛/小時(shí)）、設(shè)計(jì)速度（V,公里/小時(shí)）、以及交通組織（單向交通或雙向交通）；
4） 隧道照明燈參數(shù)：由于設(shè)計(jì)時(shí)不能規(guī)定產(chǎn)品規(guī)格，而不同廠家的隧道照明燈的配光曲線不同，故只能按照利用系數(shù)法進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此，設(shè)計(jì)中與隧道照明燈相關(guān)的參數(shù)有光源的光效（E,1m/w）、每盞燈的功率（p,瓦）和燈具利用參數(shù)（N）；
5） 養(yǎng)護(hù)管理參數(shù)：以M來表示。
三、入口段長(zhǎng)度與坡度的關(guān)系
隧道照明段落劃分為入口段、過渡段、基本段和出口段4個(gè)部分，在此主要討論入口段與過渡段。
以Ds代表照明聽成視距（米），h代表洞口內(nèi)徑空高度（米），則根據(jù)《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 026.1-1999）（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》），隧道入口段長(zhǎng)度Dth（米）可按下式計(jì)算：Dth=1.154Ds-（H-1.5）/Tan10º （1）
根據(jù)《規(guī)范》表4.3.2-2的數(shù)據(jù)，回歸可得照明停車視距Dth（米）與坡度S的關(guān)系如下：Ds=-0.0008（S+5）3+0.0689（S+5）2-3.3826（S+5）+115.7（V=80，最大誤差0.796）（2）
把式（2）代入式（1）可得V=80時(shí)入口段長(zhǎng)度為
Dth=-0.00092（S+5）3+0.080549（S+5）2-3.90352（S+5）-5.6713H+142.0247 （3）
四、照明計(jì)算模型
設(shè)布燈間距為D（米），亮度折減系數(shù)為K，則入口段間距D內(nèi)需要的照明功率為：P入=L20·K·W·D·F/(M·E·N) (4)
設(shè)基本段需要達(dá)到的亮度為B(cd/m2)則基本段間距D需要的照明功率為：P基= B·W·D·F/(M·E·N) (5)
同理，出口段D內(nèi)需要的照明功率為：P出=5B·K·W·D·F/(M·E·N) (6)
亮度折減系數(shù)與交通組織、設(shè)計(jì)速度計(jì)交通量相關(guān)�！兑�(guī)范》中給出了不同速度時(shí)亮度折減系數(shù)隨交通量變化的最大最小值，當(dāng)交通量處于最大與最小交通量之間時(shí)，采用內(nèi)插計(jì)算亮度折減系數(shù)，據(jù)之可按公式計(jì)算亮度折減系數(shù)（當(dāng)交通量大于公式中的最大值時(shí)按最大值計(jì)算，當(dāng)交通量小于公式中的最小值時(shí)按最小值計(jì)算）。
1）雙車道單向交通，V=100公里/小時(shí)，2400≥Q≥700，K100雙單=0.045-0.01·（2400-Q）/1700 （7）
2）雙車道雙向交通，V=100公里/小時(shí)，1300≥Q≥360，K100雙雙=0.045-0.01·（1300-Q）/940 （8）
3）雙車道單向交通，V=80公里/小時(shí)，2400≥Q≥700，K80雙單=0.035-0.01·（2400-Q）/1700 （9）
4）雙車道雙向交通，V=80公里/小時(shí)，1300≥Q≥360，K80雙雙=0.035-0.01·（1300-Q）/940 （10）
對(duì)于過渡段照明，仍可按式（4）計(jì)算需要的照明效率，此時(shí)，過渡1、過渡2、過渡3的折減系數(shù)K1分別為0.3K、0.1K、與0.035K。