重慶某隧道照明設(shè)計

劉利萍

（重慶市設(shè)計院，重慶 400015）

引言

隨著我國經(jīng)濟、社會的快速發(fā)展和消費逐步升級，家用汽車的保有量迅速增加，給城市交通帶來了很大的壓力。原有的道路已不能滿足交通量的需求，使得我們要在現(xiàn)有道路的基礎(chǔ)上完善城市道路路網(wǎng)。重慶是典型的山城，高高低低、起伏跌宕、有山有水，要完善城市道路路網(wǎng)較為復(fù)雜。單一的橋、立交已經(jīng)不能滿足需求，只有新建城市交通隧道（以下簡稱隧道）或下穿道才能更好地完善城市道路路網(wǎng)。

1 問題提出

結(jié)合地域特點，已建隧道長度大都在500m以上，按照《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTG D70-2004）要求都安裝了隧道照明燈具，目前采用的燈具有多種形式，如隧道燈、LED燈、熒光燈等等。就當(dāng)前情況，根據(jù)一些駕駛員體驗后的反應(yīng)結(jié)果來看，照明效果良莠不齊，照明效果較差的隧道甚至存在行車安全隱患。

隧道是一種特殊的管狀構(gòu)造物，具有車流量大，行車速度快等特點。因此，隧道照明不同于一般道路照明，有其特殊性和重要性，對交通安全起著重要作用。隧道照明作為安全行車最基本的組成部分，其關(guān)鍵與難點是如何解決駕駛員在白天進入隧道時的暗適應(yīng)，以及從隧道出來時的明適應(yīng)問題，要解決好這兩個問題隧道照明設(shè)計尤為重要。隧道照明的好壞將直接影響到交通事故的發(fā)生概率。

2 隧道照明設(shè)計

隧道照明是保證行車安全的重要環(huán)節(jié)，而且與道路照明不同，隧道照明必須解決駕駛員在進出隧道時產(chǎn)生的一系列視覺適應(yīng)性的問題，即駕駛員駛?cè)腭偝鏊淼罆r產(chǎn)生的黑洞、白洞效應(yīng)。這使得隧道照明的設(shè)計十分重要且復(fù)雜，它不僅跟隧道結(jié)構(gòu)形式、隧道長度、地面材料、行車速度、交通狀況、通風(fēng)狀況等因素有關(guān)，還與時間、洞口朝向、附近地形、洞口視野、洞外路段的平縱線形、季節(jié)和氣象條件等因素有關(guān)。根據(jù)作者的設(shè)計經(jīng)驗，就重慶某一城市隧道照明設(shè)計提出自己的設(shè)計思路，以供同行討論。

該隧道為雙洞隧道，呈東西向，起點偏北終點偏南，單向行駛城市隧道（如圖1所示），每洞三車道，設(shè)計時速60km，全長860m，是城市快速路的一部分。該隧道已于2010年年底正式通車。根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2006）第12.5.3條要求應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明。因此隧道照明包括兩部分:一般照明和應(yīng)急照明。

圖1 隧道平面布置圖

2.1 一般照明

一般照明即正常照明，是指保證隧道內(nèi)正常行車所必需的基本照明和消除出入口“白洞”和“黑洞”效應(yīng)的加強照明。方案階段對光源的選擇做了比選，目前隧道照明光源主要有高壓鈉燈、LED燈、熒光燈。高壓鈉燈具有高光效、透霧性好、系統(tǒng)可靠性高、壽命長、散熱好等特點；LED大功率路燈顯色性好，但控光尚不令人滿意，光衰較大、產(chǎn)品的互換性差、一次成本高；熒光燈為線性光源，燈具配光是個技術(shù)瓶頸，燈具效率較低?；谒淼赖奶厥庑裕?jīng)過比選照明光源選用壽命長、維護量小的高壓鈉燈。

為盡可能避免駕駛員駛?cè)腭偝鏊淼罆r產(chǎn)生黑洞、白洞效應(yīng)，隧道照明設(shè)計應(yīng)達到如下要求:進入隧道由洞口逐級向內(nèi)減低照度，而出洞時應(yīng)逐級增加照度。因此隧道照明分為:入口段、過渡段、中間段、出口段。按照《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》（JTJ 026.1－1999）確定各段亮度標(biāo)準(zhǔn)和長度，經(jīng)計算，該隧道照明分為:入口段、過渡段1、過渡段2、中間段、出口段。隧道基本照明布燈方案為:兩側(cè)對稱布置，間距為7m，燈具安裝在距地高6m的隧道側(cè)壁上；為了兼顧功能性、安裝方便和景觀效果，加強照明燈具的安裝高度同基本照明保持一致，入口段加強照明均勻布設(shè)于基本照明燈具間，過渡段1、過渡段2和出口段加強照明燈具距基本照明燈具1.5m，燈具布置如圖2所示。通過專業(yè)照明軟件模擬計算，隧道照明亮度和均勻度均滿足《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》（JTJ 026.1－1999）要求，其偽色表現(xiàn)圖如圖3所示。按照設(shè)計安裝調(diào)試完成后的實景如圖4所示。

圖2 隧道燈具布置示意圖

圖3 偽色表現(xiàn)圖

圖4 隧道照明實際照片

2.2 應(yīng)急照明

隧道是一種特殊的構(gòu)筑物，所處的地理位置也很特殊，一般來說城市隧道照明提供雙電源的難度較大，實際情況多數(shù)都是單電源，所以當(dāng)市電停電時，一般照明就沒有了，如果駕駛員在進入隧道后不及時開啟車燈，車輛在隧道這樣一個狹小漆黑的空間高速行駛其危險性較大，可能引起追尾、碰壁等一系列交通事故，因此隧道內(nèi)設(shè)置應(yīng)急照明是非常有必要的。

設(shè)置了應(yīng)急照明的隧道完全可以降低此類事故發(fā)生的概率，當(dāng)一般照明斷電時，還有應(yīng)急照明燈具繼續(xù)工作。雖然亮度較一般照明低，但足以滿足駕駛員采取一系列安全措施，如開啟車燈、減速等。

按照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016－2006）規(guī)定:城市隧道兩側(cè)應(yīng)設(shè)置消防應(yīng)急照明燈具。應(yīng)急照明的設(shè)置有二種方案:一是利用基本照明燈作為應(yīng)急，二是單獨設(shè)置應(yīng)急照明燈具，這兩種方案均可以滿足要求。目前國內(nèi)外在采用高壓鈉燈作為一般照明光源的隧道中的常規(guī)做法是單獨設(shè)置應(yīng)急照明燈具，這樣會造成重復(fù)投資，并且影響美觀，因此該設(shè)計利用基本照明燈具作為應(yīng)急照明的方案。平時應(yīng)急照明作為基本照明的一部分，燈具為常亮狀態(tài)，當(dāng)市電斷電后，應(yīng)急照明燈具繼續(xù)工作，這樣既節(jié)約了投資，同時又檢測了燈具的好壞，保證在應(yīng)急時能夠滿足照度的要求，從而為隧道內(nèi)安全行車提供了有利的保障。

由于高壓鈉燈屬高壓氣體放電燈，首次啟動時間一般在4～8min[1]，再啟動時間為10～15min[1]。有實驗數(shù)據(jù)顯示，高壓鈉燈在中斷供電時間大于5ms的情況下部分產(chǎn)品有熄滅現(xiàn)象[2]，一旦熄滅再啟動時間很長，因此選用高壓鈉燈作應(yīng)急照明對應(yīng)急電源的要求較高，應(yīng)急電源必須在5ms內(nèi)投入使用。常用應(yīng)急電源有兩種形式:集中應(yīng)急電源和分散應(yīng)急電源。分散應(yīng)急電源一般應(yīng)用于應(yīng)急燈具較少且較分散的建筑物（構(gòu)筑物）中，由于本工程應(yīng)急燈具數(shù)量較多，從維護、管理和投資多方面綜合考慮，采用集中應(yīng)急電源較為合理。集中應(yīng)急電源一般有EPS（應(yīng)急電源）、UPS（不間斷電源）和發(fā)電機。發(fā)電機啟動時間較長；UPS輸出精度高、轉(zhuǎn)換時間快，同時造價較高、容量小，平時能耗大、主機壽命較短；EPS容量大、結(jié)構(gòu)較簡單、造價較低、平時能耗小且無噪音，主機壽命長。結(jié)合隧道的特殊環(huán)境及其對應(yīng)急電源投入的時間要求，從節(jié)能、壽命和維護等方面考慮，選用EPS作為應(yīng)急電源。由于常規(guī)的EPS裝置切換時間（市電轉(zhuǎn)應(yīng)急）為0.1～0.25s，為了滿足隧道應(yīng)急照明能正?？煽康毓ぷ?，設(shè)計要求EPS裝置的切換時間小于5ms，在該隧道照明調(diào)試過程中反復(fù)實驗均能可靠工作。

2.3 照明控制

隧道照明根據(jù)洞外亮度和交通量變化采用智能照明分組控制不同區(qū)域的亮度。根據(jù) 《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》（JTJ 026.1-1999）要求分為晴天、多云、陰天、傍晚（重陰）、深夜、應(yīng)急等6種控制模式，使駕駛員盡快適應(yīng)隧道內(nèi)、外的光強變化，消除因光強變化所引起的視角障礙，從而達到既滿足隧道的亮度要求，保證行車安全，又能延長燈具使用壽命和節(jié)約能源的目的。

3 結(jié)束語

綜上所述，在進行隧道照明設(shè)計時，既要滿足規(guī)范要求，同時又要合理選擇光源、布置燈具，做好隧道照明分組控制，解決駕駛員在白天進入隧道時的暗適應(yīng)，以及從隧道出來時的明適應(yīng)問題，從而減少交通事故的發(fā)生概率。

[1]戴瑜興，黃鐵兵，梁志超.民用建筑電氣設(shè)計手冊(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2007.

[2]王青錄.秦嶺終南山公路隧道照明系統(tǒng)設(shè)計[J].中國交通信息化，2011（4）:113-114.

[3]中華人民共和國公安部.GB 50016-2006建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社，2006.

[4]中華人民共和國交通部重慶公路科學(xué)研究所.JTJ 026.1-1999公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范[S].北京:人民交通出版社，2000.