隧道照明設(shè)計(jì)的影響因素及評定標(biāo)準(zhǔn)分析

羅濤

中國思菲工程技術(shù)有限公司廣州設(shè)計(jì)院

摘要：在隧道中行駛與在其它路段上行駛明顯不同，最主要的區(qū)別就是隧道洞內(nèi)外的光線亮度存在非常大的差異。若不能想出較好的措施來解決隧道內(nèi)外的亮度問題，對于司機(jī)的駕駛則會出現(xiàn)嚴(yán)重的安全隱患。筆者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)，在文中對隧道照明的情況和設(shè)計(jì)原則作了簡單介紹，并著重分析了影響隧道照明設(shè)計(jì)的因素和評定標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：隧道照明設(shè)計(jì)；影響因素；評定標(biāo)準(zhǔn)

在突然進(jìn)入黑暗或者明亮的地方時(shí)，駕駛者往往難以準(zhǔn)確辨認(rèn)出隧道內(nèi)的路面狀況和物體，由此會產(chǎn)生視覺心理障礙，使得行車變得極為不安全。隧道照明的目的就是要通過改變隧道內(nèi)的視覺環(huán)境，來達(dá)到保證駕駛者無論在白天還是夜晚都能以設(shè)計(jì)時(shí)速平穩(wěn)地穿過隧道。

1.隧道照明情況介紹

由于隧道是一類較為特殊的管狀構(gòu)造物，所以隧道照明不同于一般的路面照明。經(jīng)過隧道的車輛都會體驗(yàn)從明亮走進(jìn)黑暗，又從黑暗走向明亮，這一由明到暗，又由暗到明的適應(yīng)過程。隧道照明與其它道路照明相比有著其自身較為特殊的問題，主要是指視覺問題：

①白天在進(jìn)入隧道前，由于隧道內(nèi)外存在著巨大的亮度差別，所以由于照明不充分，駕駛者在前進(jìn)過程中看到的隧道入口，看起來很像是“黑洞”；②駕駛者在白天駛?cè)胨淼篮?，雖然隧道內(nèi)有照明設(shè)施，但人的眼睛還是一時(shí)無法完全適應(yīng)隧道內(nèi)部的情況，這種現(xiàn)象被稱作“適應(yīng)滯后”；③在白天，駕駛者穿過一段較長的隧道快到出口時(shí)，此時(shí)由于隧道外部的亮度較高，使得出口此時(shí)看起來特別明亮，像一個強(qiáng)光源。駕駛者駛出隧道后會遇到極強(qiáng)的眩光，使得駕駛者一時(shí)難以適應(yīng)；而夜晚在駛出隧道時(shí)情況與白天正好相反，此時(shí)的隧道出口看起來就像是個“黑洞”，使得駕駛員在駛出隧道時(shí)一時(shí)無法辨認(rèn)道路線形和路面狀況。

2.隧道照明設(shè)計(jì)的原則

在對于隧道照明進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要格外考慮到駕駛者對于明、暗適應(yīng)的情況，要結(jié)合隧道長度來設(shè)計(jì)過渡空間、過渡照明。為了保證駕駛者眼睛的明、暗適應(yīng)性要求，要在進(jìn)入隧道的入口處設(shè)計(jì)一段明暗過渡照明，從而保證駕駛者一定程度上的視力要求。而隧道在出口處，由于絕大多數(shù)駕駛者的適應(yīng)時(shí)間一般都在1秒以內(nèi)，與入隧道時(shí)的適應(yīng)程度相比要容易的多，故可以不對其做照明過渡處理。

許多國家為了應(yīng)對在進(jìn)入和駛出隧道時(shí)，視覺會出現(xiàn)的“白洞”和“黑洞”效應(yīng)，紛紛制定了一些隧道設(shè)計(jì)的原則和標(biāo)準(zhǔn)。例如：日本的《隧道照明設(shè)計(jì)指南》、英國BS、美國IES、我國的《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》還有國際照明協(xié)會的CIE標(biāo)準(zhǔn)等。雖然這些國家在規(guī)范的表述上不盡相同，但通過對其解讀，可以歸納如以下幾點(diǎn)這些國家共同遵守的隧道設(shè)計(jì)原則：①隧道內(nèi)無論是白天還是夜晚都需要設(shè)置基本照明；②一般情況下，能夠確定引入、適應(yīng)、過渡段的長度（S），車速（V）以T=2s的適應(yīng)時(shí)間來加以確定，可以使用S=VT/3.6（m）來進(jìn)行估算；③在白天車輛駛?cè)胨淼罆r(shí)，路面亮度需要逐漸降低，給駕駛者的視覺一段的適應(yīng)距離，可以把出口段分成引入、適應(yīng)和過渡段；④出口段也需要設(shè)置過渡照明，在雙向行駛情況下與入口段設(shè)計(jì)一致；⑤夜晚隧道的出入口處不能設(shè)計(jì)強(qiáng)光照明，隧道外的路燈照明亮度要高于隧道內(nèi)基本亮度的一半以上。同時(shí)隧道內(nèi)應(yīng)當(dāng)設(shè)置應(yīng)急照明，其亮度要保持在基本亮度的1/10以上。

3.隧道照明設(shè)計(jì)的影響因素

3.1 “黑洞”、“白洞”以及“黑框”效應(yīng)

車輛駛?cè)胨淼篮?，駕駛者都會出現(xiàn)視覺問題。假如車輛以每小時(shí)50千米的速度行駛，穿過隧道的時(shí)間大約在1.5秒左右。在這短暫的時(shí)間內(nèi)，視覺感受到了極大的亮度變化。隧道長度的不同給駕駛者的感覺也不相同。若駕駛者在短隧道內(nèi)行駛，從進(jìn)口處就可以發(fā)現(xiàn)出口處的較高亮度，出現(xiàn)“黑框效應(yīng)”；若駕駛者進(jìn)入路程較長的隧道，在快駛出洞口處時(shí)會發(fā)現(xiàn)隧道口比較黑而難以看清前方路況，如果前方路段出現(xiàn)障礙物，駕駛者此時(shí)很難完全躲避，這就是“黑洞”效應(yīng)。在夜晚的情況則會相反，在駕駛者快要駛出隧道時(shí)，會發(fā)現(xiàn)前方較為刺眼難以適應(yīng)，出現(xiàn)“白洞效應(yīng)”，此時(shí)駕駛者同樣難以準(zhǔn)確確定路面的行駛狀況。

3.2 隧道洞口外的亮度

如果減弱了隧道外的亮度，可以使駕駛者感受到駛?cè)胨淼篮蟮牧炼仁侵鸩阶兓?。因此在進(jìn)行隧道照明設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮到隧道洞口處的亮度，要對隧道出入口處的亮度設(shè)計(jì)減光設(shè)施。一般情況下使用的弱光設(shè)施主要有以下幾種：①設(shè)置遮光棚，雖然遮光棚能夠直接將陽光投射到路面上，但其設(shè)置的經(jīng)濟(jì)成本過高，在交通量一般的隧道中很少使用；②設(shè)置遮陽棚，遮陽棚的頂棚結(jié)構(gòu)盡管是透光的，不過陽光是無法直接投射到路面上的；③利用植被減弱光線，有的植物隨著季節(jié)的變化，綠葉會變黃，因此在隧道出入口處應(yīng)當(dāng)種植常綠植物。常綠植物反射的光線能夠使司機(jī)感覺很舒服，從而大大地減弱駕駛者的“黑洞”、“黑框”效應(yīng)。

3.3 隧道情況

不同的隧道長度，所要求的照明情況自然不同。若隧道長度不超過100米，可以不設(shè)置照明燈具。一般情況下，若隧道需要設(shè)置照明設(shè)施，則隧道越長，對照明情況的要求越是嚴(yán)格；隧道的寬度也會影響隧道的照明要求；隧道線性的不同對所需照明的要求會造成影響，盡管兩條隧道長度、寬度都相同，但一個線性彎曲、一個線性筆直，這就會對照明燈具安裝的距離間隔和數(shù)量產(chǎn)生影響；隧道是單向設(shè)計(jì)還是雙向設(shè)計(jì)、是小汽車專用還是不限制車輛會影響到隧道的照明條件要求；隧道當(dāng)?shù)氐臍夂?、地理環(huán)境和周邊狀況也會對隧道照明設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。

4.隧道照明設(shè)計(jì)的評定標(biāo)準(zhǔn)

4.1 路面亮度

路面亮度就是單位面積路面所放射的光量。隧道中車輛的行使要以路面的強(qiáng)度作為基礎(chǔ)，考察路面的狀況。

4.2 路面均勻度

路面均勻度就是路面亮度的分布狀況。路面亮度均勻能夠?yàn)樗緳C(jī)提供良好的駕駛視野，能夠保證良好的可見度和舒適性，因此隧道要設(shè)置嚴(yán)格的路面亮度均勻度標(biāo)準(zhǔn)，保證路面的干燥度，降低路面的亮度。

4.3 眩光

眩光是指視線范圍內(nèi)的物體亮度過強(qiáng)時(shí)，司機(jī)會感到視線下降或不舒服的情況。當(dāng)前國際上一般使用眩光指數(shù)G作為評定眩光對司機(jī)影響的標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下，G為1時(shí)，司機(jī)難以忍受；G為3時(shí)，司機(jī)感到一定的干擾性；G為5時(shí)，司機(jī)對眩光的忍受度在可承受范圍內(nèi)；G為7時(shí)，司機(jī)會十分滿意。因此，要采取有效的措施控制光源的亮度和懸掛的高度，有效減少眩光對司機(jī)的不良影響，科學(xué)的布置光源的位置，提高環(huán)境的亮度和均勻度等。

4.4 誘導(dǎo)性

誘導(dǎo)性是指在隧道中設(shè)置照明表示隧道的線形、車流情況和隧道的起伏交叉等情況，引導(dǎo)司機(jī)安全的行駛。誘導(dǎo)性分為兩種形式：一種是視見誘導(dǎo)性，即在照明條件良好時(shí)，墻面一般作為路面亮度的對比背景，因此，在墻面上設(shè)置顏色鮮亮的逆反射材料，使標(biāo)志清晰可見，對司機(jī)起到良好的引導(dǎo)作用。第二種是光學(xué)誘導(dǎo)性，即對照明設(shè)施進(jìn)行適當(dāng)排列，或者選用一致的光色、光強(qiáng)，對照明設(shè)施進(jìn)行特殊的布置等使照明設(shè)施具備誘導(dǎo)性。隧道出口是廣場的情況下，不能布置太多的路燈，路燈太多會使司機(jī)難以適應(yīng)“燈?！?，會產(chǎn)生不舒適感，這種情況下，可以設(shè)置高桿路燈，使其兼具照明道路和照明環(huán)境的作用。

5.總結(jié)

道路隧道照明是一項(xiàng)結(jié)合多種工程的綜合性課題，比如說交通工程、電氣工程和光照工程等。當(dāng)前對于隧道照明設(shè)計(jì)影響因素的進(jìn)一步深入研究，隧道照明設(shè)計(jì)評定標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善以及對駕駛員對隧道燈光反映更加深入的認(rèn)識，隧道照明的設(shè)計(jì)必然會更加體現(xiàn)人性化，隧道行車功能也會得到進(jìn)一步地改善。

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