廈門環(huán)島干道白城隧道照明系統(tǒng)相關技術

文｜林同國際工程咨詢（中國）有限公司 梁競佳

1 工程概況

廈門是全國十大旅游城市之一，廈門島素有“海上花園”的美稱，同時也是海峽西岸經(jīng)濟區(qū)重要中心城市，綜合競爭力強。環(huán)島干道白城隧道作為東部、南部主要交通通道之一，北接環(huán)島北路，南連演武大橋，與環(huán)島路共同構成功能明確、分工合理的南北向通道。本項目對于打造通暢便捷的交通系統(tǒng)、完善廈門島的路網(wǎng)結構具有極其重要的作用。

2 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點

2.1 研究內(nèi)容

（1）通過研究隧道照明原理，綜合考慮道路線形、行車速度、交通流量、駕駛安全性和駕駛舒適性等方面確定隧道照明水平。

（2）確定隧道入口段、過渡Ⅰ段、過渡Ⅱ段、基本段、出口段的照明標準。

（3）通過對隧道的各種布燈方案進行分析，確定連續(xù)熒光燈帶中央布燈的照明方式。采用DIALUX軟件建立三維模型，對隧道入口段、過渡Ⅰ段、過渡Ⅱ段、基本段、出口段進行照度計算。

2.2 特色與創(chuàng)新點

筆者對秦嶺終南山隧道、廈門蔡尖尾隧道、江西雁列山隧道、江西黃竹山隧道以及廈門已經(jīng)投入使用的云頂隧道和文興路隧道進行了調(diào)研，對各個隧道的燈具光源做了分析比較。同時結合IALUX軟件建立隧道照明系統(tǒng)三維模型，界定了隧道入口段、過渡Ⅰ段、過渡Ⅱ段、基本段、出口段的照明標準。

通過工程類比及理論分析，白城隧道采用了熒光燈帶中央布燈的照明方式，其相比起傳統(tǒng)的高壓鈉燈點光源，更具美觀性。

3 隧道照明原理

駕駛員白天從隧道洞外進入洞內(nèi)過程中，由于洞內(nèi)外的亮度差別大，視覺會出現(xiàn)黑洞效應，即使進入不太暗的隧道，也要經(jīng)過一段時間才能看清楚隧道內(nèi)的情況，謂之為“適應的滯后現(xiàn)象”。而駕駛員穿過較長的隧道接近出洞口時，通過洞口看到的外部亮度很高，有極強的眩光，視覺會出現(xiàn)白洞效應。夜間與白天正好相反，因此，隧道洞口必須采取加強照明，以滿足人體視覺的適應狀態(tài)。

在設計照明系統(tǒng)時，要充分做到人性化并考慮照明的美觀性、舒適性和均勻度，要求路面具有一定的亮度水平，并應綜合考慮道路線形、行車速度、交通流量、駕駛安全性和駕駛舒適性等方面。

4 照明光源的選擇

隨著城市建設的不斷發(fā)展，城市交通隧道越來越多，照明設施的規(guī)模越來越大，對景觀性要求也越高，照明燈具質(zhì)量需要跟上高速發(fā)展的城市道路建設，確保行車安全性。因此，對隧道照明節(jié)能環(huán)保、提高照明效果、確保行車安全性和行車舒適性的要求日益增高。要求隧道照明光源應能滿足特定環(huán)境下的壽命、成本、顯色性、光效、光通量、光衰等指標；并能保證在煙霧中有良好的能見度。

表4.1 燈具光源比較表

表5.1 照明設計技術經(jīng)濟比較表

筆者調(diào)研了秦嶺終南山隧道、廈門蔡尖尾隧道、江西雁列山隧道、江西黃竹山隧道，并對各個隧道的燈具光源做了如下分析比較。

秦嶺終南山隧道采用點光源，高壓鈉燈，其光效高，對煙霧有比較好的穿透力，光源壽命較長，對周圍溫度要求不高，顯色性較差，常用于公路隧道。

廈門蔡尖尾隧道采用的熒光燈，光效中等，顯色性好。采用帶狀布置，具有很好的誘導效果 ,視覺舒適感較好，壽命較長。采用電子鎮(zhèn)流器時，再啟動性能好。該光源為線光源，用于通行煙霧排放量較低的城市交通隧道較為適宜。

江西雁列山隧道采用的無極燈，壽命長，光效高，顯色性好，高效節(jié)能。但價格昂貴，質(zhì)量不穩(wěn)定，使用后效果不好。一般用于各隧道試點推廣，暫未大面積使用。

江西黃竹山隧道采用的LED燈，省電、壽命長、耐震動，響應速度快、冷光源。因受LED白光光源功率小、光效低、亮度差、單價貴等條件的限制，目前無法大量推廣應用。

環(huán)島干道白城隧道作為經(jīng)濟發(fā)達城市的觀光性隧道，應注重照明系統(tǒng)的美觀性、舒適性、行車誘導性和均勻度。經(jīng)綜合比選，采用熒光燈作為白城隧道照明系統(tǒng)的主要光源。

5 照明設計方案技術經(jīng)濟比較

通過對廈門已經(jīng)投入使用的云頂隧道和文興路隧道進行調(diào)研后，結合白城隧道的具體情況，本文提出兩套照明設計方案進行技術經(jīng)濟比較。

廈門云頂隧道和文興路隧道的照明水平均滿足國家交通部頒發(fā)的《公路隧道通風照明設計規(guī)范》的要求，因均為城市交通隧道，洞內(nèi)路面亮度、均勻度等標準較規(guī)范標準稍高。上述兩隧道照明系統(tǒng)均具有燈具布置流暢、美觀、光線柔和、行車的舒適性較好等特點，中央布燈較雙側布燈有照度適中、燈具數(shù)量少、一次性投資小、用電量和運行費用低等優(yōu)點。通過技術、經(jīng)濟比較，采用中央布燈、連續(xù)光帶作為隧道照明的較優(yōu)化方案。

圖5.1 隧道中央布燈效果圖

6 建立三維模型進行照明計算

白城隧道入口段：長度42米，亮度不小于50cd/平方米；基本照明采用熒光燈燈具沿隧道頂中央單排布置，連續(xù)燈帶；入口段除在頂部設基本照明外，另左右兩側設加強照明，設2×58w熒光燈對稱布置，連續(xù)燈帶。

圖6.1 入口段照明 / 偽色表現(xiàn)圖

圖6.2 入口段照明/ 等輝度圖(亮度)圖

表6.1 入口段照明/輝度表

白城隧道過渡1段：長度52米，亮度不小于15cd/平方米，除在在頂部設基本照明外，另在頂部兩側設2×58w熒光燈雙排對稱布置，間距為5.1m；基本照明采用熒光燈燈具沿隧道頂中央單排布置，連續(xù)燈帶；過渡2段：長度60米，亮度不小于5cd/平方米，采用2×58w熒光燈沿隧道頂中央單排布置，連續(xù)燈帶。

圖6.3 過渡段1照明 / 偽色表現(xiàn)圖

圖6.4 過渡段1照明 /等照度圖(照度)圖

表6.2 過渡1段照明/輝度表

表6.3 過渡2段照明/輝度表

白城隧道中間段：左洞長2240米，右洞長2236米，亮度不小于2.5cd/平方米；基本照明采用熒光燈燈具沿隧道頂中央單排布置，連續(xù)燈帶。

圖6.5 中間段照明 / 偽色表現(xiàn)圖

圖6.6 中間段照明 /等輝度圖(亮度)

表6.4 中間段照明/輝度表

白城隧道出口段：長度60米，亮度不小于8.25cd/平方米。基本照明采用熒光燈燈具沿隧道頂中央單排布置，連續(xù)燈帶；出口段除在頂部設基本照明外，另設2×36w熒光燈燈具沿隧道頂中央單排布置，間距為8.4m。

圖6.7 出口段照明 / 偽色表現(xiàn)圖

圖6.8 出口段照明 / 等輝度圖(亮度)

表6.5 出口段照明/輝度表

7 照明布置及控制方式

白城隧道基本照明采用熒光燈，燈具沿隧道頂中央單排布置，連續(xù)燈帶；基本段采用1×36W熒光燈燈具沿隧道頂中央單排布置，連續(xù)燈帶；入口段除在在頂部設基本照明外，另左右兩側設加強照明，設2×58w熒光燈對稱布置，連續(xù)燈帶；過渡1段除在在頂部設基本照明外，另在頂部兩側設2×58w熒光燈雙排對稱布置，間距為5.1m；過渡2段采用2×58w熒光燈沿隧道頂中央單排布置，連續(xù)燈帶；出口段除在頂部設基本照明外，另設2×36w(或2×58w)熒光燈燈具沿隧道頂中央單排布置，間距為8.4m(或4.2m)。應急照明利用基本照明燈具數(shù)的1/6均勻布置。

燈具控制方式：白城隧道按單向行駛雙車道方式布設照明設施，洞內(nèi)照明分入口段、過渡Ⅰ段、過渡Ⅱ段、基本段及出口段。洞內(nèi)燈具分加強照明燈具、全日照明燈具及應急照明燈具。應急燈具在正常市網(wǎng)供電情況下作全日燈使用。全日燈具為全天二十四小時工作。加強燈具根據(jù)洞口不同的亮度分為陰天、晴天、云天、重陰四種工作狀態(tài)。深夜關閉一半全日照明燈具，降低基本照明照度。隧道外照明燈具的工作狀態(tài)由隧道監(jiān)控中心控制。

8 結語

（1）通過綜合比選，確定了采用顯色性好，帶狀布置，具有很好的誘導效果 ,視覺舒適感較好，壽命較長的熒光燈作為白城隧道照明主光源。采用熒光燈帶中央布燈的照明方式，其相比起傳統(tǒng)的高壓鈉燈點光源，更具美觀性，且有更好的均勻度。

（2）隧道洞外亮度在早、中、晚、深夜，晴、陰、雨、雪天及一年四季是不同的。隧道照明可以通過開啟和關閉相應數(shù)量的照明燈具，實現(xiàn)不同工況下的行車需要，并實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

（3）在本項目中所形成的一攬子解決方案，具有良好的移植性，完全可以在類似城市中的同類項目推廣應用。