安全運(yùn)營(yíng)條件下公路隧道照明通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)

凌虎

【摘 要】隧道作為高速公路的重要組成部分，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮著重要作用。隧道照明、通風(fēng)系統(tǒng)的耗電費(fèi)用是隧道營(yíng)運(yùn)中最大的一筆開銷，在確保隧道營(yíng)運(yùn)安全的前提下，如何減少照明、通風(fēng)帶來的高能耗問題，已經(jīng)成為高速公路建設(shè)與營(yíng)運(yùn)部門迫切需要解決的關(guān)鍵問題。論文通過分析影響隧道交通安全的主要因素，并提出了照明、通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的主要措施，為后期隧道的安全和節(jié)能研究提供新的方向。

【Abstract】As an important part of the expressway， tunnel plays an important role in the development of the social economy. The power consumption of tunnel lighting and ventilation system is the biggest expense in tunnel operation. Under the premise of ensuring the safety of tunnel operation， how to reduce the high energy consumption caused by lighting and ventilation has become the key problem urgently needed to be solved by expressway construction and operation departments. This paper analyzes the main factors affecting the traffic safety of the tunnel， and puts forward the main measures to optimize the energy saving of the lighting and ventilation system， providing a new direction for the later research on the safety and energy saving of the tunnel.

【關(guān)鍵詞】照明;通風(fēng);隧道

【Keywords】lighting; ventilation; tunnel

【中圖分類號(hào)】U453 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2019）07-0156-02

1 影響隧道交通安全的主要因素

1.1 隧道照明與交通安全的關(guān)系

隧道內(nèi)外亮度差異大，存在明顯的“黑洞效應(yīng)”和“白洞效應(yīng)”，駕駛員進(jìn)出隧道時(shí)，視覺上會(huì)經(jīng)歷一系列變化，如果出入口亮度相差較大，駕駛員很難在短時(shí)間內(nèi)感知道路的線型和可能出現(xiàn)的障礙物等，對(duì)行車安全產(chǎn)生影響。

1.2 隧道通風(fēng)與交通安全的關(guān)系

公路隧道內(nèi)，汽車排放的廢氣中含有多種有害物質(zhì)，主要以CO、NO2為主，輪胎、制動(dòng)及道路磨損會(huì)產(chǎn)生顆粒物和揚(yáng)塵，這些共同構(gòu)成了隧道內(nèi)的空氣污染。隧道空間構(gòu)造相對(duì)封閉，只有進(jìn)出洞口兩頭與外界相通，自然通風(fēng)很難將污染物排除，隨著交通流的變化，污染物會(huì)逐漸增多，這些污染物對(duì)駕駛員的眼睛和呼吸道都有刺激作用，甚至發(fā)生中毒現(xiàn)象，固體顆粒物的增多還會(huì)對(duì)能見度造成影響，對(duì)行車安全構(gòu)成威脅。

2 隧道的照明、通風(fēng)與交通安全的關(guān)系

隧道的照明、通風(fēng)系統(tǒng)并不是孤立的、沒有聯(lián)系的兩個(gè)系統(tǒng)。隧道內(nèi)顆粒物對(duì)光線的散射和吸收作用使得在隧道這種特殊的交通環(huán)境中，極容易出現(xiàn)低能見度的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致隧道內(nèi)照明燈具的照明效果下降，使駕駛員的視覺對(duì)比度降低，當(dāng)視覺對(duì)比度低至視覺閾值的時(shí)候，駕駛員易對(duì)前方的交通情況產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷，影響行駛安全。通過合理設(shè)置照明、通風(fēng)系統(tǒng)，提高隧道的能見度，進(jìn)而改善隧道內(nèi)通行環(huán)境，提高駕駛員的視覺對(duì)比度，進(jìn)而提高其判斷距離能力，增加反應(yīng)時(shí)間和剎車距離。

3 影響照明、通風(fēng)設(shè)計(jì)的主要安全指標(biāo)

根據(jù)對(duì)照明、通風(fēng)與營(yíng)運(yùn)安全的關(guān)系進(jìn)行探究，分析《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》《公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)細(xì)則》相關(guān)要求，同時(shí)根據(jù)已有研究成果，本文選取光線透光率（煙霧濃度可通過測(cè)定污染空氣100m距離的煙塵光線透過率來確定）、路面平均亮度作為照明、通風(fēng)設(shè)計(jì)的主要安全指標(biāo)。公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)細(xì)則指出，煙霧濃度K不但與車速、安全停車視距有關(guān)，而且與洞內(nèi)亮度（或照度）、光源有關(guān)（三者關(guān)系見表1）。

透光率是指一定厚度的光線透過率，它是影響氣象能見度的直接因子，用來表征大氣的混濁程度。如圖1所示，假定行車速度為80km/h，可以看出，透光率與照度成反比，即透光率越高時(shí)所需的照度越低。但是通過之前的研究，發(fā)現(xiàn)透光率對(duì)隧道照明和對(duì)能見度的影響，得出調(diào)節(jié)隧道照明亮度可以提高能見度，但兩者是非線性關(guān)系，在亮度達(dá)到一定值后，再提高亮度對(duì)能見度的提高幫助不大，在低透光率的情況下，加大照明亮度提高目標(biāo)背景對(duì)比度，可以改善隧道能見度，是保證行車安全直接有效的手段。

通過式（1）、式（2）可以看出，隧道通風(fēng)與煙塵設(shè)計(jì)濃度、CO之間關(guān)系，隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)需與隧道內(nèi)煙霧濃度結(jié)合起來。通風(fēng)量足夠則隧道煙霧濃度低，能見度高，所需照度相應(yīng)降低;如果通風(fēng)量小，則需提升隧道照度以保證駕駛員視覺對(duì)比度。