隧道照明技術(shù)論文(2)
隧道照明技術(shù)論文篇二
淺談公路隧道照明節(jié)能技術(shù)
摘要：隨著我國城市建設(shè)的飛速發(fā)展，我國各地的公路建設(shè)廣泛應(yīng)用隧道，公路的隧道照明與節(jié)能是值得關(guān)注的問題。本文主要闡述了公路隧道照明技術(shù)及照明燈具的特點(diǎn)，簡單提出了一些公路隧道照明節(jié)能技術(shù)的方法。
關(guān)鍵詞：公路;隧道照明;隧道節(jié)能
中圖分類號(hào)：X734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
公路隧道具有縮短里程、節(jié)省時(shí)間、 提高交通運(yùn)輸效率、節(jié)省用地和有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。隨著我國道路交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，公路隧道日趨增多。公路隧道的行車安全是交通安全的重要環(huán)節(jié)。為了保障行車安全，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，長度超過100m的公路隧道都必須安裝照明系統(tǒng)。因此，公路隧道照明成了非常重要的問題。由于需要設(shè)置照明的公路隧道居90%以上，用電量巨大。為了降低照明能耗，一些車流量較少的隧道不得不采用關(guān)閉部分照明光源的方法來降低能耗，這也嚴(yán)重影響到公路隧道的行車安全。公路隧道照明用電是隧道運(yùn)營的主要支出成本，在當(dāng)前國家提倡節(jié)能減排、綠色交通的情況下，公路隧道照明的節(jié)能設(shè)計(jì)具有重要意義。以下便是對(duì)公路隧道照明節(jié)能技術(shù)的簡要分析：
1. 公路隧道照明技術(shù)
公路隧道照明目的是使車輛駕駛員安全行駛，避免車輛阻塞，提高公路的使用效率和通車速度、流量。公路隧道照明在正常情況下主要分為：入口段、中間段、過渡段、基本段和出口段照明5個(gè)區(qū)域。各段的長度和照度從全年行車安全要求出發(fā)，對(duì)洞內(nèi)最大照度的設(shè)計(jì)是以全年洞外最大亮度和最高行車時(shí)速來確定隧道內(nèi)各段的燈具功率和燈具分布密度。公路隧道的構(gòu)造特殊，車輛快速穿越隧道時(shí)駕駛員無法適應(yīng)光照環(huán)境的迅速變化，極易產(chǎn)生視覺上的“黑洞效應(yīng)”或是“炫光效應(yīng)”。所以，在設(shè)計(jì)高速公路隧道的照明工程時(shí)，一定要解決好高速公路隧道內(nèi)外照明的過渡和銜接，營造出較好的視覺環(huán)境，以幫助車輛穿越高速公路隧道時(shí)駕駛員更好地適應(yīng)隧道內(nèi)外的照明環(huán)境，達(dá)到降低安全隱患的目的。
2. 公路隧道照明燈具的特點(diǎn)
隧道照明燈具常規(guī)性能與路燈基本相同，但作為隧道照明燈具，主要還有以下特殊要求：
2.1光源應(yīng)有良好的顯色性。選用顯色性高的光源有助于駕駛?cè)藛T迅速識(shí)別前方物體，因而也有利于行車安全。
2.2出光面易于清洗。隧道為相對(duì)封閉的空間，車輛駛過后留下的煙塵會(huì)有少量吸附在燈具上或被吸進(jìn)燈具內(nèi)部，使其出光率下降;因此應(yīng)定期對(duì)燈具上的附著物進(jìn)行清洗維護(hù);如出光面凸凹不平，則不利于清洗。
2.3燈具和光源壽命要長。公路隧道特別是高速公路隧道維修燈具或更換光源程序復(fù)雜，必須具備嚴(yán)格的安全保障措施。因此更換成本相對(duì)較高，故要求燈具較其他照明領(lǐng)域有著更長的使用壽命。
2.4遮光角不宜過大。由于燈具安裝高度較低，過大的遮光角會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的眩光，妨礙駕駛?cè)藛T視線，危及行車安全。
2.5應(yīng)具有亮度可控性能。由于公路隧道路面的亮度不僅與車流量有關(guān)。因此要求公路隧道無級(jí)調(diào)光照明長期以來一直是業(yè)內(nèi)人士追求的目標(biāo);照明系統(tǒng)如能根據(jù)這些參數(shù)，對(duì)照明燈具的亮度進(jìn)行精細(xì)的調(diào)控，則可大幅度地降低公路隧道的照明能耗。
3. 公路隧道照明技術(shù)節(jié)能的措施
公路隧道照明節(jié)能并非簡單地開關(guān)某些燈具，而是要求建立在行車安全基礎(chǔ)上的最大節(jié)能，即公路隧道照明節(jié)能不能以犧牲交通安全為代價(jià)。部分隧道管理人員一味追求節(jié)電省錢，致使公路隧道照明控制方案的隨意性、主觀性很大，這種做法其實(shí)忽視了公路隧道照明的特點(diǎn)和本質(zhì)，對(duì)隧道行車安全危害極大。所以，公路隧道照明的節(jié)能設(shè)計(jì)具有重要意義。
3.1實(shí)施節(jié)能型照明控制系統(tǒng)
實(shí)施自動(dòng)照明控制系統(tǒng)，使隧道的入口段、過渡段等區(qū)域的照明能根據(jù)隧道接近段的亮度變化而自動(dòng)調(diào)光，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。Dynalite控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)將照明系統(tǒng)分為三個(gè)部分：增強(qiáng)照明、基本(中間段)照明和應(yīng)急照明。增強(qiáng)照明采用高壓鈉燈按照時(shí)序和照明補(bǔ)償?shù)姆椒?，分成白天、陰天、云天等六?jí)照明。基本照明采用可調(diào)光的熒光燈進(jìn)行照明，實(shí)現(xiàn)連續(xù)無級(jí)調(diào)光，達(dá)到安全舒適和節(jié)能的目標(biāo)。目前國內(nèi)也研發(fā)了不少隧道照明控制系統(tǒng)。選擇合適的照明監(jiān)控軟件對(duì)隧道照明進(jìn)行全天侯的自動(dòng)監(jiān)控，對(duì)各種工況作出合理的決策，既可實(shí)現(xiàn)無人值守的目標(biāo)，又可節(jié)約大量的電能。
3.2確定合理的隧道照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值
在機(jī)動(dòng)車交通量和設(shè)計(jì)行車速度一定的條件下，現(xiàn)行的隧道照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)--洞外亮度的取值大小將直接關(guān)系到入口段和過渡段亮度取值大小，也即與隧道照明節(jié)能、營運(yùn)電費(fèi)、工程投資和行車安全有關(guān)。因?yàn)槎赐饬炼入S當(dāng)?shù)氐臍夂?、季?jié)、時(shí)刻、隧道朝向、隧道入口的視野環(huán)境，如綠化、植被等有關(guān)。據(jù)研究表明，當(dāng)其他條件不變時(shí)，洞外亮度值的改變對(duì)電費(fèi)和設(shè)備費(fèi)用影響很大。所以應(yīng)通過調(diào)查分析、實(shí)測比較、理論分析和在光氣候理論基礎(chǔ)上，考慮洞外植被情況、當(dāng)?shù)毓鈿夂蛱攸c(diǎn)等合理地確定洞外亮度值。另外,基本照度也應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和各種交通參數(shù)進(jìn)行確定，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
3.3安裝智能照明節(jié)電器
公路隧道一般位于偏遠(yuǎn)山區(qū)，隧道供電網(wǎng)絡(luò)電壓經(jīng)常隨著用電時(shí)間的長短而波動(dòng)，從而影響電能質(zhì)量。白天電壓值較為穩(wěn)定，為220V～240V，晚上電壓值普遍升高10%～20%，即240V～260V，特別是晚上23時(shí)以后，有時(shí)甚至?xí)_(dá)到270V以上。這樣不僅影響照明設(shè)備的使用壽命，還浪費(fèi)了大量的電能。通過安裝智能照明節(jié)電器可以解決因電壓不穩(wěn)定而造成的電能浪費(fèi)。智能照明節(jié)電器調(diào)控裝置工作原理采用微電腦控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集輸出、輸入電壓信號(hào)與最佳照明電壓比較，通過計(jì)算進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而保證輸出最佳的照明系統(tǒng)工作電壓。
使用智能照明節(jié)電器的經(jīng)濟(jì)性和可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)可控硅斬波型照明節(jié)能裝置和自耦降壓式調(diào)控裝置，克服了傳統(tǒng)節(jié)電裝置對(duì)電網(wǎng)造成諧波污染(嚴(yán)重影響電能質(zhì)量)的致命缺陷，是目前國際上比較成熟的照明控制解決方案。
3.4使用新型的照明燈具和光源
目前，國內(nèi)隧道燈具多采用白熾燈、熒光燈、高壓鈉燈、低壓鈉燈等，大多存在光帶窄、配光質(zhì)量不夠、能耗高、質(zhì)量穩(wěn)定性差、壽命短等問題。普遍使用的高壓鈉燈發(fā)黃光，也導(dǎo)致隧道照明的視覺效果不佳，影響行車安全。因此，采用新型照明燈具和合理的控制系統(tǒng)對(duì)保證隧道經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行有著十分重要的意義。無極燈、LED燈等新產(chǎn)品引起了人們的日益關(guān)注。這些產(chǎn)品應(yīng)用于隧道照明，除滿足隧道對(duì)燈具光效、光通量、壽命及工作特性、光色、顯色性和配光控制難易程度等主要要求外，還能節(jié)約運(yùn)行和維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此可從隧道照明光源:高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、無極熒光燈(電磁感應(yīng)燈)、節(jié)能燈、LED燈中，利用反應(yīng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)等確定隧道照明光源。
3.5積極使用綠色能源
太陽能光伏技術(shù)、風(fēng)光互補(bǔ)供電技術(shù)為偏遠(yuǎn)地區(qū)公路隧道供電提供了一種有效途徑。例如，太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境無任何污染，具有節(jié)能、環(huán)保、方便等優(yōu)點(diǎn)。太陽能應(yīng)用于隧道照明，即可以節(jié)省電費(fèi)，更可以解決個(gè)別隧道無法引用市電照明的難題。目前我出處的204國道河卡山隧道在2011年將高壓鈉燈更新為無極燈具，達(dá)到50 %節(jié)能效果：在2012年在甘子河收費(fèi)站試點(diǎn)性安裝LED燈具該燈具節(jié)能達(dá)到65%節(jié)能效果。國內(nèi)最大的太陽能公路隧道照明系統(tǒng)在河北承德市韓郭公路小梁東隧道投入使用;吉林省建成全國首座公路隧道太陽能智能LED 照明系統(tǒng);安徽六潛高速公路獅子尖隧道采用太陽能和風(fēng)能發(fā)電互補(bǔ)離網(wǎng)供電系統(tǒng)，既節(jié)省了電能，又降低了發(fā)電設(shè)備配置和成本，太陽能公路隧道照明系統(tǒng)、太陽能和風(fēng)能發(fā)電互補(bǔ)離網(wǎng)供電系統(tǒng)，一次性投資比較大，在隧道建設(shè)中設(shè)計(jì)單位是否考慮采用兩方案，來達(dá)到節(jié)能減排效果。
4結(jié)語
公路隧道照明有其獨(dú)特性，在保證行車安全的基礎(chǔ)上，要正確處理好照明與節(jié)電的關(guān)系。深入研究隧道照明節(jié)能技術(shù)，無論對(duì)提高隧道的服務(wù)水平還是對(duì)節(jié)約電能，都有著極其重要的理論和經(jīng)濟(jì)意義。
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