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    重慶某隧道照明設(shè)計

    2013-09-25 07:36:24劉利萍
    重慶建筑 2013年2期
    關(guān)鍵詞:鈉燈照明燈燈具

    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.

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