公路隧道照明設(shè)計精選(九篇)
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第1篇：公路隧道照明設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：隧道；照明設(shè)計；重要性；可行性
中圖分類號：U453 文獻標(biāo)識碼：A
在隧道內(nèi)，過高的照明亮度，不僅會造成隧道建設(shè)時造價的提高，同時也會造成運營和維護時成本的提高，而且會造成電的浪費等情況；而過低的照明亮度，又會造成車輛行駛時的安全隱患，因此，合理確定隧道的設(shè)計速度，在二級公路隧道照明設(shè)計中是相當(dāng)重要的。二級公路的設(shè)計速度主要有80km/h、60km/h、40km/h。筆者依托怒江州六丙公路某隧道工程，通過對隧道照明在60km/h、40km/h設(shè)計速度下，燈具、過渡段長度等的不同配置進行分析比較，得出二級公路隧道照明設(shè)計采用40km/h設(shè)計速度的重要性及可行性。
1 工程概況
某隧道起止點樁號為K180+342～K180+940，隧道全長598m；隧道進口端K180+342位于直線段上，隧道出口端K180+940位直線段上；隧道所在路段縱坡為-0.3%；隧道最大埋深約為158m。此隧道為雙向交通，設(shè)計交通量為7723 pcu/d，設(shè)計小時交通量為522 veh/h。
2 計算分析
2.1 計算公式及計算參數(shù)的選取
本文對路面照度的計算采用《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》JTJ026.1-1999中的利用系數(shù)曲線圖計算方法。使用公式（1）進行路面照度計算，使用公式（2）進行入口段長度計算，計算參數(shù)見表1。
（1）式中：Eav為路面平均水平照度；N為燈具布置系數(shù)；η為利用系數(shù)；W為隧道路面寬度；S為燈具間距；M為燈具的養(yǎng)護系數(shù)；Ф為燈具額定光通量。
（2）式中：Dth為入口段長度；Ds為照明停車視距；h為洞口內(nèi)凈空高度。
2.2 計算結(jié)果分析
通過以上計算，得出隧道照明燈具的數(shù)量及入口段與過渡段長度，詳見表2、表3。
從表2、表3可知，在采用60km/h設(shè)計速度時，全隧道照明燈具數(shù)量為235套，燈具總功率為23.89kW；入口段及過渡段長度為165m，布燈方式上需采用雙側(cè)對稱布置。在采用40km/h設(shè)計速度時，全隧道照明燈具數(shù)量為75套，僅為60km/h設(shè)計時速下燈具數(shù)量的31.9%；燈具總功率為5.81kW，僅為60km/h設(shè)計時速下燈具功率的24.3%；入口段及過渡段長度為80m，布燈方式上采用中線布置就能滿足要求。由于布燈方式的不同，還可以節(jié)約大量的電纜、電纜橋架等工程量。所以，在二級公路隧道段采用40km/h設(shè)計速度，不僅能節(jié)約建設(shè)費用，還能節(jié)約運營時的能耗及費用，是建筑節(jié)能設(shè)計很重要的一個環(huán)節(jié)。
3 二級公路隧道采用40km/h設(shè)計速度可行性分析
3.1 從設(shè)計規(guī)范上來講，二級公路隧道采用40km/h設(shè)計速度可行
根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTG B01-2003，《公路路線設(shè)計規(guī)范》JTG D20-2006等規(guī)范于二級公路設(shè)計速度的規(guī)定。
二級公路作為干線公路時設(shè)計速度宜采用 80km/h。二級公路作為集散公路時混合交通量較大平面交叉間距較小的路段設(shè)計速度宜采用60km/h。二級公路位于地形、地質(zhì)等自然條件復(fù)雜的山區(qū)經(jīng)論證該路段的設(shè)計速度可采用40km/h。
隧址區(qū)一般都處于地形、地質(zhì)等自然條件復(fù)雜的地區(qū)，所以在二級公路中選取隧道設(shè)計速度為40km/h是可行的。
3.2 從目前隧道運營情況來講，二級公路隧道采用40km/h設(shè)計速度可行
在二級公路實際運行過程中，為了保證行駛車輛的安全，在進入隧道時，一般均要減速行駛。且隧道限速均為40km/h。所以在二級公路隧道段，選取40km/h設(shè)計速度是可行的。
3.3 從改造技術(shù)上講，二級公路隧道采用40km/h設(shè)計速度可行
在隧道運營過程中，在需要滿足公路提速的要求時，隧道的照明技術(shù)改造極為簡單，主要是增設(shè)部分燈具及改變布燈方式，同時還會增加部分相應(yīng)工程量，但總體來講，不會涉及到隧道結(jié)構(gòu)的改造，所以改造技術(shù)簡單。
4 結(jié)論及建議
（1）二級公路隧道采用40km/h設(shè)計速度是可行性的。
（2）當(dāng)設(shè)計速度為60km/h時，在入口段及過渡段需采用雙側(cè)布燈的方式，而設(shè)計速度為40km/h時，僅采用中線布燈的方式，可以節(jié)約大量的電纜、電纜橋架等工程量；
（3）二級公路隧道段采用40km/h設(shè)計速度，不僅能節(jié)約建設(shè)費用，還能節(jié)約運營時的能耗及費用，是建筑節(jié)能設(shè)計很重要的一個環(huán)節(jié)。
參考文獻
[1]JTG D60-2004，公路隧道設(shè)計規(guī)范[S].重慶交通科研設(shè)計院.
[2]JTG B01-2003，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S]. 交通部公路司.
[3]JTG D20-2006，公路路線設(shè)計規(guī)范[S].中交第一公路勘察設(shè)計研究院.
第2篇：公路隧道照明設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：公路隧道照明“低碳經(jīng)濟“節(jié)能減排”
中圖分類號：U459.2文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：
1 前言
在高速公路建設(shè)中采用隧道節(jié)能照明技術(shù)可以節(jié)約電能，降低運營成本，提高高速公路的經(jīng)濟效益和社會效益。目前隧道照明的節(jié)能，主要是采用高功率因數(shù)的照明燈具(配高效電子鎮(zhèn)流器)、隧道內(nèi)兩側(cè)鋪反射率高的裝修材料、盡量縮短供電電纜長度以減少線路損耗、合理布置配電房的位置、集中調(diào)光控制、減少洞外亮度等方法。為了進一步節(jié)能，設(shè)計者還把隧道內(nèi)的燈具分為全日燈、黃昏燈、白日燈和應(yīng)急燈等幾個回路進行人工或自動的控制。這些方法，雖然有一定的節(jié)能效果，但在實際營運中電能的浪費還是十分嚴(yán)重，營運過程中為了節(jié)約電能產(chǎn)生了照明與行車安全和隧道監(jiān)控之間的矛盾等問題。
2公路隧道運營照明存在問題
近20年來，我國交通運輸部門投入大量科研經(jīng)費，圍繞公路隧道照明工程的實際問題開展技術(shù)研究并取得許多重要成果，強有力地推動了我國公路隧道照明技術(shù)的進步。但在工程設(shè)計、運營管理中仍存在諸多問題，主要表現(xiàn)為以下方面。
2．1 照明設(shè)計參數(shù)有待完善
《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》頒布實施至今已有10余年，在這期間，我國公路隧道數(shù)量、規(guī)模及類型都發(fā)生了較大變化，同時新理論、新技術(shù)、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而部分照明設(shè)計參數(shù)有待進一步修正和完善 ，如短隧道照明設(shè)計方法、洞外亮度L。 (s)參考取值、各照明區(qū)段亮度指標(biāo)等。國際照明委員會(CIE)制定的《公路隧道和地道照明指南》 固然對我國公路隧道照明設(shè)計有借鑒之處，但并不完全適用。
2．2 照明控制方式較為落后
部分高速公路中、短隧道照明無法實現(xiàn)遠(yuǎn)程人工現(xiàn)場實時自動控制，甚至需要隧道管理人員在現(xiàn)場人工控制，若高速公路全線中、短隧道數(shù)量較多，則每日現(xiàn)場工作量較大：一方面，造成不必要的電能浪費；另一方面，耗費較大的人力、物力去開關(guān)照明燈具，運營管理效率太低 。絕大多數(shù)公路隧道照明采用時序分級調(diào)光控制法，雖然其控制模式簡單、可靠，但無法結(jié)合天氣、洞外亮度、交通量等時變參數(shù)從宏觀層面對整個隧道照明系統(tǒng)進行自適應(yīng)控制，同時受照明配電回路所限，只能實現(xiàn)3～6級照明控制等級，“過度照明”、“無效照明”現(xiàn)象較為嚴(yán)重。
2．3 照明節(jié)能理念存在誤區(qū)
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。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 ，這種做法其實忽視了公路隧道照明的特點和本質(zhì)，對隧道行車安全危害極大。
2．4現(xiàn)有隧道照明控制營運中節(jié)能與隧道監(jiān)控的矛盾
隧道監(jiān)控是隧道管理的重要組成部分，目前隧道照明與監(jiān)控之問產(chǎn)生的矛盾主要在夜問。部分營運者為了省電，夜幕降臨時關(guān)閉隧道內(nèi)所有的燈，由于目前國內(nèi)隧道普遍采用非紅外線攝像頭，隧道內(nèi)部一片漆黑，使得無法發(fā)揮有效監(jiān)控，夜間直接造成從攝像頭到監(jiān)視器之問大量設(shè)備電能的浪費。這種問斷的監(jiān)控也不符合重要隧道內(nèi)所需的監(jiān)控要求。夜間，在有人進入隧道或發(fā)生偷盜、破壞等現(xiàn)象，很難被及時發(fā)現(xiàn)，在車輛發(fā)生故障或發(fā)生交通事故時，不但監(jiān)控不到，而且在處理時不能提供必要照明。在設(shè)計中應(yīng)考慮在隧道發(fā)生緊急情況時，隧道內(nèi)燈具能夠根據(jù)需要自動控制照明亮度。比如隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)或擁擠堵塞時，為幫助隧道及時排除危險，系統(tǒng)自動將全部燈點亮，系統(tǒng)的手動控制應(yīng)能夠可以在多處實現(xiàn)，如監(jiān)控中心，隧道管理房或隧道內(nèi)的其他位置等。從安全、監(jiān)控，節(jié)能及所能提供便利等方面綜合考慮，夜問隧道內(nèi)提供適當(dāng)?shù)恼彰魇潜匾摹?/p>
3 公路隧道照明節(jié)能技術(shù)應(yīng)用
針對新建公路隧道和在運營公路隧道不同的照明節(jié)能需求，本文給出了上述節(jié)能措施的應(yīng)用方案。工程實踐表明，綜合運用公路隧道照明節(jié)能技術(shù)，可實現(xiàn)公路隧道照明綜合節(jié)能20 %以上的總體目標(biāo)。
(1)采用先進的隧道照明控制和管理系統(tǒng)在隧道實際運營過程中，隧道照明取值與車速、車流量、洞外光照有密切的關(guān)系。隧道照明控制參數(shù)研究的一個目標(biāo)，是在確保安全的前提下，實現(xiàn)隧道照明的高效節(jié)能。隧道照明節(jié)能綜合控制系統(tǒng)，以檢測得到的洞外亮度、車速、車流量等交通參數(shù)為輸人，以照明節(jié)能控制器為執(zhí)行設(shè)備，開發(fā)照明節(jié)能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)交通參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制燈具亮度，使隧道進出I：1段的加強照明的自動調(diào)光系統(tǒng)與外部光線的強度對應(yīng)，設(shè)置信號反饋控制裝置，力求做在保證安全行駛條件的前提下，實現(xiàn)燈具照明的最優(yōu)控制。
(2)采用隧道照明分區(qū)控制方法
在隧道照明系統(tǒng)中，除按照規(guī)范要求，分為入口段，過渡段，中間段，過渡段，出口段外，并設(shè)置燈光分區(qū)域分組控制系統(tǒng)，當(dāng)夜間車流量減少時，自動采集跟蹤篩選調(diào)整照明燈具數(shù)，從而減少照明能耗。
(3)增大光反射比
選擇合適的燈具，設(shè)置合理的安裝角度，并且處理增大頂棚和墻壁的反光比，使隧道頂棚、墻和路面之間產(chǎn)生多次反射作用，預(yù)計可使隧道照明反射光增量系數(shù)比表面未作處理的隧道約增大20％ ，即可達(dá)到節(jié)電20％左右的效果。
(4)制定有效的管理維護操作規(guī)程
管理維護操作規(guī)程應(yīng)有效的制定長效機制，對隧道內(nèi)光源、燈具等按規(guī)定進行維護，對燈具進行定期清潔工作，對光源和附件進行檢修，尤其是檢查氣體放電光源的無功補償電容有無擊穿，此外還需要對照明控制裝置進行調(diào)整等，提高照明燈具的維護系數(shù)，使照明系統(tǒng)處于良好的工作狀態(tài)下，使隧道照明系統(tǒng)不但滿足照明要求，而且達(dá)到節(jié)能要求?？傊?，隧道照明系統(tǒng)從以上角度，可以有效達(dá)到隧道照明管理節(jié)能。
第3篇：公路隧道照明設(shè)計范文
關(guān)鍵詞: 高速公路隧道照明 設(shè)計參數(shù)節(jié)能措施 控制措施管理措施
目前，陜西省高速公路總里程已突破了3000公里，到2015年高速公路總里程將達(dá)到4100公里。陜西多山，隨著陜西省高速公路隧道照明的費用逐年增加，目前，陜西省的高速公路隧道約占總通車?yán)锍痰?%，2008年我省高速公路隧道照明費用為4500萬元，當(dāng)我省高速公路里程達(dá)到4100公里時，隧道的照明費用預(yù)計將到達(dá)2億元，隧道照明的運營成本將成為一個不容輕視的問題。如何在保證行車安全的前提下，盡可能地節(jié)約照明費用，是高速公路建設(shè)和運營中必須解決的問題之一。
陜西省交通廳和陜西省交通建設(shè)集團及陜西省高速集團對隧道照明的節(jié)能和行車安全歷來非常重視，從2004年起，陜西省交通廳對隧道照明節(jié)能進行了應(yīng)用研究，開展了多項的課題研究和項目攻關(guān)，并將研究的結(jié)果在隨后的全省高速公路的建設(shè)中推廣應(yīng)用，有效地將科研成果迅速轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力。本文對高速公路的隧道照明節(jié)能技術(shù)應(yīng)用做進一步研究提供參考和經(jīng)驗借鑒。
一、設(shè)計參數(shù)的節(jié)能調(diào)整
設(shè)計是工程的根本，準(zhǔn)確合理地采用設(shè)計參數(shù)，能避免較大的能源浪費，是非常有效的節(jié)能途徑之一。我省高速公路建設(shè)起步較晚，隧道照明節(jié)能設(shè)計中的措施與高速公路的飛速發(fā)展極不適應(yīng)，大多數(shù)的隧道照明設(shè)計都存在過度設(shè)計問題，設(shè)計出的隧道照明系統(tǒng)設(shè)計值偏大、保守，對此，我們從設(shè)計上就著手考慮合理的節(jié)能。
1. 選取合適的洞口亮度
一公里的隧道，其加強照明的總功率，約占整個隧道照明功率的70%，而加強照明設(shè)計取決于洞外亮度L20(S)，因此洞外亮度L20(S)是隧道照明系統(tǒng)的設(shè)計基準(zhǔn)之一，洞外亮度L20(S) 的正確設(shè)定，對工程投資和運營電費都有極大的影響。在隧道照明設(shè)計階段，隧道洞外亮度L20(S)在多數(shù)情況下無法實測得到，一般按查表法獲取洞外亮度L20(S) 值。查表獲取的洞外亮度L20(S) 值與實際值存在很大的偏差。根據(jù)《公路隧道通風(fēng)照明的設(shè)計規(guī)范》要求，當(dāng)土建施工的隧道洞口成型后，設(shè)計人員應(yīng)對洞外亮度L20(S)進行實測，設(shè)計的L20(S) 值與實際值誤差大于±25%時，必須對設(shè)計的值進行修正。但在實際工程設(shè)計中很少做到，基本上洞外亮度L20(S)以4000cd/m2取值。為此，2005年8月起，我們組織聯(lián)合課題組歷時半年對公路隧道照明基本設(shè)計參數(shù)進行研究。課題研究主要包括5個方面內(nèi)容：
（1）洞外亮度值傳統(tǒng)測試方法分析；
（2）利用數(shù)碼照片進行洞外亮度測試研究；
（3）隧道洞口段自然光利用研究；
（4）隧道洞外亮度數(shù)據(jù)庫的編制與應(yīng)用；
（5）對實體工程照明設(shè)計優(yōu)化及建議。
通過測試和研究得出，目前陜西省高速公路山區(qū)高速公路隧道洞口亮度的取值采用端墻式洞口取值為3500 cd/m2，削竹式洞口亮度取值為3000cd/m2進行隧道照明設(shè)計，引入端利用自然光后可以減少隧道入口照明燈具，優(yōu)化后的照明設(shè)施和運營費用比原設(shè)計節(jié)約10%-15%，并且該結(jié)果在隨后的高速公路的設(shè)計得到推廣和應(yīng)用。
2. 根據(jù)流量調(diào)整基本段的亮度，分期實施照明系統(tǒng)
隧道基本段照明可根據(jù)時間、交通流量等信息，合理控制照明的運行和停止。在早期的隧道照明設(shè)計中，均采用的車流量大于2400輛/小時來設(shè)計的，但是在實際的統(tǒng)計中，我省高速公路絕大部分車流量都小于2400輛/小時，特別在山區(qū)的高速公路其車流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于700輛/小時，因此造成建設(shè)資金和運營費用的大量浪費。通過調(diào)查統(tǒng)計得出近期內(nèi)福建省高速公路隧道（除沿海高速公路外）車流量都相對較小，大多數(shù)日平均流量小于100輛/小時，中遠(yuǎn)期車流量在700到2400輛/小時之間，因此在對隧道照明設(shè)計時，采用配電線路一次設(shè)計，變電設(shè)備和照明設(shè)備分期實施原則，從而達(dá)到安全節(jié)能的目的。目前陜西山區(qū)高速公路隧道的照明系統(tǒng)按交通量小于700輛/小時來實施，在滿足行車安全的條件下大大節(jié)省了建設(shè)和運營的費用。
二、線路上的節(jié)能措施
1. 增設(shè)自動調(diào)壓設(shè)備
在上世紀(jì)在90年代的初期，在照明系統(tǒng)上興起一種調(diào)壓節(jié)能的方式，當(dāng)時主要針對農(nóng)網(wǎng)電壓不穩(wěn)定的情況，即通過在線路上設(shè)置一限壓或穩(wěn)壓設(shè)備，使高壓鈉燈工作在220V以下，同時利用高壓鈉燈的光通和電壓的非線性，將電壓適當(dāng)降低到200V, 基本保持保持一定的光通，達(dá)到一定的節(jié)能效果。該方式在業(yè)界也有一定的爭議，高壓鈉燈工作在220V的額定電壓的下，其效果最高，燈具的工作狀態(tài)最好，改變燈具的工作電壓，是否節(jié)能，要看在具體的電網(wǎng)環(huán)境；增設(shè)的調(diào)壓設(shè)備，自身的功耗，也是考慮的一大重要因素。
自動調(diào)壓設(shè)備主要采用可控硅調(diào)壓和自耦調(diào)壓兩種方式。可控硅是傳統(tǒng)的電力電子器件,后來開始應(yīng)用到道路照明的節(jié)能上，采用可控硅斬波原理，通過控制晶閘管的導(dǎo)通角，將電網(wǎng)輸入的正弦波電壓斬掉一部分，從而降低輸出電壓的平均值，達(dá)到控壓節(jié)電目的，但其缺點是可控硅交流調(diào)壓會產(chǎn)生高次諧波和線路震蕩,降低燈泡壽命,還會產(chǎn)生電力污染。
自耦調(diào)壓是通過一個自耦變壓器機芯，根據(jù)輸入電壓高低情況，接連不同的固定變壓器抽頭，將電網(wǎng)電壓降低或升高5V、1OV、15V、20V等幾個檔，克服了可控硅調(diào)壓產(chǎn)生諧波的缺陷，實現(xiàn)了電壓的正弦波輸出，結(jié)構(gòu)和功能都很簡單，可靠性也比較高，但是由于其核心部件是一個多抽頭的變壓器，變壓比是固定的，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動時，調(diào)控裝置的輸出電壓也會上下波動，這樣照明的工作電壓仍處在不穩(wěn)定波動狀態(tài)，還有當(dāng)設(shè)備損壞時有可能會造成電壓過高導(dǎo)致燈具大面積燒壞。
通過目前陜西省高速公路使用的電網(wǎng)基本上都是專網(wǎng)，電壓穩(wěn)定，可控硅調(diào)壓現(xiàn)基本上已不采用，而自耦式調(diào)壓也只在個別邊遠(yuǎn)山區(qū)且電網(wǎng)不穩(wěn)定的高速公路上使用。
2. 中壓隧道中壓供電
在早期高速公路長隧道的供電方式大體上均采用在隧道兩端設(shè)立獨立的變電站，由兩端向隧道供電，當(dāng)隧道長度較長（超過2000米）時，這種低壓長距離供電，線損較大，末端電壓也將會受到很大的影響，為了保證供電質(zhì)量和降低損耗，往往需要選擇截面積很大的電纜進行供電，無疑會增加了大量的投資。陜南高速公路的長隧道多，如果采用傳統(tǒng)供電模式，將產(chǎn)生巨大的投資，同時在實際運營中，低壓電纜經(jīng)常性的被盜。針對陜西高速公路的特點，自2005年起對高速公路供配電系統(tǒng)進行了不斷的技術(shù)攻關(guān)，并吸收了國內(nèi)外先進的中壓供電技術(shù)，從2005年開始在新建的高速公路上采用了將10kV中壓引入隧道且結(jié)合地埋式變壓器應(yīng)用的供電模式，保證了隧道長距離供電的需求，成功地解決了長隧道供電的問題，同時采用中壓供電，可節(jié)省大量的建設(shè)資金，降低了線纜的損耗。
三、燈具布設(shè)的措施
在設(shè)計規(guī)范中，中間段燈具的布設(shè)方式有中線布置、兩側(cè)交錯布置和兩側(cè)對稱布置等三種形式。早期的福建省高速公路隧道照明設(shè)計中，中間段燈具布設(shè)方式采用中線布置和雙側(cè)對稱布設(shè)兩種方式，中線布設(shè)效率最高，但是維護不便，需要封閉整座隧道才能進行，對高速公路通行影響很大；雙側(cè)對稱布設(shè)需要兩側(cè)都鋪設(shè)線纜，燈具密度大，造成建設(shè)資金的增加，也加大了運營維護的費用。通過了大量的研究、燈具配光計算和試驗，在新建的高速公路隧道照明中采用新型的布燈方式：單側(cè)布燈方式。此種布設(shè)比中線布設(shè)方式好維護，只需封閉單個車道即可進行維護作業(yè)；與雙側(cè)布燈相比，可節(jié)省一半的線纜，并且減少了燈具的布設(shè)密度，大大節(jié)省了建設(shè)和運營的費用。單側(cè)布燈會存在路面照度不很均勻情況，通過了現(xiàn)場的實際檢測，單側(cè)布燈路面照明均勻度尚能滿足規(guī)范的要求。但單側(cè)布燈也存在著光通利用率不高的問題，從設(shè)計規(guī)范上看，隧道照明的重點在路面及隧道壁2米以下，而2米以上的空間不做要求，高壓鈉燈的單側(cè)布燈，應(yīng)受限于燈具的配光曲線，較大一部分光照射到2米以上的空間，通過幾年的觀察、研究以及人群的調(diào)查，總結(jié)中間布燈、雙側(cè)布燈、單側(cè)布燈的優(yōu)缺點，目前修改為中間偏右的方式，安裝示意圖見圖1。
圖1 隧道內(nèi)基本段單側(cè)燈具安裝示意圖
四、燈具的節(jié)能措施1. 采用高壓鈉燈電子整流器
高壓鈉燈是高強度放電燈中的一種，其具有極好的光效（120lm/W）和合適的光波長，但是，傳統(tǒng)高壓鈉燈采用的電感式鎮(zhèn)流器存在功率因數(shù)低和自身損耗大的缺點，嚴(yán)重影響高效光源的利用，雖然各高壓鈉燈均采用了電容補償，但由于補償電容的壽命都短于燈具的壽命，且當(dāng)電容失效時不影響燈具的工作，在通車的隧道特殊環(huán)境中，不易發(fā)覺電容效。大量低功率因數(shù)電器的使用，對電網(wǎng)造成污染，電能得不到充分利用。
為解決電感式鎮(zhèn)流器的缺點， 2005年開始在西漢高速公路隧道進行電子鎮(zhèn)流器的試點應(yīng)用，電子鎮(zhèn)流器不但可以做到很高的功率因數(shù)（0.97以上），自身損耗小，具有顯著的節(jié)能效果，而且還能在很寬的電壓范圍內(nèi)點燈工作，很好地解決了電感式鎮(zhèn)流器的缺點。但是電子式鎮(zhèn)流器的工作頻率一般在20kHz 以上,高壓鈉燈在這個頻率下極易發(fā)生聲諧振, 使得放電管中原來的熱力學(xué)平衡狀態(tài)被破壞,對外直接表現(xiàn)為光強不穩(wěn),亮度閃爍, 嚴(yán)重影響照明效果, 甚至造成燈管炸裂，對大多數(shù)電子鎮(zhèn)流器而言, 其輸出多呈恒流特性, 嚴(yán)重聲諧振時, 電弧可能突然熄滅, 導(dǎo)致電路中產(chǎn)生過電壓, 如果保護功能不夠完善, 就有可能造成鎮(zhèn)流器的徹底損壞，同時由于電子整流器目前還不能夠完全通用，存在與光源匹配問題，給設(shè)備維護造成很大的麻煩。由于吉坑隧道外電壓波動大，燈具損壞嚴(yán)重已恢復(fù)原來的電感式整流器，其他幾個試驗段燈具損壞率在2.3%左右，目前還在使用。
電子整流器技術(shù)還不完全成熟，特別在高速公路隧道這種惡劣的環(huán)境下，存在問題更多，因此到目前為止依然難以在我省高速公路隧道照明中得到大規(guī)模的推廣應(yīng)用。
2. 采用電磁感應(yīng)無極燈
無極燈是近幾年國內(nèi)外電光源界著力研發(fā)的高新技術(shù)產(chǎn)品，綜合了電子學(xué)、等離子學(xué)、磁性材料學(xué)等領(lǐng)域最新科技成果。它通過以高頻感應(yīng)磁場的方式將能量耦合到燈泡內(nèi)，使燈泡的氣體雪崩電離形成等離子體，等離子體受激發(fā)原子返回基態(tài)時自發(fā)輻射出254nm的紫外線，燈泡內(nèi)壁的熒光粉受紫外線激發(fā)而發(fā)出可見光。它與傳統(tǒng)高壓鈉燈光源最大的不同之處在于無電極、壽命長（50000小時）、光衰低、恒功率輸出，可大大節(jié)省維護費用。此外，無極燈可采用智能控制技術(shù)，實現(xiàn)自身調(diào)光控制。
2007年開始，在陜西省高速公路隧道應(yīng)急照明和短隧道進行無極燈試點應(yīng)用，當(dāng)時一方面考慮無極燈的最大優(yōu)點是壽命長，而陜西隧道中的應(yīng)急燈照明24小時工作，在2007年以前建設(shè)的隧道中采用的普通熒光燈和高壓鈉燈壽命（即穩(wěn)定光通時間）有限，普通熒光燈壽命一般在5000小時，高壓鈉燈壽命在15000小時，特別是普通熒光燈維護量較大，給運營管理帶來較大的麻煩。另一方面考慮電磁感應(yīng)無極燈燈泡內(nèi)壁采用的是熒光粉，其光線的波長不像高壓鈉燈那樣具有透霧性，而在隧道中因通風(fēng)問題、汽車尾氣等，常有煙霧出現(xiàn)，因此在長隧道的基本照明仍采用高壓鈉燈，以利于行車安全。
經(jīng)過了幾年實踐總結(jié)，筆者認(rèn)為無極燈壽命長的優(yōu)點更大于節(jié)能的意義，從光學(xué)指標(biāo)上看，無極燈的光效尚低于高壓鈉燈，在實測中無極燈的照度也低于高壓鈉燈。當(dāng)然，目前在學(xué)術(shù)上還有白光照明和高壓鈉燈照明對人眼視覺影響的爭議，主要在測試的照度儀表和人眼瞳孔所接受照度的差異，我們也在對白光照明在隧道中的應(yīng)用做進一步的研究。目前我們認(rèn)為無極燈適用于應(yīng)急燈、緊急停車帶、橫洞等，在陜西省高速公路后續(xù)新建的隧道中的應(yīng)急照明、緊急停車帶照明均采用無極燈，并在已運營的隧道應(yīng)急照明也逐步采用無極燈代替熒光燈和高壓鈉燈。
經(jīng)過多次的實驗和調(diào)查，無極燈作為白光照明，不適用于隧道入（出）口段的加強照明，隧道口采用無極燈并不能有效的消除黑洞效應(yīng)。無極燈也不適用于短隧道的基本照明。
3.采用LED照明燈具
LED作為一種新型光源, 具有壽命長、發(fā)光效率高、功耗低、啟動時間短、顯色指數(shù)高、工作溫度低、方向性好、工作電壓低、無紫外輻射、環(huán)保等眾多優(yōu)點，已經(jīng)在一些照明領(lǐng)域應(yīng)用。隧道照明應(yīng)用新型LED隧道燈具有其他燈源無法比擬的優(yōu)勢，LED做為半導(dǎo)體照明，雖然目前工程應(yīng)用中的芯片光效還達(dá)不到高壓鈉燈的光效，但其定向性強，燈具光通利用率高，特別在隧道應(yīng)用中，較好的將照明的重點控制在路面及隧道壁2米以下，帶來了很大的節(jié)能的空間，目前在國內(nèi)已經(jīng)有部分隧道照明工程使用了LED隧道燈。從2007年4月起，陜西省高速公路也開展了LED隧道應(yīng)用研究工作，跟相關(guān)單位聯(lián)合成立了課題研究小組，對全國16個LED廠家進行跟蹤測試，并選用了兩家燈具分別安裝在高速公路部分隧道左右洞，進行各個照明段的跟蹤測試，從近一年的跟蹤測試，LED照明基本上能達(dá)到30%的節(jié)能。但我們發(fā)現(xiàn)目前LED隧道照明還存在著一些問題，目前市場上LED燈具的質(zhì)量差距較大，從吳子高速公路隧道對全國16個LED廠家一年的跟蹤測試看，燈具完好未發(fā)生故障的僅有3家；光衰較大、色溫漂移嚴(yán)重，上述16個LED廠家一年的光衰均在50%以上，各別廠家的燈具色溫漂移達(dá)1000以上，兩家燈具光衰達(dá)5%；驅(qū)動電源壽命短，上述16個廠家電源不合格的占一半以上，兩廠家燈具3個月內(nèi)也發(fā)生過部分燈具的質(zhì)量問題。
雖然，LED照明燈具存在一些問題，但LED照明是節(jié)能照明的發(fā)展方向，隨著芯片技術(shù)發(fā)展和成本的進一步下降，特別是隧道白光照明理論的深入研究，LED隧道照明將會在高速公路隧道照明中得到更廣泛的應(yīng)用。
五、控制措施
陜西省高速公路長隧道都設(shè)有隧道洞口加強照明閉環(huán)控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)為：在隧道的洞外設(shè)置亮度檢測設(shè)備，在入口段設(shè)置照度檢測洞內(nèi)照度，檢測設(shè)備自動檢測洞內(nèi)外光亮度值，由本地控制器上傳送入監(jiān)控分中心計算機，經(jīng)計算機處理后產(chǎn)生控制方案，并將控制指令下傳到本地控制器，由本地控制器控制照明驅(qū)動單元執(zhí)行，分別控制相應(yīng)的照明回路。這種動態(tài)的控制可達(dá)到既安全，又可節(jié)能?？刂屏鞒虉D見圖2。
圖2隧道洞口照明閉環(huán)控制
但該系統(tǒng)在照明控制中沒得到很好的應(yīng)用，一方面，在建設(shè)階段，洞口加強照明閉環(huán)控制系統(tǒng)均通過簡單的設(shè)置閥值以達(dá)到控制目的，但實際應(yīng)用中，由于種種的邊界因素，是要通過較長時間的洞口環(huán)境調(diào)查，建立一定的數(shù)學(xué)模型，才可實現(xiàn)適用的控制。目前在控制系統(tǒng)的建設(shè)實施階段，基本做不到上述的程度，運營中，系統(tǒng)適用差，營運人員都轉(zhuǎn)為時間控制形式，因此系統(tǒng)長期不用。另一方面，閉環(huán)控制系統(tǒng)中的亮度計和照度計設(shè)置在隧道洞口，其環(huán)境較差，特別是洞外的亮度計，常年風(fēng)吹雨曬，而且還會經(jīng)常性的雷擊，因此日常需要良好的養(yǎng)護和維修，但目前由于種種原因，養(yǎng)護總是不到位，實際運營中基本上以時控或人控方式代替。
由于隧道洞口照明的功率占隧道中功率的大部分，而運營中洞口照明又要根據(jù)季節(jié)、時間、隧道朝向、氣候等因素調(diào)節(jié)，隧道照明的難點就在洞口照明，也是隧道節(jié)能的重點和關(guān)鍵。2008年，我們在陜西高速終南山隧道左洞進行自動調(diào)節(jié)照明亮度試驗和重點研究，該課題采用無極燈的電子鎮(zhèn)流器實現(xiàn)無極照度調(diào)節(jié)，控制系統(tǒng)采用DALI總線方式，無極燈的鎮(zhèn)流器組合與調(diào)光控制DALI分控制器（Slave）制造成一體，通過DALI主控制器（Master）可對每個鎮(zhèn)流器（Slave）分別尋址，實現(xiàn)單燈無極調(diào)控。該系統(tǒng)已初步能實現(xiàn)隨洞口照度無極調(diào)節(jié)的功能，為考核系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，目前系統(tǒng)還在進一步的測試中。
六、管理措施
良好的管理措施對隧道照明的節(jié)能起到相當(dāng)大的作用，根據(jù)我們近十年的運營經(jīng)驗，管理措施可歸納幾個方面：（1）徹底了解和領(lǐng)會隧道照明的設(shè)計意圖和相關(guān)的規(guī)范要求；（2）控制好隧道洞口照明是實現(xiàn)隧道照明節(jié)能的關(guān)鍵；（3）基本照明應(yīng)根據(jù)車流做合理的調(diào)整；（4）制定合理的照明方案；（5）隧道照明的燈具的清潔維護是隧道照明管理的重點，保證燈具較高的養(yǎng)護系數(shù)；（6）定期批量更換光源，使照明光源運行在高效的工況?？傊?，通過對隧道照明系統(tǒng)進行維護，使照明系統(tǒng)始終處于良好的工作狀態(tài)下，滿足隧道照明要求，達(dá)到管理上的節(jié)能。
七、結(jié)語
高速公路隧道照明節(jié)能涵蓋的內(nèi)容是多方面的，要實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能，就要在各個環(huán)節(jié)都要實施節(jié)能措施。設(shè)計環(huán)節(jié)的節(jié)能是節(jié)能的基礎(chǔ)，消除過度設(shè)計、選擇合適的參數(shù)、根據(jù)車流情況分期實施等都是實現(xiàn)節(jié)能的基礎(chǔ)工作。管理環(huán)節(jié)是實現(xiàn)隧道照明節(jié)能的關(guān)鍵，提高養(yǎng)護系數(shù)，制定合理照明方案等都是隧道照明的重點。采用各種控制方式和消除中間損耗，以及終端光源的研究創(chuàng)新是實現(xiàn)隧道照明節(jié)能的重要手段，尤其是節(jié)能型光源和燈具的采用。
第4篇：公路隧道照明設(shè)計范文
關(guān)鍵詞LED 照明 公路隧道 節(jié)能 調(diào)光
中圖分類號： U459.2 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：
1 前言
交通運輸行業(yè)是國家確定的節(jié)能減排的重點行業(yè)之一，國務(wù)院明確要求加快建設(shè)以低碳排放為特征的交通運輸體系，發(fā)展資源節(jié)約型、環(huán)境友好型交通行業(yè)。作為交通領(lǐng)域節(jié)能減排重點，隧道節(jié)能備受社會關(guān)注。
以湖南省某3km長高速公路隧道為例，其照明總功率接近300kw，按照每天有一半左右的燈工作，電費按0.6元/度計算（實際電價還在不斷升高），每年的電費大約是80萬元，每天平均是2160元，如果將3km的隧道折算成多座中短隧道，例如換成10座300m的隧道，由于這些隧道主要都是加強照明，其照明總功率接近1400kw，按照每天有一半左右的燈工作，電費按0.6元/度計算，每年的電費大約是307萬元，每天平均是8400元，電費的支出將更是驚人。
隧道照明成了困擾公路運營單位的沉重經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。而為節(jié)約隧道照明費用，減少電費支出，國內(nèi)部分隧道，特別是剛建成通車且車流量不大的高速公路隧道，出現(xiàn)了運營管理部門關(guān)閉部分隧道燈，或關(guān)閉一側(cè)燈光，甚至全部關(guān)閉的極端現(xiàn)象，嚴(yán)重影響安全行車。如何解決安全行車與節(jié)約能源之間的矛盾，達(dá)到“安全行車與高效節(jié)能的完美結(jié)合”，是擺在當(dāng)前隧道管理者、建設(shè)者、運營者面前一項急需解決的重大任務(wù)。
2 隧道照明光源
隧道照明中一般選用的光源主要有熒光燈、高壓鈉燈、低壓鈉燈和高壓汞燈以及新興的LED燈等。隧道常用光源性能對比如下表所示
從表格數(shù)據(jù)得出LED燈具有顯色性好，色溫高，壽命長，電源效率高，光效出眾的優(yōu)勢，可見LED燈具作為隧道燈具具備先天的優(yōu)勢。
3 隧道照明節(jié)能控制方式
3.1 隧道照明節(jié)能控制一般原理
隧道照明最根本的要求是:滿足司機視覺要求，滿足人眼適應(yīng)曲線。
隧道照明節(jié)能控制原理，即是在一定隧道條件下，不同運營工況及外部環(huán)境條件下最優(yōu)計算隧道照明需求并實時精確控制照明輸出的方法。這主要包含了兩個方面的內(nèi)容：一是，照明需求的最優(yōu)化計算；二是，實時精確的照明控制輸出。
“照明需求的最優(yōu)化計算”實際是要滿足規(guī)范的要求，是對現(xiàn)有規(guī)范的執(zhí)行。設(shè)計中以交通量、車速參數(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計參數(shù)一般考慮了遠(yuǎn)期的照明需求，目前也有采用分期實施的做法。
“實時精確的照明控制輸出”實際是理論與實際的有效結(jié)合，實現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、性價比高、控制精度高照明系統(tǒng)。
實時精確的照明控制輸出對于節(jié)能的一般原理，如下圖示(x 軸時間T，y 軸亮度需求L)。傳統(tǒng)的分級控制方式（曲線C1）照明亮度等級少，控制響應(yīng)及調(diào)整頻率低，造成能源浪費。動態(tài)調(diào)光方式整個照明控制輸出接滑曲線，可以快速響應(yīng)跟蹤照明需求曲線，可以得到最優(yōu)的控制效果并能夠達(dá)到節(jié)能的目的。
Q 照明計算需求曲線，C1 傳統(tǒng)分級照明供給控制曲線，C2 節(jié)能照明控制供給控制曲線
3.2 隧道照明節(jié)能控制方法
1) 傳統(tǒng)的回路分級節(jié)能控制
在隧道設(shè)計時，采用規(guī)范中的算法表計算所需的調(diào)光回路；屬于靜態(tài)控制，即只能按固定模式進行控制，主要根據(jù)人工或者傳感器反饋的固定闕值來進行判斷。
具體做法分為兩個部分，一部分是對于隧道口部照明的控制，根據(jù)室外亮度檢測裝置，對隧道口部加強照明燈具經(jīng)行部分關(guān)閉，來降低隧道口部的亮度。
另一部分就是隧道基本照明燈具根據(jù)隧道的運營時段需要（白天、夜間、午夜）對基本照明燈具進行批量的關(guān)閉，以實現(xiàn)對亮度的控制。
2）智能化的亮度精確節(jié)能控制
在隧道設(shè)計時，按最高標(biāo)準(zhǔn)進行計算；屬于動態(tài)控制，即能根據(jù)隧道的實時狀態(tài)進行相應(yīng)的精確亮度控制輸出，控制范圍從10%-100%，涵蓋了任何參數(shù)的影響范圍（各類參數(shù)的細(xì)小變化都能直接反應(yīng)到控制結(jié)果上），并且能與其它機電系統(tǒng)進行聯(lián)動控制（如消防系統(tǒng)聯(lián)動應(yīng)急照明）。
亮度節(jié)能控制方法現(xiàn)在主要有兩種控制模式：
分級調(diào)光LED控制系統(tǒng)
無級調(diào)光LED控制系統(tǒng)
在亮度控制方法上建議采取無級調(diào)光方式，相比分級調(diào)光，無級調(diào)光在精確度上更高，更能滿足環(huán)境參數(shù)變化范圍大的隧道，節(jié)能優(yōu)勢更顯著，控制方式更合理。
3.3．回路控制方式與智能化控制方式的對比
傳統(tǒng)的回路控制方式之所以沒有智能化的亮度控制方式節(jié)能、安全、高效，是因為：
a．洞外亮度指標(biāo)固化，對適應(yīng)季節(jié)、時間段變化方面不夠靈活。
隧道加強照明標(biāo)準(zhǔn)值是根據(jù)隧道洞外亮度乘以一個系數(shù)得來的。以80km/h的雙車道單向交通為例，若設(shè)計交通量大于等于2400輛/h時，其入口段的亮度折減系數(shù)為0.035。下圖為不同的洞外亮度情況下加強照明能耗相對百分比，以4000 cd/為100%。從圖中可以看出，洞外亮度對隧道能耗影響相當(dāng)大。這也給節(jié)能帶來了相當(dāng)大的空間。雖然在設(shè)計隧道照明時，我們要求按照夏天中午時的最大洞外亮度進行計算，并考慮到足夠的冗余，以確保運營期間的每一天且燈具的亮度衰減到額定值的下限時，洞內(nèi)照明強度依舊能夠滿足規(guī)范要求。但在實際運營期間，洞外亮度會隨著天氣、季節(jié)和時辰的不同而每時每刻都在變化，而且肯定不是一個固定數(shù)值，相關(guān)參數(shù)、要求也對應(yīng)的在變換。
從上圖我們也可以看出晴天分級調(diào)光系統(tǒng)與LED無級調(diào)光系統(tǒng)的調(diào)光功率、能耗對比。圖中曲線上部的面積即為浪費的電能，它是實際需求能耗的三倍以上。即使是應(yīng)用傳統(tǒng)四級調(diào)光系統(tǒng)的LED燈，其晴天的能耗也是實際需求的2倍。
夜晚加強段的過度照明
對于東西走向的隧道而言，若入口位于隧道的東側(cè)，則上午陽光照射到東面，使洞口亮度較高。午后東面山體轉(zhuǎn)為陰暗面，洞外亮度急劇下降，這使得入口段加強照明的強度較上午又大幅減小。采用亮度智能無級控制后，洞內(nèi)照明就會順應(yīng)下圖的這種變化，其LED功耗夏至晴天照明能耗僅為鈉燈的18%，冬至?xí)r僅為12%，節(jié)能高達(dá)80%以上。
b．設(shè)計維護系數(shù)和冗余所產(chǎn)生的電能浪費
通常在設(shè)計燈具功率時，必須考慮一定的維護系數(shù)，以確保運營過程中當(dāng)光源亮度衰減和燈具受到污染而使亮度下降30%以上時，其照明強度依舊能夠滿足規(guī)范要求。在《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》中，維護系數(shù)取0.7。如某一隧道基本照明選用100W的燈具亮度剛好滿足規(guī)范要求，則在實際設(shè)計時必須選用功率大于143W的燈具。即使這樣，也還是會有風(fēng)險，因為倘若光源光效稍微差一點，就有可能造成運營一段時間后亮度低于規(guī)范要求。因此為了確保隧道照明始終能夠滿足規(guī)范要求，通常設(shè)計時還需要考慮一定的設(shè)計冗余。一般在1.2倍左右。上面100W剛好滿足的燈實際的設(shè)計功率應(yīng)在170W左右才符合要求。在實際運營期間，如果單側(cè)開燈，則亮度不夠，如果雙側(cè)開燈，則過度照明現(xiàn)象嚴(yán)重，這是恒定亮度燈具的一大弊端。
夜晚的過度照明
如果采用LED亮度無級控制，即可有效地防止由于設(shè)計維護系數(shù)和冗余所產(chǎn)生的電能浪費現(xiàn)象。
c．隧道照明的分時、分路控制造成頻閃效應(yīng)的再次出現(xiàn)，嚴(yán)重影響安全
在設(shè)計隧道照明方案時，要考慮到人的明適應(yīng)和暗適應(yīng)因素，重視過渡空間和過渡照明的設(shè)計，避免頻閃效應(yīng)。但在實際隧道的設(shè)計中，隧道照明多采用分時、分路控制。在運營過程中，為節(jié)約能源或降低晚間的照明，往往會關(guān)閉部分照明，使得頻閃效應(yīng)再次出現(xiàn)，對行車的安全造成了威脅。
LED亮度智能無級控制系統(tǒng)采用的是無級智能單路控制，無須分路控制，且全天候總體照度調(diào)節(jié)，可根本上解決頻閃效應(yīng)的再次出現(xiàn)，實現(xiàn)減排的目的。
分路控制造成的照明不足和頻閃影響行車安全
d．隧道照明燈具的質(zhì)保期過短、更換頻繁、日常維護費用高昂
熒光燈應(yīng)用于隧道照明中，雖然新購燈具的費用相對較低，但一般情況下需隔年更換一次，最長也不過三年。有的隧道即使采用了LED燈具，因其全天候的滿負(fù)荷（100%功率）工作，光衰較為明顯、導(dǎo)致其不得不提前更換，且目前國內(nèi)廠家的質(zhì)保期多為18-24個月。燈具的頻繁更換與當(dāng)今節(jié)能低碳的主題不符。
LED亮度智能無級控制系統(tǒng)因是根據(jù)洞外亮度采用無級調(diào)光控制，60-80%的照明時間的功率僅為滿負(fù)荷的40-50%，可大大延長發(fā)光體壽命，延遲光衰。故系統(tǒng)質(zhì)保期為5年完全可以實現(xiàn)。
e、傳統(tǒng)分級照明控制系統(tǒng)與智能無級調(diào)光照明控制系統(tǒng)對比表
4 智能無極調(diào)光控制方式更利于節(jié)能
智能無級調(diào)光控制系統(tǒng)較普通分級控制系統(tǒng)控制方式靈活，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，全程自動控制，節(jié)能性能卓越。智能無級調(diào)光控制系統(tǒng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：
(1)由于隧道照明系統(tǒng)的加強照明功率能夠根據(jù)洞外亮度實時調(diào)整，因此一年中只有夏天的中午燈具才接近滿功率工作，大多數(shù)時間均在10%-60%的功率下工作，而基本照明的設(shè)計冗余留到遠(yuǎn)期再用，近期的工作功率也低于燈具的額定功率。這使得燈具和電源的長期工作溫度非常低，不僅可大幅減少LED的光衰，還延長LED和電源的壽命。
(2)下半夜功率可同步減半，燈具配光特性保持不變，避免了關(guān)燈過多所產(chǎn)生的危及行車安全的頻閃效應(yīng)。
(3)系統(tǒng)設(shè)計簡單、可靠，只須2個控制回路，一個基本照明回路和一個加強照明回路。且為保障安全，控制與供電系統(tǒng)在物理結(jié)構(gòu)上分離，互不影響，當(dāng)控制系統(tǒng)失效時，有5種冗余方案可供應(yīng)急使用；最差的情況下，當(dāng)控制系統(tǒng)整體癱瘓失靈，所有的照明設(shè)備將滿功率工作，不會使隧道處于黑暗之中。
(4)當(dāng)隧道未達(dá)到設(shè)計車流量時，可依據(jù)規(guī)范對洞內(nèi)照明強度進行相應(yīng)折減，折減量可根據(jù)需要任意設(shè)定，以確保在滿足規(guī)范的前提下最大限度地節(jié)約電能，避免過度照明，使系統(tǒng)真正實現(xiàn)了設(shè)計師所追求的按需照明的設(shè)計理念。
(5)聯(lián)動性強，可與其它子系統(tǒng)兼容并聯(lián)動，完全達(dá)到建設(shè)機電一體化綜合控制平臺的要求。
(6)完全智能化的控制機制，可自適應(yīng)調(diào)整控制方案，無需人工干預(yù)，可遠(yuǎn)程進行維護和監(jiān)控，減少人工，提高管理效率。
隧道照明能耗浪費巨大，絕非照明設(shè)計的不合理。相反，隧道照明設(shè)計絕大多數(shù)都是合理的。歸納起來，電能浪費的根本原因在于：現(xiàn)有控制節(jié)能方式無法適應(yīng)洞外亮度變化，光源光衰較大導(dǎo)致維護系數(shù)取值較低，傳統(tǒng)及大部分LED燈具亮度無法控制使之不能實現(xiàn)按需照明以及精確的控制。因此，在公路隧道照明領(lǐng)域，采用亮度可控的燈具以及精確的控制方法是消除過度照明的最佳途徑。
LED亮度智能無級控制系統(tǒng)應(yīng)用于公路隧道照明，既可起到安全通行的目的，又可起到節(jié)能降耗的目的。
參考文獻
[1] 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). JTJ 026.1―1999 《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》
第5篇：公路隧道照明設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：隧道照明節(jié)能；節(jié)能措施
Abstract: according to the needs of lighting technology field has been lighting pursuit of the ideal form, as the traditional lighting source is difficult to control, and again when the design must be considered enough design redundancy, therefore highway tunnel lighting and power are common excessive waste huge phenomenon, excessive lighting energy consumption as high as 50% ~ 90%. Along with the development of LED lighting, bright brightness intelligence without level control has become a reality.
Keywords: tunnel lighting energy saving; Energy saving measures
中圖分類號：TE08文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
1.引言
目前對于隧道照明的節(jié)能措施，主要是采用高功率因數(shù)的照明燈具（配高效電子鎮(zhèn)流器）、盡量縮短供電電纜長度以減少線路損耗、合理布置隧道配電站的位置、集中調(diào)光控制、減少洞外亮度等方法。為了進一步節(jié)能，設(shè)計者還把隧道內(nèi)的燈具分為全日燈、黃昏燈、白日燈和應(yīng)急燈等幾個回路進行人工或自動的控制?？v觀現(xiàn)有的這些方法，雖然有一定的節(jié)能效果，但在實際運行中還是存在著電能的浪費現(xiàn)象。
2.隧道照明系統(tǒng)功耗偏高的因素
影響照明功耗的主要因素有控制模式、洞外亮度。本文主要針對這幾個因素進行討論。
隧道照明設(shè)計者依據(jù)規(guī)范通常把隧道分為入口段、過渡段、中間段和出口段等四個段來設(shè)計照明。各段的長度和照度（lx）是從全年行車安全要求出發(fā)，對洞內(nèi)最大照度的設(shè)計是以全年洞外最大亮度和最高行車時速來確定隧道內(nèi)各段的燈具功率和燈具分布密度。能夠?qū)崿F(xiàn)照明自動控制的非常有限，通常因線路布線回路的限制，只能做到2、3級人工或自動控制，對于如天氣、車速、車流量等參數(shù)只是在設(shè)計階段給予以最大值考慮，最終各段照明的長度和照度也始終是處于最大值狀態(tài)。對于天氣、車速、車流量等時變參數(shù)無法從宏觀上對整個隧道的照明進行自適應(yīng)方式調(diào)制。因此，目前這種傳統(tǒng)設(shè)計與使用的隧道照明系統(tǒng)存在著大量電能浪費問題。
隧道內(nèi)加強照明的標(biāo)準(zhǔn)值都是根據(jù)隧道洞外的亮度乘以一個系數(shù)得來的。以80km/h的雙車道單向交通為例，若設(shè)計交通量大于等于2400輛/h時，其入口段的亮度折減系數(shù)為0.035。（圖1-1）為不同的洞外亮度情況下加強照明能耗相對百分比，以4000 cd/為100%。從圖中可以看出，洞外亮度對隧道能耗影響相當(dāng)大。這也給節(jié)能帶來了相當(dāng)大的空間。根據(jù)《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》，入口段亮度可按下式計算： Lth=k•L20(S) (式1-1)
（圖1-1）
式中，Lth為入口段亮度，k為入口段亮度折減系數(shù)，L20(S)為洞外亮度。雖然在設(shè)計隧道照明時，我們要求按照夏天中午時的最大洞外亮度進行計算加強照明的亮度，并考慮到足夠的冗余，以確保運營期間的每一天且燈具的亮度衰減到額定值的下限時，洞內(nèi)照明強度依舊能夠滿足規(guī)范要求。但在實際運營期間，洞外亮度會隨著天氣、季節(jié)和時間的不同而每時每刻都在變化，即式(1-1)中的L20(S)時刻在變化，它會從幾十坎德拉變化到幾千坎德拉。L20(S)變化了，依據(jù)公式Lth也應(yīng)隨之變化，這種照明方式才是合理的。如果L20(S)變化而Lth不變或者僅簡單地分幾個等級進行變化，都會造成巨大地電能浪費。
3.LED照明亮度無級控制
目前隧道照明的能耗有70%左右是浪費在過度照明上。因此，隧道照明節(jié)能，首先必須從減少過度照明著手。若要減少過度照明，就要求照明燈具的功率能夠根據(jù)需要進行調(diào)控。調(diào)整照明強度有兩種方式，一是采用多回路進行分級調(diào)光。通常最多只分到6級，即白天4級，夜晚2級。這種簡單分級方式依舊存在較為嚴(yán)重的過度照明。二是采用無級調(diào)光。這種方式只需要二個回路，即基本照明回路和加強照明回路。這種無級調(diào)光方式是基于LED光源基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。它可使燈具亮度根據(jù)需要任意調(diào)整，隧道內(nèi)需要多亮，照明燈具就提供多大的亮度，在滿足規(guī)范的前提下避免了過度照明，最大限度地節(jié)約了電能。
圖(2-1)為隧道LED照明亮度智能無級控制系統(tǒng)方案。洞外亮度監(jiān)測裝置將檢測到的隧道洞外亮度信號傳送至控制裝置上，再由其換算后輸出0～5V直流模擬信號去控制LED燈具的輸出功率，從而達(dá)到控制被照場所亮度的目的。
圖(2-1)
3.1控制方式
隧道內(nèi)照明的特點是工作時間長，根據(jù)這一特點，在設(shè)計照明亮度時考慮了足夠的冗余量。但在使用時，我們并不需要將設(shè)計冗余全部用上，而是需要多少功率就提供多少功率。在未來若干年內(nèi)，當(dāng)燈具出現(xiàn)一定的光衰時，可通過控制系統(tǒng)相應(yīng)增加燈具的輸出功率，使隧道內(nèi)的基本照明強度始終都能滿足規(guī)范要求而又不會產(chǎn)生過度照明。
3.2 LED調(diào)光控制的優(yōu)越性
隧道采用LED照明亮度智能無級控制系統(tǒng)后，節(jié)能只是其優(yōu)越性的一個方面。由于節(jié)能，它的工作溫度絕大部分時間都處在一個較低的水平。而工作溫度的降低，又會衍生出其他的效益：
(1)亮度無級控制，比分級控制的同類燈具更節(jié)能40%，比鈉燈照明節(jié)能70%～90%。
(2)由于一年中只有夏天的中午，加強照明燈具才接近滿功率工作，大多數(shù)時間均在10%～60%的功率下工作;而基本照明的設(shè)計冗余留到遠(yuǎn)期再用，近期的工作功率也低于燈具的額定功率。這使得燈具和電源的長期工作溫度非常低，不僅可大幅減小LED的光衰，還延長了LED和電源的壽命。
(3)下半夜功率可同步減半，燈具配光特性保持不變，避免了單側(cè)關(guān)燈所產(chǎn)生的危及行車安全的斑馬效應(yīng)。
(4)系統(tǒng)設(shè)計簡單，只須2個回路，即一個基本照明回路和一個加強照明回路?；菊彰饔旨鎽?yīng)急照明；當(dāng)市電斷電時，所有基本照明的功率均降至額定功率的10%，從而確保了照度的均勻性。
(5)當(dāng)隧道未達(dá)到設(shè)計車流量時，可依據(jù)規(guī)范對洞內(nèi)照明強度進行相應(yīng)折減，折減量可根據(jù)需要任意設(shè)定，以確保在滿足規(guī)范的前提下最大限度地節(jié)約電能，避免過度照明，使系統(tǒng)真正實現(xiàn)了設(shè)計師們追求的按需照明的設(shè)計理念。
(6)與分級調(diào)光系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)可節(jié)約相當(dāng)數(shù)量的電纜、控制箱及相應(yīng)電氣的費用。4.結(jié)束語
采用LED隧道照明可簡化供電回路設(shè)計，節(jié)約電纜與變壓器的投資；LED調(diào)光控制可基于洞外亮度與交通量，實現(xiàn)按需照明，大大減少照明能耗;雖然目前LED隧道燈比高壓鈉燈貴，但實現(xiàn)調(diào)光控制后這具有顯著的經(jīng)濟效益，投資回收期一般為3年左右。
參考文獻
[1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》(JTJ 026.1―1999)，北京: 人民交通出版社.2000
第6篇：公路隧道照明設(shè)計范文
1.1傳統(tǒng)的隧道照明會造成大量的電能浪費隧道的照明設(shè)計，根據(jù)傳統(tǒng)方法往往會把隧道分為入口段、過渡段、中間段、出口段這四個階段來進行照明設(shè)計。全年的行車安全要求決定了各段的長度和照度，對于洞內(nèi)最大照度的設(shè)計是全年洞外最大亮度和最高行車的時速來確定隧道內(nèi)各段的燈具功率和燈具分布密度。這種設(shè)計方法對于實現(xiàn)照明自動控制的能力十分有限，因為常常受到諸如線路布線賄賂的限制，所以暫時只能做到2、3級自動控制。在設(shè)計過程中對于如天氣、車速、車流量等參數(shù)，通常是考慮最大值，這就導(dǎo)致隧道照明系統(tǒng)無法在天氣、車速、車流量等常變參數(shù)在變化時對整個隧道的照明進行合理的調(diào)試，這就是傳統(tǒng)方法設(shè)計出的隧道照明系統(tǒng)會造成大量電能浪費的原因
1.2傳統(tǒng)的隧道照明能耗控制與隧道運營安全相矛盾傳統(tǒng)的隧道照明系統(tǒng)的運營往往都但是依靠手動控制的方式進行工作。運營者在考慮到電能浪費時，往往會在隧道內(nèi)只開基本燈，或者白天全開燈，晚上關(guān)閉加強燈。這種控制方式看似能起到一定的節(jié)能效果，但事實上卻對隧道的車輛運行造成安全隱患。由于隧道內(nèi)外亮度差異很大，司機在進入隧道直至穿出隧道的整個過程要經(jīng)歷好幾個階段的視覺適應(yīng)期。例如，司機在進入洞口時，洞口必須保持足夠的照明亮度，否則在進入隧道時，司機的視覺無法適應(yīng)如此大的亮度差異，產(chǎn)生“黑洞效應(yīng)”，在這種情況下駕駛員所駕駛的車輛極易與前方行駛較慢的車輛或障礙物產(chǎn)生相撞，從而造成交通事故。所以，實現(xiàn)隧道內(nèi)的照明節(jié)能絕不是能通過簡單的開關(guān)燈具就能完成的，照明節(jié)能必須要建立在行車安全的基礎(chǔ)上。
1.3傳統(tǒng)的隧道照明能耗控制與隧道內(nèi)的安全監(jiān)控相矛盾夜間是傳統(tǒng)隧道照明的能耗控制與隧道安全監(jiān)控矛盾最為尖銳的時刻。隧道運營者在夜晚時常常會關(guān)閉隧道內(nèi)的高功率燈具，以達(dá)到節(jié)省電能的效果。而我國目前對于隧道的監(jiān)控通常是采用非紅外線攝像頭等設(shè)備，這種設(shè)備在照度低的環(huán)境中使用效果并不理想，十分影響監(jiān)控效果。當(dāng)在隧道內(nèi)發(fā)生偷竊、破壞等違法犯罪行為時，無法被管理人員及時發(fā)現(xiàn)，尤其是當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生交通事故的時候，不僅無法對事故進行有效的監(jiān)控，而且過于低的照度還會在救援和調(diào)查時無法提供足夠的照明。所以在設(shè)計中應(yīng)當(dāng)對節(jié)能、照明、監(jiān)控、安全等因素進行綜合考慮。
2提高隧道照明節(jié)能控制以及安全監(jiān)控能力的措施
2.1隧道照明節(jié)能控制的措施實現(xiàn)隧道節(jié)能控制的基本前提就是在隧道處在不同的運營情況（交通事故、正常運營、火災(zāi)等）和外部環(huán)境（車速、亮度、車流量等）等各種條件下，作出最符合現(xiàn)狀的照明設(shè)置。該控制系統(tǒng)由照明控制計算機、車輛檢測器、光亮度檢測儀、傳輸網(wǎng)絡(luò)、無級調(diào)光控制器和LED燈組成。根據(jù)LED燈的控制特點及排布設(shè)置的方式，無級調(diào)光控制系統(tǒng)可以將整個隧道分解成基本照明控制和加強照明控制兩個方面。運用這種方式來對隧道的照明區(qū)域進行分解是因為隧道的入口段、過渡段加強照明直接受到了洞外亮度、車流量、車速等因素的影響。而只實行基本照明的區(qū)域只需要考慮車速以及車流量兩個因素。根據(jù)這些特點，在隧道入口前可設(shè)置兩個斷面（VD1，VD2）、隧道出口處設(shè)置一個斷面（VD3）的車輛檢測器，該檢測器可以用來隧道內(nèi)車輛通行的情況，從而避免了隧道內(nèi)無車輛通行時的無效照明。以上描述可以得出一個結(jié)論：無級調(diào)光控制系統(tǒng)可以根據(jù)隧道洞內(nèi)外亮度的實測值來調(diào)節(jié)LED燈的即時照明亮度，以滿足司機進出隧道時視覺適應(yīng)的需要。在調(diào)節(jié)洞內(nèi)的照明亮度時，為了避免燈光亮度過于頻繁地轉(zhuǎn)換，故應(yīng)考慮燈光轉(zhuǎn)換的時間延遲。
2.2隧道照明安全監(jiān)控的措施目前大部分隧道照明都是采用邏輯開關(guān)法，該方法通常以最大亮度進行照明，會造成電能的大量浪費。因此我們可以考慮結(jié)合邏輯開關(guān)法和無級調(diào)光法，研究人員從此種職能監(jiān)控的方案中提出模糊控制方法的概念。模糊控制，是以模糊集合論、模糊語言變量以及模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計算機判定方法。該種方法可以通過邏輯開關(guān)對照明子回路進行控制，既比邏輯開關(guān)法降低了能耗，提高了照明光線對于人眼的舒適度；又比無級調(diào)光法降低了照明控制的復(fù)雜程度，對可靠性也有很大的提高。
3結(jié)語
第7篇：公路隧道照明設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：隧道；機電安裝；看法
Abstract: This paper analyzes the characteristics of the road tunnel mechanical and electrical installation, it raised a few comments do a good job of tunnel mechanical and electrical installation.Key words: tunnel; mechanical and electrical installation; views
中圖分類號：TU85文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）
我國的交通機電系統(tǒng)研究起步較晚，但發(fā)展十分迅速，目前已基本實現(xiàn)了高速公路的智能化控制與管理。但在隧道交通機電系統(tǒng)的設(shè)計建設(shè)中的還存在一些問題。國外已經(jīng)出現(xiàn)的很多先進技術(shù)在我們國家還沒有得到運用，這就嚴(yán)重制約了我國隧道交通機電系統(tǒng)的發(fā)展。
1 機電安裝技術(shù)的創(chuàng)新的重要性
我國正處于現(xiàn)代化建設(shè)時期，經(jīng)濟飛速發(fā)展，但是也正是這種發(fā)展使得各種矛盾的出現(xiàn)，其中道路問題也在這個時候體現(xiàn)出來，正是基于技術(shù)創(chuàng)新和機電安裝項目技術(shù)創(chuàng)新的理念，介紹項目技術(shù)創(chuàng)新的一般程序、工作方法和規(guī)章制度等，重點闡述了如何抓好項目技術(shù)創(chuàng)新的要求，包括高度重視技術(shù)創(chuàng)新工作、以科學(xué)的態(tài)度對待技術(shù)創(chuàng)新以及調(diào)動技術(shù)人員的積極性、充分發(fā)揮專業(yè)技術(shù)人員的作用。
2 機電安裝技術(shù)要點與創(chuàng)新
2.1 照明設(shè)計
隧道照明是為了保證隧道內(nèi)交通順暢而設(shè)置的功能性照明，其照明的目的是為了給駕駛員在隧道行駛過程中提供一個安全、舒適的視覺環(huán)境，保障交通運行，提高運輸效率。由于隧道是一個半封閉空間，隧道在行車視覺特性上要比其他照明復(fù)雜得多，它不僅需要24h不間斷照明，而且白天照明要比夜間照明更復(fù)雜。
2.1.1 人眼視覺特性。當(dāng)從一個明亮的環(huán)境短時間內(nèi)轉(zhuǎn)到一個暗環(huán)境中時，人想要看清物體，必須要一段適應(yīng)的時間，這就是暗適應(yīng)，同樣當(dāng)人眼從一個暗環(huán)境短時間內(nèi)轉(zhuǎn)到一個明亮的環(huán)境中時，也需要經(jīng)過一段時間才能看清亮環(huán)境中的物體，這就是明適應(yīng)。
2.1.2隧道照明設(shè)計。隧道照明可分為引入段、適應(yīng)段、過渡段、中間段和出口段，人眼的視覺特性決定了各區(qū)段應(yīng)不同位置上的亮度檢測器的實測值設(shè)計不同的長度和亮度值。其中按照人眼適應(yīng)曲線，調(diào)節(jié)隧道過渡段、出口段亮度是隧道照明設(shè)計的關(guān)鍵。駕駛員進入長隧道后需要一些時間將人眼調(diào)節(jié)到能適應(yīng)中間段較低亮度水平，過渡段照明的目的就是過渡段亮度從最高到最低的變化逐步進行，來使得人眼及時得到調(diào)整。
實現(xiàn)過渡段亮度調(diào)節(jié)，有兩種控制方法，一是無級調(diào)節(jié)法；二是邏輯開關(guān)法。無級調(diào)節(jié)法是由可控硅為基本控制元件的電子控制器完成無級調(diào)光的。隨著洞外光強的變化，整個照明控制系統(tǒng)會處在動態(tài)平衡狀態(tài)下，從而得到合適的亮度。從理論而言，無級調(diào)光是一種很好的方法，它能得到連續(xù)性很好的光，但存在如下弱點：線路復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy；故障率高、維修保養(yǎng)不便；洞內(nèi)亮度檢器需要量大，工程量大，增加投資；最適合無級調(diào)光系統(tǒng)的執(zhí)行元件是白熾燈，但是白熾燈光線不好，壽命短。因此，目前的隧道照明工程很少采用無級調(diào)光。而選擇光線較好的照明燈具，利用燈具的不同排列組合和現(xiàn)場控制器提供的數(shù)字信號對照明燈進行邏輯控制，使其產(chǎn)生階躍式的亮度調(diào)節(jié)，這就是邏輯開關(guān)法。由于控制程序和線路設(shè)計簡單，燈具選擇靈活，維修保養(yǎng)容易，目前的隧道照明大都采取這種方法。
2.1.3應(yīng)急照明的設(shè)置有以下幾種方案。
第一，利用基本照明燈作為應(yīng)急的方案和單獨設(shè)置應(yīng)急燈的方案。這兩種方案都可以滿足要求，由于大部分隧道采用高壓鈉燈照明，而高壓鈉燈（包括其他氣體放電燈）斷電后再起動時間較長（5-8min），很難作為應(yīng)急照明燈?，F(xiàn)在國內(nèi)外在采用高壓鈉燈作為照明光源在隧道中的常規(guī)做法是單獨設(shè)置應(yīng)急燈，這樣會造成重復(fù)投資，并且影響美觀。因此采用的是利用基本照明燈作為應(yīng)急照明的方案。平時應(yīng)急照明作為基本照明的一部分，當(dāng)基本照明出現(xiàn)故障后應(yīng)急照明燈繼續(xù)工作，以保證隧道內(nèi)行車安全。
第二，從應(yīng)急電源選用上有集中設(shè)置應(yīng)急電源和分散應(yīng)急電源方案。分散應(yīng)急電源一般應(yīng)用于規(guī)模較小的建筑中，而在大型建筑中由于應(yīng)急燈具數(shù)量較多，考慮到維護和投資方面的因素，一般采用集中應(yīng)急電源裝置。
2.2供配電問題
在很長的隧道中，隧道的正常使用由照明、監(jiān)控、通風(fēng)、消防等設(shè)施決定，他們?nèi)币徊豢?。而作為隧道附屬設(shè)施的供配電系統(tǒng)，正是這所有設(shè)施的基礎(chǔ)，關(guān)系著隧道內(nèi)所有設(shè)備的運行，對整個隧道正常使用起著至關(guān)重要的作用。某隧道機電工程，其中供配電系統(tǒng)采用四路外線電源，分別從兩端洞口引雙路電源，組成環(huán)網(wǎng)。這樣能保證在外線3路電源同時停電的情況下，仍然能保證隧道內(nèi)基本的應(yīng)急照明和其他一類負(fù)荷的正常使用。在整個供配電施工的初期，第一個是土建方，供配電系統(tǒng)的施工界面不成熟，尚不具備具體的實施條件。在這個階段首要任務(wù)就是要配合土建單位的管線預(yù)埋，以及對已經(jīng)預(yù)埋的管線進行疏通處理，這部分工作看似簡單，但是實施起來卻很復(fù)雜，并且也是相當(dāng)重要的。在機電進場的初期，隧道內(nèi)土建方的施工仍在持續(xù)進行，很多機電需要使用的管線都沒有進行埋設(shè)。我們進場后就需要對這些界面進行仔細(xì)調(diào)查，積極和土建方進行協(xié)調(diào)，配合土建的施工。我們采取了每天巡查施工現(xiàn)場的方法，查看土建的施工內(nèi)容是否涉及到機電的界面，對正在預(yù)埋的管線進行指導(dǎo)配合作業(yè)，以達(dá)到供配電后期正常使用的目的。而且要及時發(fā)現(xiàn)已經(jīng)預(yù)埋的管線存在那些不合適的地方，積極溝通，并予以糾正。并要求土建對埋設(shè)的管線采取一定的保護措施，如用塑料袋或棉布堵住管口以防雜物進入管道導(dǎo)致永久堵塞，標(biāo)識管口位置防止遺忘等。
2.3 通風(fēng)系統(tǒng)
2.3.1 有害氣體的排放量?！豆匪淼涝O(shè)計規(guī)范》“條文說明”中給出的CO排放量是當(dāng)時國產(chǎn)汽車的CO排放量，使用時應(yīng)考慮到有害氣體的年遞減因素，否則計算的新風(fēng)量可能偏大很多。解決的方法一般有兩種：一是考慮CO排放量的年遞減因素；二是按照隧道通車后十年的預(yù)測交通量進行計算，通常第一種方法更為常用。
2.3.2 隧道洞口的廢氣擴散和回流。由于縱向通風(fēng)的特點，在隧道通風(fēng)的出口形成較高濃度的有害氣體，對隧道洞口周圍的環(huán)境可能會造成一定的影響。因此，當(dāng)隧道洞口位于居民區(qū)或自然風(fēng)景保護區(qū)等地區(qū)時，應(yīng)采取設(shè)置豎井對有害氣體進行高排等措施使之滿足國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。在雙洞單向行駛時隧道的出口和入口，可能會產(chǎn)生排出廢氣的回流問題。因此必須引起設(shè)計人員的十分重視。對于可能排出廢氣回流的雙洞隧道，在隧道之間建一隔墻，可以有效減少廢氣的回流量。
2.3.3 自然風(fēng)的影響在通常情況下，隧道自然風(fēng)的自然反風(fēng)計算是按照2.5m/s進行計算的。但是在實際工作中發(fā)現(xiàn)，如果自然風(fēng)作為阻力，對于常年受季風(fēng)影響嚴(yán)重的隧道，需要對隧道所處地區(qū)的風(fēng)速、風(fēng)向及頻率具體分析，否則可能形成有害氣體難以排出的情況。
3 機電安裝技術(shù)的創(chuàng)新
邏輯開關(guān)法，是目前的隧道照明工程最常用的方法，無級調(diào)光已經(jīng)基本被淘汰，由于邏輯開關(guān)法控制程序和線路設(shè)計簡單，燈具選擇靈活，維修保養(yǎng)容易，因此邏輯開關(guān)法被大部分國家采用。它能按照人眼適應(yīng)曲線，合理調(diào)節(jié)隧道過渡段、出口段亮度。使得過渡段亮度逐漸變化，從而人眼及時能夠得到調(diào)整。為了滿足洞內(nèi)通風(fēng)量的要求，保證施工作業(yè)正常進行，采用吊頂壓入式巷道通風(fēng)代替了常規(guī)的風(fēng)筒壓入式通風(fēng)技術(shù)，即用彩鋼板將隧道斜井分為進風(fēng)道和排風(fēng)道，進而通過一系列輔助手段實現(xiàn)通風(fēng)。實踐證明，采用新的通風(fēng)技術(shù)完全能夠滿足洞內(nèi)通風(fēng)需求。而原來在每個隧道斜井口必須設(shè)置的通風(fēng)機則可以省去。技術(shù)創(chuàng)新成果可以用專利技術(shù)、技術(shù)創(chuàng)新專題報告、學(xué)術(shù)論文、施工技術(shù)總結(jié)、科技成果等各種形式進行總結(jié)，并在類似工程項目中推廣使用，在類似工程項目中節(jié)約施工成本、加快施工進度、提高工程施工質(zhì)量、保證施工安全等方面出效益。技術(shù)創(chuàng)新成果可以在工程項目施工過程中進行總結(jié)，也可以在工程項目竣工后進行匯總。
4 結(jié)論
機電安裝技術(shù)運用到高速公路建設(shè)中時，一定要有強烈的事業(yè)心和責(zé)任感，仔細(xì)認(rèn)真，不怕麻煩，深入現(xiàn)場，嚴(yán)格技術(shù)管理?？偨Y(jié)出隧道施工方面注意的事項大致有照明問題、供配電問題和通風(fēng)問題，從而使得今后的施工方能在施工時重點關(guān)注這三個問題，最終形成我國獨特的、創(chuàng)新的高速公路隧道機電安裝技術(shù)。
參考文獻:
[1]周正.隧道交通機電系統(tǒng)構(gòu)成與技術(shù)研究[J].河南科技,2010(7).
第8篇：公路隧道照明設(shè)計范文
【關(guān)鍵詞】隧道，機電系統(tǒng)維護，管理
中圖分類號： U45 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：
一.前言
本文通過對山區(qū)隧道機電工程養(yǎng)護的管理，分析養(yǎng)護模式的選擇，預(yù)防性養(yǎng)護以及養(yǎng)護過程中重大問題處置，剖析雙電源切換裝置的設(shè)置、絕緣監(jiān)察裝置異常和照明跳閘原因,提出相關(guān)解決方案。以對特長公路隧道仍至小隧道群的機電工程建設(shè)和養(yǎng)護提供借鑒。公路隧道的機電工程是一個系統(tǒng)復(fù)雜、技術(shù)集成度高、運行安全可靠性要求高的綜合性大型機電工程，特別是很長的公路隧道。一直以來也是隧道養(yǎng)護管理重點。如何搞好隧道機電工程的養(yǎng)護管理，是公路經(jīng)營管理部門及養(yǎng)護企業(yè)面前一項長期而艱巨的任務(wù)。
二.隧道機電維護的基本內(nèi)容
我對隧道機電系統(tǒng)做以下幾個分類，并對各個分類下設(shè)備進行歸類，有針對性的給出維護方案，及一些日常維護中的實際案例。并做到故障預(yù)先判斷，排除發(fā)生較大事故的隱患。保證司乘人員的出行安全。
1.交通監(jiān)控系統(tǒng)
本系統(tǒng)包括以下設(shè)備：隧道監(jiān)控系統(tǒng)（含可控攝像機，固定攝像機及其視頻傳輸鏈路）；車輛及事件檢測設(shè)備（含隧道內(nèi)車檢攝像機，及管理公司端視頻分析單元）；交通信號燈；雙向車道指示器；LED光電誘導(dǎo)標(biāo)志；隧道內(nèi)可變信息標(biāo)志；交通區(qū)域控制單元（含PLC設(shè)備及通訊鏈路）。
2.隧道機電交通監(jiān)控系統(tǒng)的維護方法：
隧道內(nèi)實行全程監(jiān)控，筆者在維護中要對每個攝像機清晰度及角度做調(diào)整，保證監(jiān)控的無縫連接。交通信號燈及車道指示器控制準(zhǔn)確，顯示清晰。LED光誘導(dǎo)標(biāo)志光點連續(xù)，指示方向清晰可辨。隧道內(nèi)可變信息標(biāo)志字體清晰，串口通訊正常，發(fā)送內(nèi)容方便可靠。
PLC交通區(qū)域控制單元要保證CPU主機、模擬量模塊、數(shù)字量模塊、光纖通訊單元工作正常，控制信號、模擬量信號、反饋信號接受發(fā)送正常，對有報警的模塊及時用軟件分析報警原因及時處理。
3.通風(fēng)與照明系統(tǒng)
隧道照明設(shè)計。隧道照明可分為引入段、適應(yīng)段、過渡段、中間段和出口段，人眼的視覺特性決定了各區(qū)段應(yīng)不同位置上的亮度檢測器的實測值設(shè)計不同的長度和亮度值。其中按照人眼適應(yīng)曲線，調(diào)節(jié)隧道過渡段、出口段亮度是隧道照明設(shè)計的關(guān)鍵。駕駛員進入長隧道后需要一些時間將人眼調(diào)節(jié)到能適應(yīng)中間段較低亮度水平，過渡段照明的目的就是過渡段亮度從最高到最低的變化逐步進行，來使得人眼及時得到調(diào)整。
公路隧道正常運營時一氧化碳允許濃度和煙霧濃度等裝置性能良好，其控制應(yīng)符合《公路隧道養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（JTG H12）的規(guī)定。隧道內(nèi)的風(fēng)速應(yīng)按《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTJ026）的規(guī)定執(zhí)行。隧道內(nèi)出現(xiàn)火災(zāi)時，控制設(shè)備能及時變換送風(fēng)方向，疏導(dǎo)煙霧。機械通風(fēng)應(yīng)具有手動和自動裝置，且主備用工作正常。
4.緊急呼叫設(shè)施
隧道緊急電話設(shè)施（含緊急電話、緊急電話亭（含門、照明燈）、中繼器）；有線廣播設(shè)施（揚聲器、功放）。
隧道機電系統(tǒng)應(yīng)該配備應(yīng)急救援設(shè)備，日常維護應(yīng)保證緊急電話設(shè)施連通正常，通話質(zhì)量良好，無雜音。有線廣播設(shè)施喊話音質(zhì)清晰，調(diào)整號角揚聲器角度減少隧道內(nèi)回聲。5. 隧道消防系統(tǒng)。
在而今的隧道事故中最多的要屬火災(zāi)。隧道內(nèi)火災(zāi)引起原因較多，車輛引擎或車上貨物著火、車與車相撞、危險品運輸事故都可以引起火災(zāi)。由于隧道內(nèi)環(huán)境封閉，火災(zāi)一旦發(fā)生，就會造成嚴(yán)重后果。因此，設(shè)置隧道消防系統(tǒng)非常重要。隧道消防系統(tǒng)包括：一整套火災(zāi)檢測監(jiān)視系統(tǒng)；一套有效的報警通信系統(tǒng)；一套高效滅火設(shè)施和應(yīng)急排煙方案；長隧道還應(yīng)設(shè)計好應(yīng)急出口和行車橫洞。在隧道的施工中要設(shè)置貫穿隧道的消防給水總管。并且按一定間隔設(shè)置消防與通風(fēng)設(shè)備，保證消防管道與隧道內(nèi)消防設(shè)施的可靠連接，以保證消防安全。
6.中央控制管理系統(tǒng)
本系統(tǒng)由管理公司中心機房設(shè)備和監(jiān)控中心計算機組成包含以下設(shè)備：信息采集系統(tǒng)設(shè)備（含視頻處理單元；中心事件檢測單元）；信息控制系統(tǒng)設(shè)備（信息（廣播、情報板、照明、風(fēng)機、隧道交通燈）；緊急電話控制臺、串口服務(wù)器、數(shù)據(jù)光端機等）；視頻傳輸及控制設(shè)備（視頻光端機、疊加器、監(jiān)視器、矩陣、傳輸、控制、數(shù)字錄像機等）；中心計算機控制系統(tǒng)軟件（錄像管理軟件、視頻監(jiān)控軟件、火災(zāi)監(jiān)控報警軟件、隧道監(jiān)控軟件、通風(fēng)照明軟件、電力監(jiān)控軟件、事件檢測軟件）；中心計算機及網(wǎng)絡(luò)（隧道管理服務(wù)器、錄像管理計算機、視頻監(jiān)控計算機、火災(zāi)報警控制計算機、隧道監(jiān)控計算機、通風(fēng)照明控制計算機、電力監(jiān)控計算機、打印機）。
7.隧道指示標(biāo)志
設(shè)備包含隧道內(nèi)各種指示標(biāo)志，如：緊急電話指示標(biāo)志，消防設(shè)備指示標(biāo)志，行人橫洞指示標(biāo)志，行車橫洞指示標(biāo)志，緊急停車帶指示標(biāo)志，疏散指示標(biāo)志等日常維護中要保證標(biāo)志亮度均勻，無變形扭曲。
三．隧道機電工程養(yǎng)護管理
1.養(yǎng)護模式的選擇隧道的機電齊全，基本涵蓋了交通工程強、弱電的全部單項工程。系統(tǒng)集成化程度、技術(shù)含量非常高。要求維護人員的素質(zhì)和專業(yè)技術(shù)水平達(dá)到較高的水平。隧道養(yǎng)護機構(gòu)引進社會專業(yè)協(xié)作單位，通過“自主+協(xié)作”的養(yǎng)護模式，兩者相互配合，相輔相成。充分借助專業(yè)公司的技術(shù)力量，對隧道機電系統(tǒng)運行中存在的故障進行預(yù)防，及時排除隱患，保證系統(tǒng)正常運行。在專業(yè)維修單位選擇上，主要考慮維修公司資質(zhì)、實踐經(jīng)驗、技術(shù)實力、人員配備以及服務(wù)信譽等，通過招投標(biāo)或邀請比質(zhì)比價的方式的予以確定。
在設(shè)備維修質(zhì)量上，維護管理流程分為五個階段，即養(yǎng)護計劃階段、現(xiàn)場配合維修階段、中間報驗整改階段、交工驗收總結(jié)階段、后續(xù)跟蹤評價階段。通過雙方合作，縮短了問題處理時間，提高維護工作質(zhì)量，從而降低了運營風(fēng)險，間接控制了運營成本，樹立我國隧道建設(shè)的良好形象。
2.機電設(shè)施預(yù)防性養(yǎng)護公路隧道機電系統(tǒng)維護大致分為：日常巡查、經(jīng)常性檢查、定期檢查、特殊檢查和預(yù)防性維護、故障診斷及排除。日常性巡查、保養(yǎng)只能對外在環(huán)境、設(shè)備外觀、照明功能進行粗略巡視和簡單功能測試，但對設(shè)備內(nèi)部以及漸進式隱患無從知曉。電氣設(shè)備的絕緣部分是薄弱環(huán)節(jié)，最容易被損壞或劣化。
電氣設(shè)備處于長期運行狀態(tài),其技術(shù)性能會逐漸降低，而處于間斷運行或長期停運狀態(tài)，其絕緣特性和機械性能受溫、濕、塵等環(huán)境影響也會劣化。通過預(yù)防性檢測這一重要環(huán)節(jié)，主要診斷電氣設(shè)備的絕緣狀況和機械特性，發(fā)現(xiàn)運行中設(shè)備的隱患。對試驗結(jié)果進行綜合分析，判斷缺陷發(fā)展趨勢，以便分輕重緩急對設(shè)備有序地更新、修理，從而保證設(shè)備安全運行。電氣設(shè)備預(yù)試試驗的依據(jù)是國家《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》、行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及設(shè)計資料。包含三部分內(nèi)容，即電力設(shè)備的檢修和絕緣試驗及繼電保護裝置的調(diào)校。
四.結(jié)束語
針對傳統(tǒng)高速公路隧道照明系統(tǒng)的諸多不足以及安徽省高速公路山區(qū)區(qū)段的地理環(huán)境特點，引入了新型節(jié)能技術(shù)，包括無級照明控制技術(shù)和風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)。在對新型節(jié)能技術(shù)的原理和特點分析的基礎(chǔ)上，研究了基于新型節(jié)能技術(shù)在安徽省高速公路隧道照明系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性和實用性。新型節(jié)能技術(shù)已完成階段性應(yīng)用，其中的關(guān)鍵技術(shù)都得到了驗證。
參考文獻：
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第9篇：公路隧道照明設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：節(jié)能評估；能耗分析；研究意義
1 節(jié)能評估背景
2010年9月，國家發(fā)改委制定《固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查暫行辦法》（國家發(fā)展和改革委員會令〔2010〕第6號，下文簡稱《暫行辦法》）并施行。按照《暫行辦法》的規(guī)定，各級人民政府發(fā)展改革部門管理的在我國境內(nèi)建設(shè)的固定資產(chǎn)投資項目，均應(yīng)對項目的能源利用是否科學(xué)合理進行分析評估，并編制節(jié)能評估報告書、節(jié)能評估報告表（以下統(tǒng)稱節(jié)能評估文件）或填寫節(jié)能登記表。
2 高速公路節(jié)能評估方法和流程
《暫行辦法》主要考察運營期能耗水平，按照項目建成投產(chǎn)后年能源消費量實行分類管理，具體分類辦法如下：
（1）年綜合能源消費量3000噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上，或年電力消費量500萬千瓦時以上，或年石油消費量1000噸以上，或年天然氣消費量100萬立方米以上的固定資產(chǎn)投資項目，應(yīng)單獨編制節(jié)能評估報告書。
（2）年綜合能源消費量1000至3000噸標(biāo)準(zhǔn)煤，或年電力消費量200萬至500萬千瓦時，或年石油消費量500至1000噸，或年天然氣消費量50萬至100萬立方米的固定資產(chǎn)投資項目，應(yīng)單獨編制節(jié)能評估報告表。
（3）上述條款以外的項目，應(yīng)填寫節(jié)能登記表。高速公路建成通車后，項目的主要耗能體現(xiàn)在以下兩個方面：第一，為維持項目正常運行，照明、監(jiān)控、收費三大系統(tǒng)所消耗的能源，這部分主要消耗電能；第二，服務(wù)區(qū)、養(yǎng)護維修等附屬生產(chǎn)與生活設(shè)施所產(chǎn)生的能源消耗，主要為電、煤、成品油及耗能工質(zhì)。
文章以湖北某山區(qū)高速公路項目為案例，計算項目運營期耗能，評估項目能耗水平。
3 案例
某山區(qū)高速公路項目路線全長43km，全線采用80km/h設(shè)計速度，雙向4車道的高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。其中，擬建特長隧道11541m/2座，中隧道3592m/5座，短隧道829m/2座；互通式立體交叉3處（其中樞紐互通1處），主線收費站1處，匝道收費站2處，養(yǎng)護工區(qū)1處，服務(wù)區(qū)1處。
3.1 隧道營運期耗能計算
隧道運營期耗能主要包括隧道照明、通風(fēng)和監(jiān)控。
（1）隧道照明。隧道照明分為入口段、過渡段、中間段、出口段、洞外引道照明等幾大部分。根據(jù)各段照明亮度要求的不同，照明燈具功率規(guī)格有100W、150W、250W和400W四種。燈具均采用顯色性好、光效高、壽命長、對煙霧有較強穿透能力的高壓鈉燈光源，安裝于隧道二側(cè)壁上方。
燈具配置間距及規(guī)格采用公式計算。
Eav=η×Φ×M×N/（W×S） 公式
式中，Eav-路面平均水平照度；η-燈具利用系數(shù)，本項目取值0.6；Φ-燈具額定光通率；M-燈具養(yǎng)護系數(shù)，本項目取值0.65；N-燈具布置系數(shù)，本項目隧道燈具對稱布置，取值2；W-隧道路面寬度（m），本項目隧道行車道寬度7.5m；S-燈具間距（m）。
隧道照明系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)不同時段洞外亮度的變化相應(yīng)調(diào)整洞內(nèi)照明亮度，隧道白天調(diào)光分為四級，分別為晴天、云天、陰天、重陰天，對應(yīng)洞外亮度分別為L20（S）、0.5L20（S）、0.25L20（S）、和0.13L20（S）。另外，夜晚時段洞內(nèi)也需相應(yīng)減光，屆時隧道全段洞內(nèi)亮度與中間段亮度相同。由此確定白天四級及夜晚共5個時段的隧道各段亮度、照明控制及年耗電量。
本項目隧道照明年耗電量合計為395.3萬千瓦時/年。
（2）隧道通風(fēng)及其主要設(shè)備。隧道通風(fēng)規(guī)劃設(shè)計應(yīng)根據(jù)交通量、隧道進出口氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速以及地形、地質(zhì)等因素進行充分調(diào)查。由于節(jié)能評估和審查需在項目審批或核準(zhǔn)前完成，因此一般僅能根據(jù)項目工可研究成果，初步判定隧道通風(fēng)方式。
根據(jù)《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》（JTJ026.1-1999），單向交通隧道，當(dāng)符合公式的條件時，宜設(shè)置機械通風(fēng)。
L×N≥2×106 公式
式中，L-隧道長度（m）；N-設(shè)計交通量（輛/h）。
經(jīng)計算，本項目有2座隧道（隧道長度分別為6.0km和5.5km）應(yīng)設(shè)置機械通風(fēng)；其余隧道20年運營期內(nèi)均可采用自然通風(fēng)。2座隧道均采用射流風(fēng)機分段式縱向通風(fēng)，在隧道拱部每間隔一定距離設(shè)2臺一組的射流風(fēng)機。經(jīng)計算，項目隧道通風(fēng)年耗電量合計為102.9萬千瓦時/年。
（3）隧道監(jiān)控及其主要設(shè)備耗能。隧道監(jiān)控系統(tǒng)主要是由車流監(jiān)控系統(tǒng)、照明亮度監(jiān)控系統(tǒng)、空氣檢測系統(tǒng)、火災(zāi)檢測報警系統(tǒng)及風(fēng)速風(fēng)向檢測系統(tǒng)等組成，根據(jù)《高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)模式》（GB/T18567-2001）等規(guī)范要求布置隧道主要監(jiān)控設(shè)備。經(jīng)計算，本項目隧道監(jiān)控及其主要設(shè)備年耗電量合計為97.7萬千瓦時/年。
3.2 互通立交區(qū)照明
互通式立交區(qū)宜在互通區(qū)范圍內(nèi)設(shè)置高桿照明，本項目選用35m升降式高桿燈，單桿功率7kw，保證互通區(qū)路面平均水平照度為101x。照明時段為夜間12個小時。經(jīng)計算，本項目互通立交區(qū)照明設(shè)施年耗電量合計為57.0萬千瓦時/年。
3.3 收費站收費監(jiān)控、照明及其主要設(shè)備耗能
收費站的能耗主要分為兩類，一類為監(jiān)控與收費系統(tǒng)；一類為收費廣場照明系統(tǒng)。
本項目全線設(shè)置匝道收費站2處、主線收費站1處。經(jīng)計算，項目收費站收費監(jiān)控及照明系統(tǒng)年耗電量合計為30.3萬千瓦時/年。
3.4 管理監(jiān)控分中心主要設(shè)備及耗能
管理監(jiān)控分中心的主要能耗分為兩類，一類為監(jiān)控與收費系統(tǒng)能耗；一類為辦公區(qū)建筑及場區(qū)照明系統(tǒng)。
本項目設(shè)置管理監(jiān)控分中心1處。經(jīng)計算，項目收費站收費監(jiān)控及照明系統(tǒng)年耗電量合計為19.6萬千瓦時/年。
3.5 服務(wù)區(qū)主要設(shè)施及耗能
服務(wù)區(qū)為連續(xù)行駛的用路者提供相應(yīng)的車輛及生活服務(wù)，應(yīng)設(shè)置綜合服務(wù)主樓、加油站、停車場、汽車維修、公共廁所等設(shè)施，其能耗設(shè)備主要為場區(qū)及建筑照明系統(tǒng)。
本項目設(shè)置服務(wù)區(qū)1處。經(jīng)計算，項目服務(wù)區(qū)照明系統(tǒng)年耗電量合計為20.7萬千瓦時/年。
3.6 高速公路日常養(yǎng)護及大修耗能
養(yǎng)護工區(qū)自身的能耗設(shè)備主要為場區(qū)及建筑照明系統(tǒng)。本項目設(shè)置養(yǎng)護工區(qū)1處，其照明設(shè)備年耗電量合計為4.4萬千瓦時/年。
同時，養(yǎng)護工區(qū)所承擔(dān)的日常養(yǎng)護及大修工作，是高速公路運營期間能源消耗的主要方面之一。由于工可階段尚無法對項目運營期養(yǎng)護、大修的具體工程量及消耗能源實物進行統(tǒng)計，文章根據(jù)省內(nèi)已通車運營的其它高速公路的養(yǎng)護大修工程量匡算出本項目此類工程能源實物消耗量。經(jīng)計算，在運營通車20年間，項目運營養(yǎng)護能源消耗總量為2583.3噸標(biāo)準(zhǔn)煤，平均每年消耗能源129.2噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中耗電50.4萬千瓦時/年，石油44.7噸/年，煤0.3噸/年，耗能工質(zhì)（水）14775.1噸/年。
3.7 員工生活耗能
員工生活耗能設(shè)備主要有照明、空調(diào)等電器設(shè)備，主要消耗電能，按人均每月消耗電量30千瓦時計算，經(jīng)計算，本項目年耗電量合計為6.1萬千瓦時/年。
3.8 匯總計算
項目運營期年平均能耗總量折算為標(biāo)準(zhǔn)煤為1030.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中年電力消耗量784.4萬千瓦時，占總消耗量的93.6%，年石油消耗量44.7噸，占總消耗量的6.3%。
根據(jù)《暫行辦法》文件規(guī)定，本項目屬需單獨編制節(jié)能評估報告書的項目類別，需編制節(jié)能評估報告書，報送相關(guān)部門審查。
