高速公路隧道照明节能技术研究

2016-11-30王永章承唐高速公路唐山管理处河北唐山063000

中国科技纵横 2016年2期

王永章(承唐高速公路唐山管理处,河北唐山 063000)

高速公路隧道照明节能技术研究

王永章
(承唐高速公路唐山管理处,河北唐山 063000)

【摘要】公路隧道具有能够缩短行车里程、提高交通运输的效率、节省用地以及能够有效的保护生态环境等特特点。本文针对目前高速公路隧道照明系统中存在的问题,从设计、项目实施以及其运营管理等方面提出了一些节能措施,以相应节能减排的国家政策,达到较好的生态效益、经济效益和社会效益。

【关键词】高速公路隧道隧道照明节能技术

近年来随着我国经济水平提高,我国山区高速公路建设发展迅速。隧道照明相关设施的规模及数量也变得越来越大,隧道照明的高能耗问题日趋严重。因此降低隧道照明的能源消耗是各个运营部门以及科研单位重要任务;并且节能减排也成为隧道照明研究课题的首要任务。隧道照明节能的难点在于在保证隧道交通的安全性基础上,来尽可能的降低隧道照明相关设施的电能消耗。

1 高速公路隧道照明存在的问题

1.1 高速公路隧道照明特点

高速公路隧道照明与道路照明的目的是相同的,都是为了给车辆驾驶员提供良好的视觉环境以保障交通运输及人身安全,提高运输效率等。但是,由于隧道的构造比较特殊,会产生隧道特有的人眼明适应和暗适应的过程,白天时视觉问题尤为凸显。驾驶员在白天进入隧道时会出现“黑洞”现象及“亮洞”现象的视觉问题。高速公路隧中的这两种现象则尤为突出。因此,高速公路隧道照明德尔设计必须合理解决好隧道所造成的视觉问题,以及道路照明和隧道照明中共有的视觉问题,为驾驶员创造出良好的视觉环境。

1.2 高速公路隧道照明存在的问题

近年来,我国交通运输部门投入大量科研力量,围绕高速公路隧道照明工程当中的实际问题进行了技术研究并且取得很多重要成果,有力地推动了高速公路隧道照明技术进步。但是在工程设计以及运营管理中仍些许问题。

(1)照明设计参数的完善。高速公路隧道照明相关设计规范仍旧沿用早期版本,但在此期间,我国公路隧道的数量、规模及类型都有了较大的变化,并且新理论、新技术等不断涌现,因此部分公路隧道照明设计的参数需考虑修正及完善。(2)照明控制方式参差不齐。目前部分高速公路的中、短隧道照明仍旧无法实现远程控制,绝大多数公路隧道照明系统则由于照明的配电回路所限而无法进行自适应控制,只能实现3～6级照明控制等级,造成严重的“过度照明”及“无效照明”现象;除此之外,隔盏开关灯也会产生路面亮度不均匀、“斑马纹”等有害现象,给高速公路隧道交通安全埋下隐患。(3)照明的节能理念误区。高速公路隧道照明节能并不能简单的理解为开关某些灯具就可以,而是建立在交通运输安全及效率的基础之上的照明节能。部分高速公路隧道管理者只是为了追求节能降耗,而随意更改公路隧道照明控制方案,主观性太大,而理论及实践依据不足,这种做法既忽视了高速公路隧道照明节能的本质要求,又对交通运输安全及效率造成了极大的危害。(4)照明设施养护未得重视。目前,一些较长的公路隧道出口段及靠近出口端的基本照明存在亮度不足情况。这除照明设施自身的因素外,主要在于高速公路隧道照明管理人员养护不及时致使灯具污染情况比较严重,从而降低了光利用率。

2 高速公路隧道照明节能措施

影响高速公路隧道照明因素包括设计时速、交通量、连接道路的结构和线型等,同时还要考虑光源、洞外亮度和人眼适应状态等。高速公路隧道照明节能设计就是要通过上述因素的系统分析来达到节能的目的。

(1)合理采用设计速度。设计速度在高速公路隧道照明设计中是一项非常重要的基本参数。设计速度的不同造成高速公路隧道照明的能耗差别很大。根据相关数据,设计速度100 km/h比设计速度80km/h的照明设备费要高出63%～80%,年运营电耗要高出66%～82%。因此,合理采用设计速度对高速公路隧道合理限速能够有效的降低照明的耗能量。(2)交通量的科学预测。在高速公路隧道照明设计中,设计交通量是另一项非常重要的参数。在相同设计速度下,设计交通量不同, 高速公路隧道照明的需求也将有较大差异。新建高速公路交通量通常分为趋势增长交通量、转移交通量和诱增交通量三个部分组成,通车初期仅有趋势增长交通量,且交通量较小但是由于我国高速公路建设项目工程预估交通量不够精准,通车后,初期的实际交通量普遍要小于设计的预测交通量。因此,科学合理的预测交通量对公路隧道照明系统的节能有着非常重要的作用。(3)应用智能照明控制。公路隧道照明控制应结合时间、天气、洞外亮度、交通量、平均车速、异常事件等因素综合考虑。采用LED灯照明的高速公路隧道还可以采用无级调光控制法来得到不同的亮度以实现高速公路隧道照明的平滑调控。传统分级调光控制法,照明亮度分级少,而无级调光控制法则是根据照明需求来得到最优的控制效果以达到节能的目的。(4)精确测试洞外亮度。洞外亮度是高速公路隧道照明设计中最重要的一项基准参数,其取值影响到整个高速公路隧道照明系统工程的投资以及运营开支。但国内很多家设计单位在设计过程中取现行规范建议的上限值。实践证明,如果高速公路隧道洞口景观设计如果不考虑周围环境亮度,则可能造成高速公路隧道照明系统设计过于庞大而造成不必要的电能浪损耗。因此,应通过洞口山坡绿化或对结构物进行减光处理来降低洞外亮度值。(5)采用高效的照明方式以及合理布设照明灯具。高速公路隧道照明方式可分为逆光照明、顺光照明和对称照明三种。上述三种照明方式在相同的道路几何条件以及气候状况下进行了比较,以根据实际情况确定其优缺点,并进行合理选择。(6)其他方法措施。其他的一些方法措施还包括合理装饰隧道墙壁、使用照明节电设备、应用新型节能设备、积极使用绿色能源并加强对高速公路隧道照明系统的合理养护等。上述方法均能在不同程度上起到一定的节能作用。