公路隧道照明设计中节能措施的设计

2017-11-22傅乔

绿色环保建材 2017年7期

关键词：照明灯无极调光

傅乔

新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院

公路隧道照明设计中节能措施的设计

傅乔

新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院

基于节能技术在公路施工中的应用，优化公路隧道照明节能设计不仅是降低公路运营方经济负担的重要举措，也是提高隧道照明质量，保证出行安全的重要措施。本文通过对隧道照明照明的特点和影响照明质量的因素分析，阐述公路隧道照明设计节能的具体策略，以此为隧道照明提供安全、高校的节能照明系统。

隧道照明；节能设计；安全

1 引言

LED灯是目前公路隧道照明系统所采取的主要灯源，但是其控制系统的滞后导致LED灯的节能效果没有得到良好的发挥，因此本文结合工作经验对节能照明系统进行优化设计，以此提高隧道照明系统的节能效果。

2 公路隧道照明的特点及影响因素

由于公路隧道是当前山区公路建设常见的，因此配置相应的照明设备是保证出行安全的必要手段，与一般的公路照明相比，隧道照明在白天也需要进行照明，这样一来必然会涉及到节能问题，例如如果该隧道长时间没有车辆通过，但是隧道内的照明设施却一直亮，这样就会涉及到能源浪费问题。结合相关的实践经验，公路隧道照明对于视觉的影响呈现以下特点：驾驶员刚进入隧道前的视觉问题。一般由于隧道内外亮度差距，使得驾驶员在刚进入隧道内时存在“黑洞”问题；在进入隧道内时驾驶员存在“适应滞后现象”，也就是由于内外亮度的差别导致视觉在短时间内需要适应隧道的环境。总体看影响公路隧道照明质量的因素主要包括：隧道洞口亮度、洞口亮度变化与均匀度等。

3 公路隧道照明系统节能设计策略

3.1 合理计算隧道洞外亮度

隧道洞外亮度是驾驶人员接近隧道洞口时表现的亮度，实践证明如果隧道洞外的亮度过大，则对于隧道亮度的要求较高，因此基于节能考虑需要减小洞外亮度。因此在公路施工设计中要尽可能降低隧道洞口的高度，经数据分析得，若把洞外亮度参数有4000cd/m2降低为3000cd/m2，可使照明费用降低25.4%。

3.2 选择具有节能性强的照明灯具

一般公路隧道内的灯具基本上处于长期工作的状态，因此对于隧道内的照明灯具而言具有较强的使用寿命要求，一般隧道照明灯具主要选择高压钠灯、无极灯以及LED灯。高压钠灯虽然具有使用寿命长、光通维持率高的特点，但是其属于高强度的气体放电灯泡，其耗电量比较大，而且市场价格相对比较高，因此在公路隧道照明系统中此种照明灯具不具有节能性。虽然无极灯具有一定的节能性，但是其寿命相对较短，光效问题也不理想，因此在公路隧道照明灯具选择上目前倾向于LED灯。LED灯具有：寿命寿命长；LED光源显色指数高，显色性好，能很好的还原物体的实际色彩；LED灯抗震性好，运输便捷。固态封装，属于冷光源类型。所以它很方便运输和安装。

3.3 隧道照明灯具的优化布置

隧道灯具的优化配置也是实现节能效果的重要举措，例如目前隧道照明灯具有的选择三排的安放位置或者采取并排的安放位置，因此根据隧道的结构选择合适的灯具布局是节能设计的重要内容：首先要对隧道内的路面照明强度进行计算，根据照明强度对照明灯具的布局进行优化，一般情况下，照明强度越大，行车视距就越远，车辆行驶就越安全；其次要对照明灯的安装角度进行计算。一般隧道灯的安装角度关系到照明的空间，因此需要结合隧道内部结构对安装角度进行计算，以此达到节能的效果。

3.4 公路隧道照明控制系统

公路隧道照明系统的控制系统是整个节能系统的关键，目前公路隧道照明系统的控制系统主要包括：逻辑开光法和无极调光法。通过二者对比无极调光法是节能效果最好的一种方法。因此本文以无极调光法作为照明系统的控制系统，采取智能控制策略实现对隧道照明系统的控制（见图1）。

图1：隧道照明无级控制结构图

其原理为：无极控制结构主要是根据隧道内车流量、车速信息以及隧道洞外亮度等建立各区段的亮度数学模型，以此实现对隧道内灯具的自动调光控制，例如当隧道内没有车辆通过的时，隧道内的灯具就会自动降低，从而实现节能。

其具体的智能控制策略为首先对控制系统各模块进行初始化，对车辆信息以及亮度信息等进行采集，根据采集的信息判断是否启动相应的控制。如果系统处于自动控制系统，需要根据隧道是否处于正常的状态，如果隧道系统处于不正常的状态，需要启动特殊的控制程序，并且实施报警结束程序。如果状态正常，直接调用计算机无级调光控制程序，输出调光指令，完成一次调光；判断是否有外界触发停止程序，如果没有，间隔3-5min重新采集数据，如果有，结束程序。将建立的数学模型和系统控制流程转化为相应的控制程序，嵌入到照明控制计算机中，即可实现隧道照明系统亮度的无级调控。

3.5 使用公路隧道诱导技术

诱导技术就是通过应用反光道钉、光电隧道诱导标和特殊灯光带增强照明效果，消除驾驶疲劳。一般在公路隧道中应用反光道钉主要是在隧道路面和轮廓处使用，其主要目的就是分辨道路的轮廓和指明前进方向。由于反光道钉采用了最先进的大面积立方棱镜式反光片，从而提供了极大的可视性；电诱导标照明系统具有能耗小的特点，但是其容易被污染，因此需要经常擦洗，其重要起到警示作用，主要安装在道路两侧的电缆沟侧壁上，具有良好的照明警示作用；公路隧道的特殊照明灯光带在起到相关作用的同时还起到特殊景观带的作用。