开拓杯-隧道环保照明研究

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1、开拓杯参赛作品太阳能隧道隧道环保照明研究[摘要]：道路建设的高速发展证实着我国经济的崛起，而道路的发展都离不了开山劈路，隧道应运而生。但对于隧道的照明问题，一直都没有任何专家做出更环保的解决。因此，本文对隧道照明存在的若干问题进行了深入思考和研究，最后，摒弃了原来单靠当地发电站来供电，环保的解决了白日隧道的照明问题。本文对环保照明系统进行了实物模型画图、理论分析和相关建议，并对重庆理工大学门口中长隧道作了实例分析。关键字：侧边光灯，顶置光散，实物论证计算Abstract:Therapiddevelopmentofroad

2、constructionofourcountryeconomyriseabruptlyconfirmedAndroaddevelopmentcouldnotleavesplitjunglepath.soTunnelemergeasthetimesrequire.Butfortunnellighting.itHasnotanyexperttomakeamoreenvironmentallyfriendlysolution.Therefore,thisarticleontunnellightingproblemsin-dep

3、ththinkingandresearch.Finally,discardtheoriginalsinglebythelocalpowerstationpowerandsupplyEnvironmentalprotectionsolutionpipetunnellightingInthispaper,theenvironmentalilluminationsystemisphysicalmodeldrawing,theoreticalanalysisandrelatedsuggestions.AndtheChongqin

4、gUniversityofTechnologygatelongtunnelasexampleanalysis.第13页共13页开拓杯参赛作品太阳能隧道Keywords:Thesidelightlamp、Overheadluminouspowder、Calculationofphysicaldemonstration一、引言公路隧道是连接两端道路的通道，为了不使整个道路的运输能力降低，保证车辆驾驶员在处于闭合空间的道路里得到良好的安全行驶环境，公路隧道一般应设置人工照明，而在照明的过程中，现状往往都是选择的是二次能源（电能

5、）所提供，怎样避免使用和尽量少用二次能源，是保护环境的重要之研究。据我们实例观察（参考文献[1]），在中国南方的大多跨区、跨省的道路上每条交通线路上平均有十个隧道之多，而选择的用电来源均是电能，这无不是给当代恶劣环境浓墨重彩的添上一笔很大的负担，怎样解决这个清洁能源问题，一直未有任何专家进行深入思考和研究。作为大学生团队的我们，贯穿所学有限知识，我们构思着通过光学元件相配合使用（参考文献[2]对透镜的实验），将柔和的自然光导入隧道，然后进行散光，这样就实现了光照灯泡，这种光以它优越的光照性能挑战传统隧道灯在隧道照明中的地

6、位。本文主要是通过作图对隧道环保照明的问题进行了剖析，通过实例进行验证本研究的可行性。二、总设计蓝图第13页共13页开拓杯参赛作品太阳能隧道2.1、设计框图2.2、设计细明从图一总设计框图可知，本光照系统是一秉着以节约能源、多能源共同利用的理念，来共同完成公路日夜隧道的照明问题。首先是通过采光部分（由凹面镜和凸透镜综合使用完成）把四面八方的太阳光搜集起来，然后变成直射光，便于利用，最后就是把直射光分成两步走，一部分是用于隧道顶部进行光散；另一部分用于隧道两边进行平面镜错位发光。这样既对隧道进行了白天充足的照明，也为隧道里

7、的景色更添上了环保的衣装。三、理论分析第13页共13页开拓杯参赛作品太阳能隧道3.1、采光部分3.1.1设备组成：凹面镜，凸透镜。3.1.2原理剖析：3.1.2.1.侧边采光：在隧道两出口两侧找一光照强度较强、且持续时间较长，在此地方放置外截圆半径为r的凹面镜，且调好适当的聚光角度，交叉射向隧道壁另一方的平面镜，且平行于地面。（图二侧边采光）3.1.2.2.顶置采光：在隧道口外一定距离，通过用支架固定四个相同的侧边采光（只是大小比例要适当小点），将四面八方的光通过顶置采光转变成五组平行光射向隧道。（图三所示）3.1.3.

8、功率计算：采光组的功率P=absp（小P为48.3焦耳每秒/平方厘米）；s=πa(0.6~0.8)凹面镜仰角倾斜修正系数b(0.4~0.45)光线云层穿透系数凸透镜的透光率在90%以上3.1.4.图形补助分析第13页共13页开拓杯参赛作品太阳能隧道图二、侧边采光图三、顶置采光第13页共13页开拓杯参赛作品太阳能隧道3