自然光在隧道照明工程的应用及试验评价

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1、万方数据自然光在隧道照明_Y-程的应用及试验评价文章编号：1009—6582(2014)03—0035—08MoDERNTUNNELLⅡqGTECHNoLoGY■■■■■■■■■●■■■_■■■■■■■■■■■■■_A然光在隧道照明工程的应用及试验评价王宝林叶颖刘灿丁敏闰冰亚(湖南省交通科学研究院，湖南省交通运输节能减排技术研究推广中心，长沙410015)摘要基于照明节能减排考虑，文章依托某高速公路隧道，应用了一种采用自然光对隧道入口段进行照明的技术方案；通过特殊设计的采光带将自然光引入隧道人口段，并参照国际惯用的人眼视觉“适应曲线”，对自然光照明亮度曲线进行模拟与拟合，使其达到了完全取消入口

2、段加强照明的目标；为了验证方案的实用性和可靠性，借助试验手段对隧道照明指标，如亮度、均匀度及亮度变化历程等进行了评价。研究结果表明，自然光照明方案设计指标满足工程要求；与“传统灯具照明”方案相比，该方案具有基本消除入口“黑洞效应”、增强隧道内行车安全性和舒适性、节能减排、简单实用、成本合理等特点。关键词公路隧道自然光照明节能减排黑洞效应中图分类号：U453．7文献标识码：A随着我国“7918”高速公路网规划的实施[1]，公路建设尤其是高速公路建设迎来了蓬勃发展时期。公路隧道由于具有缩短公路里程、提高交通运输效率、节省用地和保护生态环境等优势，其建设数量和规模也逐年增加。截止2011年底，全国已

3、建成公路隧道8522处，共计长6253km圈。然而公路隧道通车里程的逐年增加，带来了一个严重的社会和经济问题，即隧道照明设施的规模和数量越来越大，隧道照明能耗问题日渐突出，已成为公路运营管理部门一笔沉重的负担[33。以我国最长的山区高速公路隧道——秦岭终南山公路隧道为例，每个月该隧道的照明电费就达到100多万元[4]。因此，如何在保障安全的前提下，实现隧道照明的“节能减排”已成为公路建设和运营单位迫切需要解决的问题嘲。目前，国内外研究和解决隧道“照明能耗”问题的思路大体可分为以下几类：(1)对隧道传统高压钠灯照明单一或多目标参数(如照度水平、照度均匀度、调光性及灯具布置)进行优化设计，如杨光[

4、61采用降低高压钠灯电压的运行方式实现照明节能和延长使用寿命的目的，并取得了理想的效果。这类方法虽然简单，但照明节能的幅度有限。(2)采用LED灯、电磁感应灯等新型节能照明灯具，并借助先进的智能控制系统进行调光控制同，如姚其等人[8]对LED灯(白天和夜晚)的隧道照明进行了分别设计，证明了白光LED灯应用于隧道照明可达到较好的效果：王霞等人凹将LED照明亮度智能无级控制系统应用于城市隧道，获得了良好的节能效果：陈文成等人【10J通过将电磁感应灯应用于隧道照明中获得了不错的效果。这类方法节能效果虽然可观，但灯具的散热、光衰、互换性等关键技术成熟度与可靠性仍有待今后进一步完善；加上灯具价格较高，因

5、此阻碍了其大范围推广应用。(3)利用新能源如太阳能、风能对照明灯具进行供电，如韩直[11]发明了一种自然光和人工光结合的隧道布灯方法，通过交替铺设太阳能导光纤和采用LED灯照明实现隧道节能效果。这类方法易受到自然因素的限制，且控制系统复杂，可靠性也很难保证。为了避开以上技术问题，并从本质上解决隧道修改稿返回日期：2013—08—15基金项目：湖南省科技计划项目(2014FJ3038)．作者简介：王宝林(1983一)，男，工学博士。主要从事交通节能减排新技术、新产品的研发及推广应用工作，E一111ail：wangbaolin2001@126．C0111．第51卷第3期(总第356期)2014年6

6、月出版35V01．51，No．3，Total．No．356Jun．2014万方数据『

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9、MODERNTUNNELL矾G自然光在隧道照明工程的应用及试验评价TECHNOLOGY⋯、、’一～⋯’、、⋯⋯。’⋯’’。。‘’。一’’’’“照明能耗”问题，本文提出了隧道入出VI段采用自然光照明的新思路[12]：将隧道入出VI段向外侧延伸，并通过设计特殊的采光带将自然光引入这些区域，同时将这些区域的照明亮度控制到合理范围。使之满足我国现行(

10、显著节能减排的目标。依据我国现行设计规范[13]理论估算，隧道入VI段、过渡段和出VI段设计的照明亮度分别约是中问段的28倍、8倍和5倍，由此可知入、出VI段照明能耗的降低对整个隧道照明节能减排的贡献将是十分可观的。为此，本文依托某高速公路隧道入12I段，对自然光照明节能技术进行示范研究，并借助试验手段，对该技术的实用性和可靠性进行评价。本文研究工作的开展，将有助于丰富隧道照明节能技术的理论范畴，