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摘要随着我国经济高速发展，隧道工程建设发展非常迅速，与此同时，隧道照明系统设计和维护也变得越来越重要，但我国目前照明中存在着诸多问题，在照明设计中，亮度与照度的关系区分不清，未充分考虑驾驶员视觉感受，隧道照明系统建设投资成本费用较高，投人使用后,运营能耗大。因此进行节能管理对降低运营成本、走“可持续发展道路”是很必要的。
关键词：隧道工程、照明、节能管理
中图分类号：U45文献标识码： A
1 引言
我国是一个多山国家，在山岭地区，隧道可缩短道路里程，避免不良地质条件，受气候条件影响小等，在山区建设具有很大的优势。公路隧道通风照明设计规范(JTJO26.1一1999)中明确规定长度超过100m的隧道都需设置照明系统,但我国照明起步较晚，研究不够充分，照明中存在着很多问题，造成了极大浪费；如何进行节能管理是一个必须解决的问题。
2.1 隧道照明
隧道照明目的与道路照明相同,均是为了给驾驶员提供良好的视觉环境,保障交通安全,提高运输效率等。但隧道两侧和顶部是封闭的,构造较特殊,会产生隧道特有的人眼明适应和暗适应,尤其是白昼的视觉问题。因此,隧道照明设计必须合理解决好隧道照明特有的视觉问题,以及解决好道路照明和隧道照明中共有的视觉问题,创造出良好的视觉环境。一般将隧道照明分为入口照明、隧道内部照明、出口照明和隧道内应急照明[1]。
2.1.1 隧道入口处照明
白天当驾驶员从隧道外驶进隧道内时,由于隧道内外亮度差极大,所以从隧道外面看照明很不充分的隧道入口时只会看到一个“黑洞”(对长隧道而言)或一个黑框(对短隧道而言)。因洞外亮度大,当驾驶员进入隧道后由于人眼视觉的滞后性作用，产生视觉上的盲区,即产生“适应的滞后现象”。因此，在隧道入口处必须设置缓和照明段。入口缓和照明段按车辆驶入隧道方向分为临界区、过渡区、缓和区。入口缓和照明段的长度主要取决于洞内外的亮度差,同时还与设计车速、洞内照度和洞壁材料等因素有关[2]。
2.1.2 隧道内部照明
无论是白天还是黑夜,隧道内道路环境及对行车视觉产生的影响都不同于一般道路。主要是隧道内汽车行驶排出的废气几乎无法消散（一般较长隧道都设有风机，但风机作用有限）,在隧道内形成较大烟雾；烟雾除了吸收汽车前灯发出的光线,使照度降低外,还使光线传播发生散射现象,散射光在隧道内形成光幕,从而降低了道路前方障碍物及周围环境(如路面,隧道墙壁)光度,使驾驶员识别前方障碍物的视觉能力下降。因此,隧道内的基本照明,应该按照隧道实际设计车速对照度需求而决定。
2.1.3 隧道出口处照明
在白天，当车辆通过较长隧道接近出口时,由于洞外亮度远高于洞内,隧道出口对驾驶员而言,好像是一个白色的洞,人眼也对这种光线产生滞后。驾驶员对前方行车只能看到一个很暗的轮廓,对于自己前方车辆的距离不能做出准确判断。若在夜间行驶,其效果则恰好相反,驾驶员在隧道内看到的是黑洞而不是亮洞。在此情况下,驾驶员难以辨别洞外道路线形、路上交通状况以及道路上的障碍物情况,也是一个视觉盲区。因此,隧道出口也同入口部分一样设有过渡区,要加强垂直照度,使得过渡区亮度与洞外相接近[3]。
2.2隧道照明中存在的问题
2.2.1照明设计参数有待完善
《JTJ026.1-1999公路隧道通风照明设计规范》颁布实施至今已有十多年，在此期间，我国公路隧道数量、规模及类型都发生了较大变化，同时新理论、新技术、新设备、新材料不断涌现，部分照明设计参数有待进一步修正和完善，如短隧道照明设计方法、各照明段亮度指标等。国际照明委员会（CIE）制定的《CIE88：2004公路隧道和地道照明指南》[4]虽对我国公路隧道照明设计有许多借鉴之处，但并不完全适用。
2.2.2隧道照明系统设计中存在的问题
为确保公路隧道行车安全,国家已明确规定了公路隧道内各段照明的平均照度值,但公路隧道照明由于受灯具设备的选型与安装、道路几何与隧道走向、路面状况、隧道壁反射特性等多方面因素影响,隧道照明平均照度值计算变得非常复杂,从而影响到隧道内各段照明的平均照度值。公路隧道照明系统设计方案中普遍存在以下问题[5]:
1、高速公路隧道照明系统建设投资成本费用高；
2、高速公路隧道照明系统投人使用后,运营能耗大；
3、高速公路隧道照明系统投人运营后,维护、维修工作量大费用高。
2.2.3隧道照明现有控制方式存在的问题
国内目前对隧道照明设备的控制方式主要有三种:手动控制模式、分时段进行的时序控制模式和分级控制模式[6]。实际最常用的是采用分级控制模式,即根据气候条件、隧道外照度以及交通流量进行控制分级。其工作原理是:通过隧道内外设置照度检测仪,检测隧道入口处内外的光强度,并辅以车流量等其他信息,分级控制整个隧道内各段的灯光照明强度使驾驶员能尽快适应隧道内外的光强变化,消除因光强所引起的视觉障碍,减少事故发生[7]。
现有照明控制模式在实际运行中存在相当大的电能浪费。为保证车辆通行安全,隧道照明系统的设计采用保守的预估方法。对洞外照度的设计是以全年洞外最大亮度、最高行车时速和最大交通流量来确定隧道内各段的灯具功率和灯具分布密度。在实际运行过程中,照明强度一般远远小于设计参数,因此照明系统节能设计有很大改进空间[8]。
2.3 照明节能方法
隧道照明节能包含照明设计节能和管理节能等方面,其中照明设计节能是最重要的节能措施,它包括采用新颖可靠的设计理念和合理标准值、科学预测交通量和采用合理设计速度等措施。
2.3.1 选用准确合理的设计参数
现阶段大多数照明设计因受技术条件限制，一般都较粗放,设计出的隧道照明系统设计值基本偏保守。不少设计单位因缺乏照明灯具光强表等具体灯具配光参数,不得已而采用系数曲线图计算方法,对照明灯具都采用同样的设计参数,造成了隧道照明系统浪费,较差隧道照明系统又存在着安全隐患。为达到使隧道照明系统节能的目的,设计人员须要做到照明系统的精细化设计,尽量收集照明灯具配光参数,采用先进的数值计算方法进行设计,尽量避免因设计方法粗放而使照明亮度值过大带来能源浪费，同时做到使设计参数值可保证驾驶人员的安全行驶。
2.3.2 科学预测交通量
设计交通量在公路隧道照明设计中是另一项非常重要的基准参数，在相同设计速度下，设计交通量不同，则公路隧道照明需求也将有较大差异。如设计速度为80km/h时，大交通量比小交通量理论上多用电40%以上。
2.3.3 合理采用設计速度
设计速度在公路隧道照明设计中也是一项重要的基准参数。日本东京湾海底隧道曾做过详细比较，在其他基准参数相同时，仅设计速度由80km/h提高至100km/h，照明设备费将提高63%～80%，年运营电耗将提高66%～82%。研究分析指出，对不同设计速度条件下的公路隧道LED灯照明方案比较，若设计速度由80km/h提高至100km/h，在全寿命周期内，公路隧道照明系统成本要高出50%。因此，合理采用设计速度对降低隧道能耗是很重要的。
3 结论
公路隧道照明存在问题较多，相关研究工作还不够充分，把握好照明规律，吸收国外先进技术，使之与我国具体实际相结合，是每个照明工作者神圣的责任；隧道照明节能研究是一项非常有意义的工作，努力降低隧道各种能耗对节约隧道运营成本是非常重要的。
参考文献
[1]屈志豪,邓欣,王卫平,等.长大公路隧道照明分期实施与节能[C]//会议/论文集缺失,2009:85-92.
[2]何铁峰.隧道照明设计及照明节能的应用[J].地下工程与隧道,2012(1):37-40+56.
[3]吴玥含,陈勇良.基于DIALux的公路隧道照明设计优化[J].四川建筑,2011(5):124-125.
[4]李强.城市轨道交通照明设计节能措施探讨[J].铁道勘测与设计,2012(1):17-20+58.
[5]刘相华,沈波,何强.普通公路隧道LED节约型照明设计[J].公路交通技术,2012(6):111-113.
[6]杨光.公路隧道照明可以更节能[N/OL].中国交通报.2010-9-10.http://www.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbname=CCND2010&filename=CJTB201009100021.
[7]张阿玲.高速公路隧道照明设计与研究[D].[出版地不详]:长安大学,2011.
[8]涂耘,王少飞,张琦,等.“低碳经济”背景下公路隧道照明节能策略[J].现代隧道技术,2011(3):14-21.
关键词：隧道工程、照明、节能管理
中图分类号：U45文献标识码： A
1 引言
我国是一个多山国家，在山岭地区，隧道可缩短道路里程，避免不良地质条件，受气候条件影响小等，在山区建设具有很大的优势。公路隧道通风照明设计规范(JTJO26.1一1999)中明确规定长度超过100m的隧道都需设置照明系统,但我国照明起步较晚，研究不够充分，照明中存在着很多问题，造成了极大浪费；如何进行节能管理是一个必须解决的问题。
2.1 隧道照明
隧道照明目的与道路照明相同,均是为了给驾驶员提供良好的视觉环境,保障交通安全,提高运输效率等。但隧道两侧和顶部是封闭的,构造较特殊,会产生隧道特有的人眼明适应和暗适应,尤其是白昼的视觉问题。因此,隧道照明设计必须合理解决好隧道照明特有的视觉问题,以及解决好道路照明和隧道照明中共有的视觉问题,创造出良好的视觉环境。一般将隧道照明分为入口照明、隧道内部照明、出口照明和隧道内应急照明[1]。
2.1.1 隧道入口处照明
白天当驾驶员从隧道外驶进隧道内时,由于隧道内外亮度差极大,所以从隧道外面看照明很不充分的隧道入口时只会看到一个“黑洞”(对长隧道而言)或一个黑框(对短隧道而言)。因洞外亮度大,当驾驶员进入隧道后由于人眼视觉的滞后性作用，产生视觉上的盲区,即产生“适应的滞后现象”。因此，在隧道入口处必须设置缓和照明段。入口缓和照明段按车辆驶入隧道方向分为临界区、过渡区、缓和区。入口缓和照明段的长度主要取决于洞内外的亮度差,同时还与设计车速、洞内照度和洞壁材料等因素有关[2]。
2.1.2 隧道内部照明
无论是白天还是黑夜,隧道内道路环境及对行车视觉产生的影响都不同于一般道路。主要是隧道内汽车行驶排出的废气几乎无法消散（一般较长隧道都设有风机，但风机作用有限）,在隧道内形成较大烟雾；烟雾除了吸收汽车前灯发出的光线,使照度降低外,还使光线传播发生散射现象,散射光在隧道内形成光幕,从而降低了道路前方障碍物及周围环境(如路面,隧道墙壁)光度,使驾驶员识别前方障碍物的视觉能力下降。因此,隧道内的基本照明,应该按照隧道实际设计车速对照度需求而决定。
2.1.3 隧道出口处照明
在白天，当车辆通过较长隧道接近出口时,由于洞外亮度远高于洞内,隧道出口对驾驶员而言,好像是一个白色的洞,人眼也对这种光线产生滞后。驾驶员对前方行车只能看到一个很暗的轮廓,对于自己前方车辆的距离不能做出准确判断。若在夜间行驶,其效果则恰好相反,驾驶员在隧道内看到的是黑洞而不是亮洞。在此情况下,驾驶员难以辨别洞外道路线形、路上交通状况以及道路上的障碍物情况,也是一个视觉盲区。因此,隧道出口也同入口部分一样设有过渡区,要加强垂直照度,使得过渡区亮度与洞外相接近[3]。
2.2隧道照明中存在的问题
2.2.1照明设计参数有待完善
《JTJ026.1-1999公路隧道通风照明设计规范》颁布实施至今已有十多年，在此期间，我国公路隧道数量、规模及类型都发生了较大变化，同时新理论、新技术、新设备、新材料不断涌现，部分照明设计参数有待进一步修正和完善，如短隧道照明设计方法、各照明段亮度指标等。国际照明委员会（CIE）制定的《CIE88：2004公路隧道和地道照明指南》[4]虽对我国公路隧道照明设计有许多借鉴之处，但并不完全适用。
2.2.2隧道照明系统设计中存在的问题
为确保公路隧道行车安全,国家已明确规定了公路隧道内各段照明的平均照度值,但公路隧道照明由于受灯具设备的选型与安装、道路几何与隧道走向、路面状况、隧道壁反射特性等多方面因素影响,隧道照明平均照度值计算变得非常复杂,从而影响到隧道内各段照明的平均照度值。公路隧道照明系统设计方案中普遍存在以下问题[5]:
1、高速公路隧道照明系统建设投资成本费用高；
2、高速公路隧道照明系统投人使用后,运营能耗大；
3、高速公路隧道照明系统投人运营后,维护、维修工作量大费用高。
2.2.3隧道照明现有控制方式存在的问题
国内目前对隧道照明设备的控制方式主要有三种:手动控制模式、分时段进行的时序控制模式和分级控制模式[6]。实际最常用的是采用分级控制模式,即根据气候条件、隧道外照度以及交通流量进行控制分级。其工作原理是:通过隧道内外设置照度检测仪,检测隧道入口处内外的光强度,并辅以车流量等其他信息,分级控制整个隧道内各段的灯光照明强度使驾驶员能尽快适应隧道内外的光强变化,消除因光强所引起的视觉障碍,减少事故发生[7]。
现有照明控制模式在实际运行中存在相当大的电能浪费。为保证车辆通行安全,隧道照明系统的设计采用保守的预估方法。对洞外照度的设计是以全年洞外最大亮度、最高行车时速和最大交通流量来确定隧道内各段的灯具功率和灯具分布密度。在实际运行过程中,照明强度一般远远小于设计参数,因此照明系统节能设计有很大改进空间[8]。
2.3 照明节能方法
隧道照明节能包含照明设计节能和管理节能等方面,其中照明设计节能是最重要的节能措施,它包括采用新颖可靠的设计理念和合理标准值、科学预测交通量和采用合理设计速度等措施。
2.3.1 选用准确合理的设计参数
现阶段大多数照明设计因受技术条件限制，一般都较粗放,设计出的隧道照明系统设计值基本偏保守。不少设计单位因缺乏照明灯具光强表等具体灯具配光参数,不得已而采用系数曲线图计算方法,对照明灯具都采用同样的设计参数,造成了隧道照明系统浪费,较差隧道照明系统又存在着安全隐患。为达到使隧道照明系统节能的目的,设计人员须要做到照明系统的精细化设计,尽量收集照明灯具配光参数,采用先进的数值计算方法进行设计,尽量避免因设计方法粗放而使照明亮度值过大带来能源浪费，同时做到使设计参数值可保证驾驶人员的安全行驶。
2.3.2 科学预测交通量
设计交通量在公路隧道照明设计中是另一项非常重要的基准参数，在相同设计速度下，设计交通量不同，则公路隧道照明需求也将有较大差异。如设计速度为80km/h时，大交通量比小交通量理论上多用电40%以上。
2.3.3 合理采用設计速度
设计速度在公路隧道照明设计中也是一项重要的基准参数。日本东京湾海底隧道曾做过详细比较，在其他基准参数相同时，仅设计速度由80km/h提高至100km/h，照明设备费将提高63%～80%，年运营电耗将提高66%～82%。研究分析指出，对不同设计速度条件下的公路隧道LED灯照明方案比较，若设计速度由80km/h提高至100km/h，在全寿命周期内，公路隧道照明系统成本要高出50%。因此，合理采用设计速度对降低隧道能耗是很重要的。
3 结论
公路隧道照明存在问题较多，相关研究工作还不够充分，把握好照明规律，吸收国外先进技术，使之与我国具体实际相结合，是每个照明工作者神圣的责任；隧道照明节能研究是一项非常有意义的工作，努力降低隧道各种能耗对节约隧道运营成本是非常重要的。
参考文献
[1]屈志豪,邓欣,王卫平,等.长大公路隧道照明分期实施与节能[C]//会议/论文集缺失,2009:85-92.
[2]何铁峰.隧道照明设计及照明节能的应用[J].地下工程与隧道,2012(1):37-40+56.
[3]吴玥含,陈勇良.基于DIALux的公路隧道照明设计优化[J].四川建筑,2011(5):124-125.
[4]李强.城市轨道交通照明设计节能措施探讨[J].铁道勘测与设计,2012(1):17-20+58.
[5]刘相华,沈波,何强.普通公路隧道LED节约型照明设计[J].公路交通技术,2012(6):111-113.
[6]杨光.公路隧道照明可以更节能[N/OL].中国交通报.2010-9-10.http://www.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbname=CCND2010&filename=CJTB201009100021.
[7]张阿玲.高速公路隧道照明设计与研究[D].[出版地不详]:长安大学,2011.
[8]涂耘,王少飞,张琦,等.“低碳经济”背景下公路隧道照明节能策略[J].现代隧道技术,2011(3):14-21.