淺談公路隧道的照明問(wèn)題及節(jié)能措施

屠一鋒

（杭金衢分公司杭紹管理處，浙江 諸暨 311800）

1.概述

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，公路隧道平均每年新增350km，我國(guó)公路網(wǎng)交通逐漸向離岸深水延伸，向崇山峻嶺穿越，到2010年底，全國(guó)公路隧道已有7384處、512.26萬(wàn)米，其中，特長(zhǎng)隧道265處、113.80萬(wàn)米，長(zhǎng)隧道1218處、202.08萬(wàn)米。在“低碳經(jīng)濟(jì)”和“節(jié)能減排”的經(jīng)濟(jì)背景下，照明節(jié)能成為當(dāng)前公路隧道的焦點(diǎn)問(wèn)題。隧道照明是全天運(yùn)行的，每個(gè)隧道電費(fèi)年耗量都達(dá)百萬(wàn)甚至幾千萬(wàn)，成為公路隧道最大的能耗系統(tǒng)。因此合理、安全、節(jié)能的照明系統(tǒng)在高速公路隧道工程中顯得尤其重要。

2.隧道照明的主要問(wèn)題

近年來(lái)，國(guó)家投入大量科研經(jīng)費(fèi)，致力于公路隧道照明系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)方面，并且取得了一定的成功，但是還是存在一些工程設(shè)計(jì)或運(yùn)營(yíng)管理等方面的問(wèn)題。

2.1 規(guī)范落后、不完全

上個(gè)世紀(jì)60年代，國(guó)外就開(kāi)始了隧道照明方面的研究，并在不同時(shí)期制定了隧道照明標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，我國(guó)起步晚，1990年才對(duì)隧道照明進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定，1999年的《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》和2004年的《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》做為現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)明顯落后于國(guó)際規(guī)范。此外，我國(guó)缺乏短隧道設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，造成了短隧道的能源浪費(fèi)。

2.2 控制參數(shù)不科學(xué)、控制方式落后

目前的控制技術(shù)僅能簡(jiǎn)單的控制開(kāi)關(guān)，未能根據(jù)天氣、車流量、車速等各種因素做出最節(jié)能的調(diào)控，造成了能源浪費(fèi)。很多短隧道照明控制不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，對(duì)短隧道很多的高速公路全線意味著要消耗巨大的人力、物力去開(kāi)關(guān)照明燈具才能避免不必要的電能浪費(fèi)和運(yùn)營(yíng)成本浪費(fèi)。還有很多隧道照明雖然采用了時(shí)序分級(jí)調(diào)光控制法，但還是無(wú)法結(jié)合洞外亮度L20(S)、天氣、交通量等時(shí)變參數(shù)進(jìn)行宏觀調(diào)控。

2.3 忽視照明設(shè)施養(yǎng)護(hù)的重要性

大多長(zhǎng)隧道靠近出口端或出口段存在照明亮度不足的情況，主要原因是燈具受污染較嚴(yán)重，光利用率降低。隧道通風(fēng)不暢，灰塵較多，不僅會(huì)減弱隧道內(nèi)光亮度，也會(huì)對(duì)照明設(shè)施造成污染。因此，每季度一次的清洗養(yǎng)護(hù)可能滿足不了隧道照明系統(tǒng)的要求。

2.4 隧道照明節(jié)能理念存在誤區(qū)

公路隧道節(jié)能決不能以犧牲交通安全為代價(jià)而簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)某些燈具，而是以保證交通安全為基礎(chǔ)的最大節(jié)能。要杜絕隧道管理人員為了節(jié)約用電而隨意主觀地控制照明系統(tǒng)，這種做法忽視了隧道照明的本質(zhì)，對(duì)行車造成巨大的危害。

3.公路隧道照明的節(jié)能措施

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)多個(gè)隧道照明系統(tǒng)調(diào)研，總結(jié)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出以下重要措施：

（1）準(zhǔn)確測(cè)試和調(diào)節(jié)洞外亮度

洞外亮度是公路隧道設(shè)計(jì)中最重要的基準(zhǔn)參數(shù)之一，取值對(duì)公路隧道照明系統(tǒng)工程的投資和運(yùn)營(yíng)開(kāi)支影響很大。洞外亮度L20(S)是指在接近段起點(diǎn)S處，距地面1.5m高正對(duì)洞口方向20°視場(chǎng)實(shí)測(cè)得到的平均亮度。多處隧道實(shí)際測(cè)試和設(shè)計(jì)方案發(fā)現(xiàn)，相同行駛速度下，洞外亮度從4000cd/m2降至3000cd/m2，入口加強(qiáng)照明可節(jié)能25.4%，從6000cd/m2至4000cd/m2設(shè)備費(fèi)用差34%，年耗電費(fèi)量差30%。由此可見(jiàn)，準(zhǔn)確地確定洞外亮度并采取措施降低洞口亮度可以減少入口的設(shè)備和整個(gè)系統(tǒng)的耗電量。根據(jù)規(guī)范可以采取如下減光措施：隧道采用削竹式洞門型式；洞口大幅坡面綠化；從接近起點(diǎn)起路基的兩側(cè)種植常青樹(shù)；洞口采用端墻型式時(shí)，墻面選冷色調(diào)，且反射率<0.17。總之，大量實(shí)踐證明，洞口合理景觀設(shè)計(jì)可以減少不必要的電能浪費(fèi)，也可降低事故發(fā)生率。

（2）科學(xué)預(yù)測(cè)交通量

交通量也是隧道照明設(shè)計(jì)的重要基準(zhǔn)參數(shù)之一。相同設(shè)計(jì)速度下，不同交通量對(duì)照明的需求差異也很大。設(shè)計(jì)速度60km/h時(shí)，小交通量比大交通量理論上少用電46.7%，設(shè)計(jì)速度80km/h時(shí)，小交通量比大交通量理論上少用電40%。山區(qū)高速公路運(yùn)營(yíng)初期，交通量普遍低于預(yù)測(cè)交通量，可能全線通車2～3年后才會(huì)達(dá)到預(yù)期交通量。因此，科學(xué)合理的預(yù)測(cè)交通量，對(duì)隧道照明系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)和分期施工具有重要指導(dǎo)作用。

（3）合理采用設(shè)計(jì)速度

設(shè)計(jì)速度也是隧道照明設(shè)計(jì)的重要基準(zhǔn)參數(shù)之一。對(duì)于市政公路隧道，由于其車流量較大，設(shè)計(jì)時(shí)速可以適宜的放低，設(shè)計(jì)時(shí)速降低，對(duì)隧道的照明要求相對(duì)于時(shí)速高的隧道就要低一些，這是因?yàn)樵诟咚傩旭傁拢淼辣仨氁谐渥愎饩€，那照明設(shè)備的數(shù)量就要多一些，每一個(gè)照明設(shè)備的功率也就相應(yīng)的增大了。所以，合理設(shè)計(jì)隧道行車速度也是節(jié)能的一個(gè)重要措施。

（4）采用智能化照明控制裝置

由于公路隧道車輛不是連續(xù)不斷的通行，這種情況在一些山區(qū)交通不量的二級(jí)及以下等級(jí)公路更突出，一天交通量很小，如果隧道整天采用照明，大大浪費(fèi)的電源，這時(shí)我們可以采用一些智能的照明裝置，根據(jù)車輛進(jìn)隧道產(chǎn)生的振動(dòng)來(lái)控制照明開(kāi)關(guān)，當(dāng)有車進(jìn)隧道，智能照明控制裝置自動(dòng)反應(yīng)，提前亮燈，在確保光線充足的情況下，適時(shí)熄掉后面相應(yīng)的照明裝置，這樣做，大大降低的能耗，在確保了行車安全。

（5）科學(xué)合理地布置燈距

在公路隧道中，現(xiàn)在基本上是采用中間單排布燈、兩側(cè)對(duì)稱布燈有兩側(cè)交錯(cuò)布燈等三種常用方式。據(jù)有的公路交科院研究表明，中間布燈比雙側(cè)布燈要好一些，兩側(cè)交錯(cuò)布燈好過(guò)兩側(cè)對(duì)稱布燈。并經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐研究，布燈高度也有一定的合理范圍，這個(gè)要根據(jù)隧道的凈高來(lái)量身確定。

（6）要充分利用隧道本身材料

根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)證明，瀝青路面比混凝土剛性路面的反射系數(shù)要低，從照明本身方面來(lái)考慮，隧道里路面采用混凝土材質(zhì)要比采用瀝青混凝土路面要節(jié)能一些，由于水泥混凝土反射率高，在隧道進(jìn)口處可以采用瀝青或彩色路面降低入口段亮度進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的效果。

另外，在攤鋪隧道公路路面時(shí)可以采用一些新材料，比如在路面結(jié)構(gòu)層中加入一定比例的玻璃珠，不僅提高的路面的抗滑能力，而且有一點(diǎn)消防作用。玻璃珠的加入也有利于照明節(jié)能。還提高的隧道里的行車安全，可以說(shuō)一舉兩得的好方法。

（7）采用合理的隧道墻面裝飾

公路隧道不同于鐵路隧道，一般隧道土建部分施工完畢后，還要進(jìn)行隧道內(nèi)部裝飾，尤其在城市的隧道，不僅要裝飾還要裝飾的美觀大方，所以，在選擇裝飾方案時(shí)，我們要充分考慮到隧道里的照明節(jié)能。采用較好光反射系數(shù)高的材料。

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