隧道照明設計的影響因素及評定標準分析

羅濤

中國思菲工程技術有限公司廣州設計院

摘要：在隧道中行駛與在其它路段上行駛明顯不同，最主要的區別就是隧道洞內外的光線亮度存在非常大的差異。若不能想出較好的措施來解決隧道內外的亮度問題，對于司機的駕駛則會出現嚴重的安全隱患。筆者結合多年的工作經驗，在文中對隧道照明的情況和設計原則作了簡單介紹，并著重分析了影響隧道照明設計的因素和評定標準。

關鍵詞：隧道照明設計；影響因素；評定標準

在突然進入黑暗或者明亮的地方時，駕駛者往往難以準確辨認出隧道內的路面狀況和物體，由此會產生視覺心理障礙，使得行車變得極為不安全。隧道照明的目的就是要通過改變隧道內的視覺環境，來達到保證駕駛者無論在白天還是夜晚都能以設計時速平穩地穿過隧道。

1.隧道照明情況介紹

由于隧道是一類較為特殊的管狀構造物，所以隧道照明不同于一般的路面照明。經過隧道的車輛都會體驗從明亮走進黑暗，又從黑暗走向明亮，這一由明到暗，又由暗到明的適應過程。隧道照明與其它道路照明相比有著其自身較為特殊的問題，主要是指視覺問題：

①白天在進入隧道前，由于隧道內外存在著巨大的亮度差別，所以由于照明不充分，駕駛者在前進過程中看到的隧道入口，看起來很像是“黑洞”；②駕駛者在白天駛入隧道后，雖然隧道內有照明設施，但人的眼睛還是一時無法完全適應隧道內部的情況，這種現象被稱作“適應滯后”；③在白天，駕駛者穿過一段較長的隧道快到出口時，此時由于隧道外部的亮度較高，使得出口此時看起來特別明亮，像一個強光源。駕駛者駛出隧道后會遇到極強的眩光，使得駕駛者一時難以適應；而夜晚在駛出隧道時情況與白天正好相反，此時的隧道出口看起來就像是個“黑洞”，使得駕駛員在駛出隧道時一時無法辨認道路線形和路面狀況。

2.隧道照明設計的原則

在對于隧道照明進行設計時要格外考慮到駕駛者對于明、暗適應的情況，要結合隧道長度來設計過渡空間、過渡照明。為了保證駕駛者眼睛的明、暗適應性要求，要在進入隧道的入口處設計一段明暗過渡照明，從而保證駕駛者一定程度上的視力要求。而隧道在出口處，由于絕大多數駕駛者的適應時間一般都在1秒以內，與入隧道時的適應程度相比要容易的多，故可以不對其做照明過渡處理。

許多國家為了應對在進入和駛出隧道時，視覺會出現的“白洞”和“黑洞”效應，紛紛制定了一些隧道設計的原則和標準。例如：日本的《隧道照明設計指南》、英國BS、美國IES、我國的《公路隧道設計規范》還有國際照明協會的CIE標準等。雖然這些國家在規范的表述上不盡相同，但通過對其解讀，可以歸納如以下幾點這些國家共同遵守的隧道設計原則：①隧道內無論是白天還是夜晚都需要設置基本照明；②一般情況下，能夠確定引入、適應、過渡段的長度（S），車速（V）以T=2s的適應時間來加以確定，可以使用S=VT/3.6（m）來進行估算；③在白天車輛駛入隧道時，路面亮度需要逐漸降低，給駕駛者的視覺一段的適應距離，可以把出口段分成引入、適應和過渡段；④出口段也需要設置過渡照明，在雙向行駛情況下與入口段設計一致；⑤夜晚隧道的出入口處不能設計強光照明，隧道外的路燈照明亮度要高于隧道內基本亮度的一半以上。同時隧道內應當設置應急照明，其亮度要保持在基本亮度的1/10以上。

3.隧道照明設計的影響因素

3.1 “黑洞”、“白洞”以及“黑框”效應

車輛駛入隧道后，駕駛者都會出現視覺問題。假如車輛以每小時50千米的速度行駛，穿過隧道的時間大約在1.5秒左右。在這短暫的時間內，視覺感受到了極大的亮度變化。隧道長度的不同給駕駛者的感覺也不相同。若駕駛者在短隧道內行駛，從進口處就可以發現出口處的較高亮度，出現“黑框效應”；若駕駛者進入路程較長的隧道，在快駛出洞口處時會發現隧道口比較黑而難以看清前方路況，如果前方路段出現障礙物，駕駛者此時很難完全躲避，這就是“黑洞”效應。在夜晚的情況則會相反，在駕駛者快要駛出隧道時，會發現前方較為刺眼難以適應，出現“白洞效應”，此時駕駛者同樣難以準確確定路面的行駛狀況。

3.2 隧道洞口外的亮度

如果減弱了隧道外的亮度，可以使駕駛者感受到駛入隧道后的亮度是逐步變化的。因此在進行隧道照明設計時，應當充分考慮到隧道洞口處的亮度，要對隧道出入口處的亮度設計減光設施。一般情況下使用的弱光設施主要有以下幾種：①設置遮光棚，雖然遮光棚能夠直接將陽光投射到路面上，但其設置的經濟成本過高，在交通量一般的隧道中很少使用；②設置遮陽棚，遮陽棚的頂棚結構盡管是透光的，不過陽光是無法直接投射到路面上的；③利用植被減弱光線，有的植物隨著季節的變化，綠葉會變黃，因此在隧道出入口處應當種植常綠植物。常綠植物反射的光線能夠使司機感覺很舒服，從而大大地減弱駕駛者的“黑洞”、“黑框”效應。

3.3 隧道情況

不同的隧道長度，所要求的照明情況自然不同。若隧道長度不超過100米，可以不設置照明燈具。一般情況下，若隧道需要設置照明設施，則隧道越長，對照明情況的要求越是嚴格；隧道的寬度也會影響隧道的照明要求；隧道線性的不同對所需照明的要求會造成影響，盡管兩條隧道長度、寬度都相同，但一個線性彎曲、一個線性筆直，這就會對照明燈具安裝的距離間隔和數量產生影響；隧道是單向設計還是雙向設計、是小汽車專用還是不限制車輛會影響到隧道的照明條件要求；隧道當地的氣候、地理環境和周邊狀況也會對隧道照明設計產生影響。

4.隧道照明設計的評定標準

4.1 路面亮度

路面亮度就是單位面積路面所放射的光量。隧道中車輛的行使要以路面的強度作為基礎，考察路面的狀況。

4.2 路面均勻度

路面均勻度就是路面亮度的分布狀況。路面亮度均勻能夠為司機提供良好的駕駛視野，能夠保證良好的可見度和舒適性，因此隧道要設置嚴格的路面亮度均勻度標準，保證路面的干燥度，降低路面的亮度。

4.3 眩光

眩光是指視線范圍內的物體亮度過強時，司機會感到視線下降或不舒服的情況。當前國際上一般使用眩光指數G作為評定眩光對司機影響的標準。一般情況下，G為1時，司機難以忍受；G為3時，司機感到一定的干擾性；G為5時，司機對眩光的忍受度在可承受范圍內；G為7時，司機會十分滿意。因此，要采取有效的措施控制光源的亮度和懸掛的高度，有效減少眩光對司機的不良影響，科學的布置光源的位置，提高環境的亮度和均勻度等。

4.4 誘導性

誘導性是指在隧道中設置照明表示隧道的線形、車流情況和隧道的起伏交叉等情況，引導司機安全的行駛。誘導性分為兩種形式：一種是視見誘導性，即在照明條件良好時，墻面一般作為路面亮度的對比背景，因此，在墻面上設置顏色鮮亮的逆反射材料，使標志清晰可見，對司機起到良好的引導作用。第二種是光學誘導性，即對照明設施進行適當排列，或者選用一致的光色、光強，對照明設施進行特殊的布置等使照明設施具備誘導性。隧道出口是廣場的情況下，不能布置太多的路燈，路燈太多會使司機難以適應“燈海”，會產生不舒適感，這種情況下，可以設置高桿路燈，使其兼具照明道路和照明環境的作用。

5.總結

道路隧道照明是一項結合多種工程的綜合性課題，比如說交通工程、電氣工程和光照工程等。當前對于隧道照明設計影響因素的進一步深入研究，隧道照明設計評定標準的逐步完善以及對駕駛員對隧道燈光反映更加深入的認識，隧道照明的設計必然會更加體現人性化，隧道行車功能也會得到進一步地改善。

參考文獻：

[1]韓丹.隧道照明設計的影響因素及評定標準[J].科技傳播，2014，4（5）：52-53.

[2]張立波，郝海杰.淺析影響公路隧道照明設計的因素[J].北方交通，2012，3（9）：85-86.

[3]李學剛.鐵路隧道照明設計標準探討[J].鐵道標準設計，2011，2（7）：156-158.

[4]許景峰，劉英嬰.公路隧道照明中照明功率密度的探討[J].燈與照明，2013，4（16）：46-49.