基于DIAlux的公路隧道照明設(shè)計(jì)研究

陳丹　趙寧

摘 要：以鄧家灣隧道為依托工程，針對(duì)公路隧道的特殊性和隧道內(nèi)特有的視覺現(xiàn)象，計(jì)算不同路段的照度需求。通過DIAlux軟件對(duì)該公路隧道照明系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬，以檢測(cè)該照明系統(tǒng)的合理性與可行性。

關(guān)鍵詞：隧道照明；照明設(shè)計(jì)；DIAlux；仿真模擬

中圖分類號(hào)：TP316 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2015）04-00-02

0 引 言

公路隧道作為一種特殊路段，其兩側(cè)與頂部是封閉的，這種結(jié)構(gòu)使洞內(nèi)與洞外亮度差距較大，因此產(chǎn)生一系列的視覺現(xiàn)象，例如“黑洞現(xiàn)象”和“白洞現(xiàn)象”[1]。這些現(xiàn)象會(huì)影響隧道內(nèi)車輛的行駛安全。為了保證行車安全，需要在隧道內(nèi)設(shè)置照明系統(tǒng)。

為解決隧道照明系統(tǒng)的計(jì)算問題，可以采用照明模擬仿真軟件來模擬隧道的照明空間。DIAlux 軟件可模擬出空間照明模型，并在模擬的三維空間中計(jì)算出不同路段的照度情況，生成照度報(bào)表。對(duì)鄧家灣隧道照明參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，比較DIAlux模擬與傳統(tǒng)計(jì)算方法，確定DIAlux在隧道照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的工作效率。

1 公路隧道照明系統(tǒng)分析

公路隧道照明與普通道路照明主要區(qū)別在于公路隧道需要全天照明，且白天照明要求比夜間照明更加復(fù)雜。駕駛員在白天進(jìn)入、穿過和離開隧道的過程中，會(huì)產(chǎn)生特殊的視覺問題[2]。

當(dāng)車輛進(jìn)入隧道時(shí)，由于隧道內(nèi)外亮度差較大，因此在隧道入口處會(huì)形成“黑洞現(xiàn)象”；當(dāng)車輛駛出隧道時(shí)，同樣由于隧道內(nèi)外亮度差較大，在隧道出口處會(huì)形成“白洞現(xiàn)象”。為消除這些現(xiàn)象，需采取適當(dāng)?shù)恼彰鞔胧?/p>

為使駕駛員眼睛適應(yīng)視覺變化，隧道出口處的光線亮度變化不能過快，通常在出口路段采取種植樹木、設(shè)置光棚等方式來降低白天自然光的強(qiáng)度，并在出口處兩側(cè)設(shè)置路燈，以提供夜間照明。

對(duì)于長(zhǎng)度大于1 000 m的長(zhǎng)隧道，需另設(shè)置應(yīng)急照明燈具，以保證照明中斷小于0.3 s，維持時(shí)間大于3 min。同時(shí)，在洞外要設(shè)置信號(hào)燈和信息顯示板提醒駕駛員行車安全。對(duì)于特長(zhǎng)隧道，還應(yīng)在隧道內(nèi)設(shè)置避災(zāi)引道燈[3]。

目前，公路隧道照明中使用最普遍的照明燈具是高壓鈉燈。按照公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范，隧道內(nèi)基本照明燈具采用“中線”和“雙側(cè)壁對(duì)稱或交錯(cuò)”兩種布置方式[4]。

當(dāng)基本照明燈具采用“拱頂側(cè)偏單光帶”方式布置時(shí)，入口段照明燈具可采用“拱頂側(cè)偏單光帶”或“雙側(cè)壁對(duì)稱或交錯(cuò)”方式布置；當(dāng)基本照明燈具采用“拱頂壁對(duì)稱或交錯(cuò)”方式布置時(shí)，出口段照明燈具采用“拱頂測(cè)偏單帶”或“雙側(cè)壁對(duì)稱或交錯(cuò)”方式布置；當(dāng)基本照明燈具采用“拱頂側(cè)偏單光帶”方式布置時(shí)，燈具可直接安裝在隧道拱頂[5，6]。

2 傳統(tǒng)隧道照明系統(tǒng)分析

2.2 鄧家灣隧道照明參數(shù)測(cè)量

對(duì)鄧家灣隧道照明系統(tǒng)不同路段不同時(shí)間點(diǎn)的照明參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，分別在入口段、過渡段、基本段和出口段設(shè)置測(cè)量點(diǎn)，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，如表1所示。

通過表2的數(shù)據(jù)對(duì)比，仿真出來的照度值與計(jì)算的照度值和實(shí)測(cè)的照度值較為相近，可見用DIAlux模擬仿真設(shè)計(jì)的隧道照明系統(tǒng)大致可以反映出實(shí)際照明效果，可以滿足實(shí)際照明需求，可以在隧道照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用。

4 結(jié) 語(yǔ)

基于DIAlux軟件對(duì)隧道照明進(jìn)行模擬分析，可快速生成3D效果圖和照度表等，且得到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)與計(jì)算數(shù)據(jù)基本相符，提高了隧道照明設(shè)計(jì)的效率。

實(shí)際的隧道照明設(shè)計(jì)中，還要考慮洞外光線變化，如季節(jié)、天氣等因素。因此，DIAlux軟件模擬出的照明效果具有一定的局限性。但影響隧道照明的最主要因素還是隧道內(nèi)的燈具照明，DIAlux的局限性并不妨礙它在設(shè)計(jì)中發(fā)揮作用，DIAlux模擬出的隧道照明效果圖大致可反映出實(shí)際照明效果，在公路隧道照明設(shè)計(jì)中，DIAlux可廣泛地應(yīng)用到其他隧道的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，它的易操作性及測(cè)試的準(zhǔn)確性為隧道照明的前期設(shè)計(jì)工作提供很大的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙忠杰.公路隧道機(jī)電工程[M].北京：人民交通出版社，2007.

[2] 宋白樺，李鴻，賀科學(xué).公路隧道照明的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].湖南交通科技，2005，31（1）：1-2.

[3] 王少飛，涂耘.中國(guó)公路隧道照明技術(shù)近20年來的發(fā)展與創(chuàng)新[J].照明工程學(xué)報(bào)，2012，23（S1）：88-96.

[4] JTJ026.1-1999.公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2000.

[5] 中國(guó)照明學(xué)會(huì)室內(nèi)照明專業(yè)委員會(huì).應(yīng)急照明設(shè)計(jì)指南[S].1993.

[6] 陜西省交通運(yùn)輸廳.陜西省高速公路隧道照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見（試行）[S].2009.