高速公路隧道照明節能技術研究

王永章(承唐高速公路唐山管理處,河北唐山 063000)

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高速公路隧道照明節能技術研究

王永章
(承唐高速公路唐山管理處,河北唐山 063000)

【摘 要】公路隧道具有能夠縮短行車里程、提高交通運輸的效率、節省用地以及能夠有效的保護生態環境等特特點。本文針對目前高速公路隧道照明系統中存在的問題,從設計、項目實施以及其運營管理等方面提出了一些節能措施,以相應節能減排的國家政策,達到較好的生態效益、經濟效益和社會效益。

【關鍵詞】高速公路隧道 隧道照明 節能技術

近年來隨著我國經濟水平提高,我國山區高速公路建設發展迅速。隧道照明相關設施的規模及數量也變得越來越大,隧道照明的高能耗問題日趨嚴重。因此降低隧道照明的能源消耗是各個運營部門以及科研單位重要任務;并且節能減排也成為隧道照明研究課題的首要任務。隧道照明節能的難點在于在保證隧道交通的安全性基礎上,來盡可能的降低隧道照明相關設施的電能消耗。

1 高速公路隧道照明存在的問題

1.1 高速公路隧道照明特點

高速公路隧道照明與道路照明的目的是相同的,都是為了給車輛駕駛員提供良好的視覺環境以保障交通運輸及人身安全,提高運輸效率等。但是,由于隧道的構造比較特殊,會產生隧道特有的人眼明適應和暗適應的過程,白天時視覺問題尤為凸顯。駕駛員在白天進入隧道時會出現“黑洞”現象及“亮洞”現象的視覺問題。高速公路隧中的這兩種現象則尤為突出。因此,高速公路隧道照明德爾設計必須合理解決好隧道所造成的視覺問題,以及道路照明和隧道照明中共有的視覺問題,為駕駛員創造出良好的視覺環境。

1.2 高速公路隧道照明存在的問題

近年來,我國交通運輸部門投入大量科研力量,圍繞高速公路隧道照明工程當中的實際問題進行了技術研究并且取得很多重要成果,有力地推動了高速公路隧道照明技術進步。但是在工程設計以及運營管理中仍些許問題。

(1)照明設計參數的完善。高速公路隧道照明相關設計規范仍舊沿用早期版本,但在此期間,我國公路隧道的數量、規模及類型都有了較大的變化,并且新理論、新技術等不斷涌現,因此部分公路隧道照明設計的參數需考慮修正及完善。(2)照明控制方式參差不齊。目前部分高速公路的中、短隧道照明仍舊無法實現遠程控制,絕大多數公路隧道照明系統則由于照明的配電回路所限而無法進行自適應控制,只能實現3～6級照明控制等級,造成嚴重的“過度照明”及“無效照明”現象;除此之外,隔盞開關燈也會產生路面亮度不均勻、“斑馬紋”等有害現象,給高速公路隧道交通安全埋下隱患。(3)照明的節能理念誤區。高速公路隧道照明節能并不能簡單的理解為開關某些燈具就可以,而是建立在交通運輸安全及效率的基礎之上的照明節能。部分高速公路隧道管理者只是為了追求節能降耗,而隨意更改公路隧道照明控制方案,主觀性太大,而理論及實踐依據不足,這種做法既忽視了高速公路隧道照明節能的本質要求,又對交通運輸安全及效率造成了極大的危害。(4)照明設施養護未得重視。目前,一些較長的公路隧道出口段及靠近出口端的基本照明存在亮度不足情況。這除照明設施自身的因素外,主要在于高速公路隧道照明管理人員養護不及時致使燈具污染情況比較嚴重,從而降低了光利用率。

2 高速公路隧道照明節能措施

影響高速公路隧道照明因素包括設計時速、交通量、連接道路的結構和線型等,同時還要考慮光源、洞外亮度和人眼適應狀態等。高速公路隧道照明節能設計就是要通過上述因素的系統分析來達到節能的目的。

(1)合理采用設計速度。設計速度在高速公路隧道照明設計中是一項非常重要的基本參數。設計速度的不同造成高速公路隧道照明的能耗差別很大。根據相關數據,設計速度100 km/h比設計速度80km/h的照明設備費要高出63%～80%,年運營電耗要高出66%～82%。因此,合理采用設計速度對高速公路隧道合理限速能夠有效的降低照明的耗能量。(2)交通量的科學預測。在高速公路隧道照明設計中,設計交通量是另一項非常重要的參數。在相同設計速度下,設計交通量不同, 高速公路隧道照明的需求也將有較大差異。新建高速公路交通量通常分為趨勢增長交通量、轉移交通量和誘增交通量三個部分組成,通車初期僅有趨勢增長交通量,且交通量較小但是由于我國高速公路建設項目工程預估交通量不夠精準,通車后,初期的實際交通量普遍要小于設計的預測交通量。因此,科學合理的預測交通量對公路隧道照明系統的節能有著非常重要的作用。(3)應用智能照明控制。公路隧道照明控制應結合時間、天氣、洞外亮度、交通量、平均車速、異常事件等因素綜合考慮。采用LED燈照明的高速公路隧道還可以采用無級調光控制法來得到不同的亮度以實現高速公路隧道照明的平滑調控。傳統分級調光控制法,照明亮度分級少,而無級調光控制法則是根據照明需求來得到最優的控制效果以達到節能的目的。(4)精確測試洞外亮度。洞外亮度是高速公路隧道照明設計中最重要的一項基準參數,其取值影響到整個高速公路隧道照明系統工程的投資以及運營開支。但國內很多家設計單位在設計過程中取現行規范建議的上限值。實踐證明,如果高速公路隧道洞口景觀設計如果不考慮周圍環境亮度,則可能造成高速公路隧道照明系統設計過于龐大而造成不必要的電能浪損耗。因此,應通過洞口山坡綠化或對結構物進行減光處理來降低洞外亮度值。(5)采用高效的照明方式以及合理布設照明燈具。高速公路隧道照明方式可分為逆光照明、順光照明和對稱照明三種。上述三種照明方式在相同的道路幾何條件以及氣候狀況下進行了比較,以根據實際情況確定其優缺點,并進行合理選擇。(6)其他方法措施。其他的一些方法措施還包括合理裝飾隧道墻壁、使用照明節電設備、應用新型節能設備、積極使用綠色能源并加強對高速公路隧道照明系統的合理養護等。上述方法均能在不同程度上起到一定的節能作用。

3 結語

近些年來,伴隨著我國高速公路快速的發展,高速公路隧道照明高耗能問題日益突出。本文針對目前高速公路隧道照明系統中存在的問題,從設計、項目實施以及其運營管理等方面提出了一些節能措施,主要包括合理采用設計速度、交通量的科學預測以及精確測試洞外亮度等;以達到較好的生態效益、經濟效益和社會效益。

參考文獻:

[1]王亞源.照明節能探討[J].照明工程學報,2007(3).

[2]楊超,王志偉.公路隧道照明節能技術[J].現代隧道技術,2010(2).

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