公路隧道照明节能技术

浅谈公路隧道照明节能技术

摘要：随着我国城市建设的飞速发展，我国各地的公路建设广泛应用隧道，公路的隧道照明与节能是值得关注的问题。本文主要阐述了公路隧道照明技术及照明灯具的特点，简单提出了一些公路隧道照明节能技术的方法。

关键词：公路；隧道照明；隧道节能

中图分类号：x734 文献标识码：a 文章编号：

公路隧道具有缩短里程、节省时间、提高交通运输效率、节省用地和有效保护生态环境等优点。随着我国道路交通事业的迅猛发展，公路隧道日趋增多。公路隧道的行车安全是交通安全的重要环节。为了保障行车安全，根据国家标准，长度超过100m的公路隧道都必须安装照明系统。因此，公路隧道照明成了非常重要的问题。由于需要设置照明的公路隧道居90%以上，用电量巨大。为了降低照明能耗，一些车流量较少的隧道不得不采用关闭部分照明光源的方法来降低能耗，这也严重影响到公路隧道的行车安全。公路隧道照明用电是隧道运营的主要支出成本，在当前国家提倡节能减排、绿色交通的情况下，公路隧道照明的节能设计具有重要意义。以下便是对公路隧道照明节能技术的简要分析：

1. 公路隧道照明技术

公路隧道照明目的是使车辆驾驶员安全行驶，避免车辆阻塞，提高公路的使用效率和通车速度、流量。公路隧道照明在正常情况下主要分为：入口段、中间段、过渡段、基本段和出口段照明5个区

域。各段的长度和照度从全年行车安全要求出发，对洞内最大照度的设计是以全年洞外最大亮度和最高行车时速来确定隧道内各段的灯具功率和灯具分布密度。公路隧道的构造特殊，车辆快速穿越隧道时驾驶员无法适应光照环境的迅速变化，极易产生视觉上的“黑洞效应”或是“炫光效应”。所以，在设计高速公路隧道的照明工程时，一定要解决好高速公路隧道内外照明的过渡和衔接，营造出较好的视觉环境，以帮助车辆穿越高速公路隧道时驾驶员更好地适应隧道内外的照明环境，达到降低安全隐患的目的。

2. 公路隧道照明灯具的特点

隧道照明灯具常规性能与路灯基本相同，但作为隧道照明灯具，主要还有以下特殊要求：

2.1光源应有良好的显色性。选用显色性高的光源有助于驾驶人员迅速识别前方物体，因而也有利于行车安全。

2.2出光面易于清洗。隧道为相对封闭的空间，车辆驶过后留下的烟尘会有少量吸附在灯具上或被吸进灯具内部，使其出光率下降；因此应定期对灯具上的附着物进行清洗维护；如出光面凸凹不平，则不利于清洗。

2.3灯具和光源寿命要长。公路隧道特别是高速公路隧道维修灯具或更换光源程序复杂，必须具备严格的安全保障措施。因此更换成本相对较高，故要求灯具较其他照明领域有着更长的使用寿命。

2.4遮光角不宜过大。由于灯具安装高度较低，过大的遮光角会产生强烈的眩光，妨碍驾驶人员视线，危及行车安全。

2.5应具有亮度可控性能。由于公路隧道路面的亮度不仅与车流量有关。因此要求公路隧道无级调光照明长期以来一直是业内人士追求的目标；照明系统如能根据这些参数，对照明灯具的亮度进行精细的调控，则可大幅度地降低公路隧道的照明能耗。

3. 公路隧道照明技术节能的措施

公路隧道照明节能并非简单地开关某些灯具，而是要求建立在行车安全基础上的最大节能，即公路隧道照明节能不能以牺牲交通安全为代价。部分隧道管理人员一味追求节电省钱，致使公路隧道照明控制方案的随意性、主观性很大，这种做法其实忽视了公路隧道照明的特点和本质，对隧道行车安全危害极大。所以，公路隧道照明的节能设计具有重要意义。

3.1实施节能型照明控制系统

实施自动照明控制系统，使隧道的入口段、过渡段等区域的照明能根据隧道接近段的亮度变化而自动调光，以实现节能。dynalite 控制系统，该控制系统将照明系统分为三个部分：增强照明、基本（中间段）照明和应急照明。增强照明采用高压钠灯按照时序和照明补偿的方法，分成白天、阴天、云天等六级照明。基本照明采用可调光的荧光灯进行照明，实现连续无级调光，达到安全舒适和节能的目标。目前国内也研发了不少隧道照明控制系统。选择合适的照明监控软件对隧道照明进行全天侯的自动监控，对各种工况作出合理的决策，既可实现无人值守的目标，又可节约大量的电能。

3.2确定合理的隧道照明设计标准值

在机动车交通量和设计行车速度一定的条件下，现行的隧道照明系统的设计基准--洞外亮度的取值大小将直接关系到入口段和过

渡段亮度取值大小，也即与隧道照明节能、营运电费、工程投资和行车安全有关。因为洞外亮度随当地的气候、季节、时刻、隧道朝向、隧道入口的视野环境，如绿化、植被等有关。据研究表明，当其他条件不变时，洞外亮度值的改变对电费和设备费用影响很大。所以应通过调查分析、实测比较、理论分析和在光气候理论基础上，考虑洞外植被情况、当地光气候特点等合理地确定洞外亮度值。另外,基本照度也应该根据现场环境和各种交通参数进行确定，从而达到节能的目的。

3.3安装智能照明节电器

公路隧道一般位于偏远山区，隧道供电网络电压经常随着用电时间的长短而波动，从而影响电能质量。白天电压值较为稳定，为220v～240v，晚上电压值普遍升高10%～20%，即240v～260v，特别是晚上23时以后，有时甚至会达到270v以上。这样不仅影响照明设备的使用寿命，还浪费了大量的电能。通过安装智能照明节电器可以解决因电压不稳定而造成的电能浪费。智能照明节电器调控装置工作原理采用微电脑控制系统，实时采集输出、输入电压信号与最佳照明电压比较，通过计算进行自动调节，从而保证输出最佳的照明系统工作电压。

使用智能照明节电器的经济性和可靠性远远好于传统可控硅斩

波型照明节能装置和自耦降压式调控装置，克服了传统节电装置对

电网造成谐波污染（严重影响电能质量）的致命缺陷，是目前国际上比较成熟的照明控制解决方案。

3.4使用新型的照明灯具和光源

目前，国内隧道灯具多采用白炽灯、荧光灯、高压钠灯、低压钠灯等，大多存在光带窄、配光质量不够、能耗高、质量稳定性差、寿命短等问题。普遍使用的高压钠灯发黄光，也导致隧道照明的视觉效果不佳，影响行车安全。因此，采用新型照明灯具和合理的控制系统对保证隧道经济安全运行有着十分重要的意义。无极灯、led 灯等新产品引起了人们的日益关注。这些产品应用于隧道照明，除满足隧道对灯具光效、光通量、寿命及工作特性、光色、显色性和配光控制难易程度等主要要求外，还能节约运行和维护成本，实现稳定经济运行。因此可从隧道照明光源:高压钠灯、金属卤化物灯、无极荧光灯(电磁感应灯)、节能灯、led灯中，利用反应时间实验等确定隧道照明光源。

3.5积极使用绿色能源

太阳能光伏技术、风光互补供电技术为偏远地区公路隧道供电提供了一种有效途径。例如，太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染，具有节能、环保、方便等优点。太阳能应用于隧道照明，即可以节省电费，更可以解决个别隧道无法引用市电照明的难题。目前我出处的204国道河卡山隧道在2011年将高压钠灯更新为无极灯具，达到50 %节能效果：在2012年在甘子河收费站试点性安装led灯具