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(jié)能技術(shù)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?yán)锍?、提高交通運(yùn)輸?shù)男?、?jié)省用地以及能夠有效的保護(hù)生態(tài)環(huán)境等特特點(diǎn)。本文針對(duì)目前高速公路隧道照明系統(tǒng)中存在的問題,從設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施以及其運(yùn)營管理等方面提出了一些節(jié)能措施,以相應(yīng)節(jié)能減排的國家政策,達(dá)到較好的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

【關(guān)鍵詞】高速公路隧道 隧道照明 節(jié)能技術(shù)

近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)水平提高,我國山區(qū)高速公路建設(shè)發(fā)展迅速。隧道照明相關(guān)設(shè)施的規(guī)模及數(shù)量也變得越來越大,隧道照明的高能耗問題日趨嚴(yán)重。因此降低隧道照明的能源消耗是各個(gè)運(yùn)營部門以及科研單位重要任務(wù);并且節(jié)能減排也成為隧道照明研究課題的首要任務(wù)。隧道照明節(jié)能的難點(diǎn)在于在保證隧道交通的安全性基礎(chǔ)上,來盡可能的降低隧道照明相關(guān)設(shè)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(diǎn)

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(huán)境以保障交通運(yùn)輸及人身安全,提高運(yùn)輸效率等。但是,由于隧道的構(gòu)造比較特殊,會(huì)產(chǎn)生隧道特有的人眼明適應(yīng)和暗適應(yīng)的過程,白天時(shí)視覺問題尤為凸顯。駕駛員在白天進(jìn)入隧道時(shí)會(huì)出現(xiàn)“黑洞”現(xiàn)象及“亮洞”現(xiàn)象的視覺問題。高速公路隧中的這兩種現(xiàn)象則尤為突出。因此,高速公路隧道照明德爾設(shè)計(jì)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(chuàng)造出良好的視覺環(huán)境。

1.2 高速公路隧道照明存在的問題

近年來,我國交通運(yùn)輸部門投入大量科研力量,圍繞高速公路隧道照明工程當(dāng)中的實(shí)際問題進(jìn)行了技術(shù)研究并且取得很多重要成果,有力地推動(dòng)了高速公路隧道照明技術(shù)進(jìn)步。但是在工程設(shè)計(jì)以及運(yùn)營管理中仍些許問題。

(1)照明設(shè)計(jì)參數(shù)的完善。高速公路隧道照明相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范仍舊沿用早期版本,但在此期間,我國公路隧道的數(shù)量、規(guī)模及類型都有了較大的變化,并且新理論、新技術(shù)等不斷涌現(xiàn),因此部分公路隧道照明設(shè)計(jì)的參數(shù)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,絕大多數(shù)公路隧道照明系統(tǒng)則由于照明的配電回路所限而無法進(jìn)行自適應(yīng)控制,只能實(shí)現(xiàn)3～6級(jí)照明控制等級(jí),造成嚴(yán)重的“過度照明”及“無效照明”現(xiàn)象;除此之外,隔盞開關(guān)燈也會(huì)產(chǎn)生路面亮度不均勻、“斑馬紋”等有害現(xiàn)象,給高速公路隧道交通安全埋下隱患。(3)照明的節(jié)能理念誤區(qū)。高速公路隧道照明節(jié)能并不能簡單的理解為開關(guān)某些燈具就可以,而是建立在交通運(yùn)輸安全及效率的基礎(chǔ)之上的照明節(jié)能。部分高速公路隧道管理者只是為了追求節(jié)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(shí)踐依據(jù)不足,這種做法既忽視了高速公路隧道照明節(jié)能的本質(zhì)要求,又對(duì)交通運(yùn)輸安全及效率造成了極大的危害。(4)照明設(shè)施養(yǎng)護(hù)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(shè)施自身的因素外,主要在于高速公路隧道照明管理人員養(yǎng)護(hù)不及時(shí)致使燈具污染情況比較嚴(yán)重,從而降低了光利用率。

2 高速公路隧道照明節(jié)能措施

影響高速公路隧道照明因素包括設(shè)計(jì)時(shí)速、交通量、連接道路的結(jié)構(gòu)和線型等,同時(shí)還要考慮光源、洞外亮度和人眼適應(yīng)狀態(tài)等。高速公路隧道照明節(jié)能設(shè)計(jì)就是要通過上述因素的系統(tǒng)分析來達(dá)到節(jié)能的目的。

(1)合理采用設(shè)計(jì)速度。設(shè)計(jì)速度在高速公路隧道照明設(shè)計(jì)中是一項(xiàng)非常重要的基本參數(shù)。設(shè)計(jì)速度的不同造成高速公路隧道照明的能耗差別很大。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)速度100 km/h比設(shè)計(jì)速度80km/h的照明設(shè)備費(fèi)要高出63%～80%,年運(yùn)營電耗要高出66%～82%。因此,合理采用設(shè)計(jì)速度對(duì)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(xué)預(yù)測(cè)。在高速公路隧道照明設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)交通量是另一項(xiàng)非常重要的參數(shù)。在相同設(shè)計(jì)速度下,設(shè)計(jì)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(shì)增長交通量、轉(zhuǎn)移交通量和誘增交通量三個(gè)部分組成,通車初期僅有趨勢(shì)增長交通量,且交通量較小但是由于我國高速公路建設(shè)項(xiàng)目工程預(yù)估交通量不夠精準(zhǔn),通車后,初期的實(shí)際交通量普遍要小于設(shè)計(jì)的預(yù)測(cè)交通量。因此,科學(xué)合理的預(yù)測(cè)交通量對(duì)公路隧道照明系統(tǒng)的節(jié)能有著非常重要的作用。(3)應(yīng)用智能照明控制。公路隧道照明控制應(yīng)結(jié)合時(shí)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(jí)調(diào)光控制法來得到不同的亮度以實(shí)現(xiàn)高速公路隧道照明的平滑調(diào)控。傳統(tǒng)分級(jí)調(diào)光控制法,照明亮度分級(jí)少,而無級(jí)調(diào)光控制法則是根據(jù)照明需求來得到最優(yōu)的控制效果以達(dá)到節(jié)能的目的。(4)精確測(cè)試洞外亮度。洞外亮度是高速公路隧道照明設(shè)計(jì)中最重要的一項(xiàng)基準(zhǔn)參數(shù),其取值影響到整個(gè)高速公路隧道照明系統(tǒng)工程的投資以及運(yùn)營開支。但國內(nèi)很多家設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)過程中取現(xiàn)行規(guī)范建議的上限值。實(shí)踐證明,如果高速公路隧道洞口景觀設(shè)計(jì)如果不考慮周圍環(huán)境亮度,則可能造成高速公路隧道照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)過于龐大而造成不必要的電能浪損耗。因此,應(yīng)通過洞口山坡綠化或?qū)Y(jié)構(gòu)物進(jìn)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(shè)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(duì)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(jìn)行了比較,以根據(jù)實(shí)際情況確定其優(yōu)缺點(diǎn),并進(jìn)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(jié)電設(shè)備、應(yīng)用新型節(jié)能設(shè)備、積極使用綠色能源并加強(qiáng)對(duì)高速公路隧道照明系統(tǒng)的合理養(yǎng)護(hù)等。上述方法均能在不同程度上起到一定的節(jié)能作用。

3 結(jié)語

近些年來,伴隨著我國高速公路快速的發(fā)展,高速公路隧道照明高耗能問題日益突出。本文針對(duì)目前高速公路隧道照明系統(tǒng)中存在的問題,從設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施以及其運(yùn)營管理等方面提出了一些節(jié)能措施,主要包括合理采用設(shè)計(jì)速度、交通量的科學(xué)預(yù)測(cè)以及精確測(cè)試洞外亮度等;以達(dá)到較好的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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