楊 翠,趙 軼,胡國(guó)輝,余 波,王少飛
(1.重慶市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院,重慶 401121;2.招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司,重慶 400067;3.國(guó)家山區(qū)公路工程技術(shù)研究中心,重慶 400067)
近年來(lái),我國(guó)建設(shè)了大量城市地下道路,照明系統(tǒng)雖然為保障其安全、暢通、高效運(yùn)行發(fā)揮了重要的作用,但城市地下道路照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)卻缺少專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的支撐?!豆匪淼勒彰髟O(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/T D70 2-01—2014)[1]和《地下建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(CECS 45—92)[2]不完全適用;《城市地下道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ 221—2015)[3]僅對(duì)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)做出原則性規(guī)定,并未給出明確的技術(shù)參數(shù);《LED城市道路照明應(yīng)用技術(shù)要求》(GB/T 31832—2015)[4]針對(duì)城市道路(含城市隧道)照明用LED燈具及應(yīng)用,適用范圍比較有限。
本文在國(guó)內(nèi)大量城市地下道路工程建設(shè)案例的基礎(chǔ)上,參考國(guó)內(nèi)現(xiàn)行道路照明標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并結(jié)合城市地下道路特點(diǎn),將系統(tǒng)性地提出城市地下道路照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo),以期為城市地下道路照明工程建設(shè)提供參考。
《城市地下道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ 221—2015)提出了城市地下道路的概念,涵蓋了一般所說(shuō)的城市道路隧道、地下立交、地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道等。城市地下道路與公路隧道的地理位置不同,導(dǎo)致了在建設(shè)條件、交通流特點(diǎn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面存在較大差異[5],見(jiàn)表1。
表1 城市地下道路與公路隧道的差異
正是由于上述差異,使得城市地下道路與公路隧道在照明設(shè)計(jì)指標(biāo)方面具有一定的區(qū)別。
城市地下道路內(nèi)照明包括行車道照明、緊急停車帶照明、車行和人行橫通道照明、疏散通道照明、地下附屬設(shè)施用房照明等。以單向交通城市地下道路為例,行車道照明區(qū)段可劃分為敞開(kāi)段照明、入口段照明、過(guò)渡段照明、中間段照明和出口段照明,如圖1所示。
P—洞口;S—敞開(kāi)段起點(diǎn);A—適應(yīng)點(diǎn); L20(S)—洞外亮度;Lth1、Lth2—入口段亮度;Ltr1、Ltr2、Ltr3—過(guò)渡段亮度;Lin—中間段亮度;Lex1、Lex2—出口段亮度;Dth1、Dth2—入口段TH1、TH2分段長(zhǎng)度;Dtr1、Dtr2、Dtr3—過(guò)渡段TR1、TR2、TR3分段長(zhǎng)度;Din—中間段長(zhǎng)度;Dex1、Dex2—出口段EX1、EX2分段長(zhǎng)度。圖1 單向交通城市地下道路照明區(qū)段Fig.1 Urban underground road lighting section of one-way traffic
城市地下道路入口段、過(guò)渡段、出口段照明由基本照明和加強(qiáng)照明組成;基本照明與中間段照明一致。所有城市地下道路均應(yīng)設(shè)置基本照明,長(zhǎng)度小于100 m的城市地下道路不設(shè)置加強(qiáng)照明。
敞開(kāi)段照明應(yīng)與道路照明亮度保持一致,如該段城市道路無(wú)照明設(shè)施,則參照城鎮(zhèn)建設(shè)工程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ 45—2015)[6]相關(guān)要求,按表1取值。
表2 敞開(kāi)段亮度
參考國(guó)際照明委員會(huì)《Guide for the Lighting of Road Tunnels and Underpasses》(CIE 88:2004)[7]及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/T D70 2-01—2014),入口段劃分為TH1、TH2兩個(gè)照明段,對(duì)應(yīng)的亮度應(yīng)分別按式(1)、式(2)計(jì)算:
Lth1=k×L20(S)
(1)
Lth2=0.5×k×L20(S)
(2)
式中Lth1為入口段TH1的亮度;Lth2為入口段TH2的亮度;k為入口段亮度折減系數(shù),可按表3取值;L20(S)為洞外亮度。
表3 入口段亮度折減系數(shù)
城鎮(zhèn)建設(shè)工程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市地下道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ 221—2015)第3.3.2條規(guī)定,城市地下道路匝道的設(shè)計(jì)速度宜為主線的0.4~0.7倍,故當(dāng)城市地下道路入口匝道設(shè)計(jì)速度低于20 km/h時(shí),入口段亮度折減系數(shù)可按0.01取值。
城市地下道路照明設(shè)計(jì)的洞外亮度L20(S)應(yīng)實(shí)測(cè)取得,當(dāng)實(shí)測(cè)有難度時(shí),可按表4取值,待工程竣工后再根據(jù)實(shí)測(cè)值作適當(dāng)調(diào)整。
表4 洞外亮度L20(S)
長(zhǎng)度為100~300 m的城市地下道路,入口段TH1、TH2的亮度宜分別按式(1)及式(2)計(jì)算值的50%取值。
入口段TH1、TH2長(zhǎng)度按式(3)計(jì)算:
(3)
式中Dth1為入口段TH1長(zhǎng)度;Dth2為入口段TH2長(zhǎng)度;Ds為停車視距,應(yīng)符合城鎮(zhèn)建設(shè)工程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市地下道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ 221—2015)相關(guān)規(guī)定;h為隧道內(nèi)凈空高度。
當(dāng)城市地下道路設(shè)計(jì)速度為20~40 km/h時(shí),主洞、匝道的入口段總長(zhǎng)度可按20~40 m取值。
過(guò)渡段按漸變遞減原則劃分為TR1、TR2、TR3三個(gè)照明段,與之對(duì)應(yīng)的亮度應(yīng)按式(4)~式(6)計(jì)算:
Ltr1=0.15×Lth1
(4)
Ltr2=0.05×Lth1
(5)
Ltr3=0.02×Lth1
(6)
長(zhǎng)度小于300 m的城市地下道路可不設(shè)置過(guò)渡段加強(qiáng)照明。當(dāng)TR3的亮度Ltr3不大于中間段亮度Lin的2倍時(shí),可不設(shè)置過(guò)渡段TR3加強(qiáng)照明。
1)過(guò)渡段1。過(guò)渡段TR1長(zhǎng)度應(yīng)按式(7)計(jì)算:
(7)
2)過(guò)渡段2。過(guò)渡段TR2長(zhǎng)度應(yīng)按式(8)計(jì)算:
(8)
3)過(guò)渡段3。過(guò)渡段TR3長(zhǎng)度應(yīng)按式(9)計(jì)算:
(9)
中間段照明應(yīng)符合以下3點(diǎn):
1)城市地下道路中間段照明亮度應(yīng)與敞開(kāi)段照明保持一致;但當(dāng)城市地下道路為地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道時(shí),中間段照明亮度不應(yīng)低于2.0 cd/m2。
2)城市地下道路內(nèi)分流段、合流段的亮度不應(yīng)低于中間段亮度的3倍。
3)行人與車輛混合通行的城市地下道路,中間段亮度不應(yīng)低于2.0 cd/m2。
出口段劃分為EX1、EX2兩個(gè)照明段,每段長(zhǎng)度宜取30 m,與之對(duì)應(yīng)的亮度應(yīng)按式(10)、式(11)計(jì)算:
Lex1=3×Lin
(10)
Lex2=5×Lin
(11)
長(zhǎng)度小于300 m的城市地下道路可不設(shè)置出口段加強(qiáng)照明。
1)緊急停車帶照明亮度。當(dāng)城市地下道路設(shè)有緊急停車帶時(shí),宜采用高顯色性的光源,照明亮度不應(yīng)低于4.0 cd/m2。
2)車行、人行橫通道照明亮度。當(dāng)城市地下道路設(shè)有車行、人行橫通道時(shí),其照明亮度不應(yīng)低于1.5 cd/m2。
3)疏散通道照明亮度。當(dāng)城市地下道路采用盾構(gòu)法或沉管法建設(shè)設(shè)有疏散通道(含疏散樓梯、縱向安全通道)時(shí),地面平均照度不應(yīng)低于100 lx。
4)附屬設(shè)施用房照度。部分城市地下道路還設(shè)有變配電室、水泵房、風(fēng)機(jī)房等附屬設(shè)施用房,參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50034—2013)[9],照明標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表5。
表5 附屬設(shè)施用房照明標(biāo)準(zhǔn)值
5)側(cè)墻照明亮度。城市地下道路側(cè)壁亮度是背景亮度的組成部分,起到滿足機(jī)動(dòng)車駕駛員的視覺(jué)適應(yīng)性和視覺(jué)誘導(dǎo)作用。城市地下道路兩側(cè)墻面2 m高范圍內(nèi)的平均亮度,不宜低于路面平均亮度的60%。
6)照明質(zhì)量。基本照明的路面亮度總均勻度、路面亮度縱向均勻度、路面照度均勻度不應(yīng)低于表6的數(shù)值。
表6 城市地下道路照明質(zhì)量
7)維護(hù)系數(shù)。城市地下道路通行車輛主要以中、小型車輛為主,維護(hù)系數(shù)取值相應(yīng)提高,按0.75取值。
城市地下道路照明與公路隧道照明設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)比分析見(jiàn)表7。主要差異點(diǎn)在于:①城市地下道路照明設(shè)施需要考慮與城市照明設(shè)施緊密銜接;②城市地下道路特別是水下道路洞外亮度一般偏高,洞口需要考慮減光措施,在確保行車安全的同時(shí),實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)節(jié)能;③城市地下道路結(jié)構(gòu)形式較為復(fù)雜,需要考慮不同建造工法(如盾構(gòu)法、沉管法)和不同功能用途(如快速路、主干路、次干路、支路及地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道等)的照明設(shè)計(jì)要求。
表7 設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)比分析
由于城市地下道路與公路隧道地理位置不同,導(dǎo)致了在建設(shè)條件、交通流特點(diǎn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面存在較大差異,從而使得城市地下道路與公路隧道在照明設(shè)計(jì)指標(biāo)方面具有一定的區(qū)別,不能完全照搬《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》進(jìn)行工程建設(shè)。
在國(guó)內(nèi)大量城市地下道路工程建設(shè)案例的基礎(chǔ)上,本文參考國(guó)內(nèi)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并結(jié)合城市地下道路自身特點(diǎn),系統(tǒng)性地提出了城市地下道路照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。
目前我國(guó)仍有大量城市地下道路正在建設(shè),建議中國(guó)照明學(xué)會(huì)盡快組織專家編制《城市道路隧道照明設(shè)計(jì)規(guī)范》,并納入光導(dǎo)照明、太陽(yáng)能光纖照明等最新照明技術(shù)[9-11],體現(xiàn)安全舒適、節(jié)能低碳、綠色環(huán)保、智能高效的城市道路隧道照明設(shè)計(jì)理念。