重慶某隧道照明設計

劉利萍

（重慶市設計院，重慶 400015）

引言

隨著我國經濟、社會的快速發展和消費逐步升級，家用汽車的保有量迅速增加，給城市交通帶來了很大的壓力。原有的道路已不能滿足交通量的需求，使得我們要在現有道路的基礎上完善城市道路路網。重慶是典型的山城，高高低低、起伏跌宕、有山有水，要完善城市道路路網較為復雜。單一的橋、立交已經不能滿足需求，只有新建城市交通隧道（以下簡稱隧道）或下穿道才能更好地完善城市道路路網。

1 問題提出

結合地域特點，已建隧道長度大都在500m以上，按照《公路隧道設計規范》（JTG D70-2004）要求都安裝了隧道照明燈具，目前采用的燈具有多種形式，如隧道燈、LED燈、熒光燈等等。就當前情況，根據一些駕駛員體驗后的反應結果來看，照明效果良莠不齊，照明效果較差的隧道甚至存在行車安全隱患。

隧道是一種特殊的管狀構造物，具有車流量大，行車速度快等特點。因此，隧道照明不同于一般道路照明，有其特殊性和重要性，對交通安全起著重要作用。隧道照明作為安全行車最基本的組成部分，其關鍵與難點是如何解決駕駛員在白天進入隧道時的暗適應，以及從隧道出來時的明適應問題，要解決好這兩個問題隧道照明設計尤為重要。隧道照明的好壞將直接影響到交通事故的發生概率。

2 隧道照明設計

隧道照明是保證行車安全的重要環節，而且與道路照明不同，隧道照明必須解決駕駛員在進出隧道時產生的一系列視覺適應性的問題，即駕駛員駛入駛出隧道時產生的黑洞、白洞效應。這使得隧道照明的設計十分重要且復雜，它不僅跟隧道結構形式、隧道長度、地面材料、行車速度、交通狀況、通風狀況等因素有關，還與時間、洞口朝向、附近地形、洞口視野、洞外路段的平縱線形、季節和氣象條件等因素有關。根據作者的設計經驗，就重慶某一城市隧道照明設計提出自己的設計思路，以供同行討論。

該隧道為雙洞隧道，呈東西向，起點偏北終點偏南，單向行駛城市隧道（如圖1所示），每洞三車道，設計時速60km，全長860m，是城市快速路的一部分。該隧道已于2010年年底正式通車。根據《建筑設計防火規范》（GB50016-2006）第12.5.3條要求應設置應急照明。因此隧道照明包括兩部分:一般照明和應急照明。

圖1 隧道平面布置圖

2.1 一般照明

一般照明即正常照明，是指保證隧道內正常行車所必需的基本照明和消除出入口“白洞”和“黑洞”效應的加強照明。方案階段對光源的選擇做了比選，目前隧道照明光源主要有高壓鈉燈、LED燈、熒光燈。高壓鈉燈具有高光效、透霧性好、系統可靠性高、壽命長、散熱好等特點；LED大功率路燈顯色性好，但控光尚不令人滿意，光衰較大、產品的互換性差、一次成本高；熒光燈為線性光源，燈具配光是個技術瓶頸，燈具效率較低。基于隧道的特殊性，經過比選照明光源選用壽命長、維護量小的高壓鈉燈。

為盡可能避免駕駛員駛入駛出隧道時產生黑洞、白洞效應，隧道照明設計應達到如下要求:進入隧道由洞口逐級向內減低照度，而出洞時應逐級增加照度。因此隧道照明分為:入口段、過渡段、中間段、出口段。按照《公路隧道通風照明設計規范》（JTJ 026.1－1999）確定各段亮度標準和長度，經計算，該隧道照明分為:入口段、過渡段1、過渡段2、中間段、出口段。隧道基本照明布燈方案為:兩側對稱布置，間距為7m，燈具安裝在距地高6m的隧道側壁上；為了兼顧功能性、安裝方便和景觀效果，加強照明燈具的安裝高度同基本照明保持一致，入口段加強照明均勻布設于基本照明燈具間，過渡段1、過渡段2和出口段加強照明燈具距基本照明燈具1.5m，燈具布置如圖2所示。通過專業照明軟件模擬計算，隧道照明亮度和均勻度均滿足《公路隧道通風照明設計規范》（JTJ 026.1－1999）要求，其偽色表現圖如圖3所示。按照設計安裝調試完成后的實景如圖4所示。

圖2 隧道燈具布置示意圖

圖3 偽色表現圖

圖4 隧道照明實際照片

2.2 應急照明

隧道是一種特殊的構筑物，所處的地理位置也很特殊，一般來說城市隧道照明提供雙電源的難度較大，實際情況多數都是單電源，所以當市電停電時，一般照明就沒有了，如果駕駛員在進入隧道后不及時開啟車燈，車輛在隧道這樣一個狹小漆黑的空間高速行駛其危險性較大，可能引起追尾、碰壁等一系列交通事故，因此隧道內設置應急照明是非常有必要的。

設置了應急照明的隧道完全可以降低此類事故發生的概率，當一般照明斷電時，還有應急照明燈具繼續工作。雖然亮度較一般照明低，但足以滿足駕駛員采取一系列安全措施，如開啟車燈、減速等。

按照《建筑設計防火規范》（GB50016－2006）規定:城市隧道兩側應設置消防應急照明燈具。應急照明的設置有二種方案:一是利用基本照明燈作為應急，二是單獨設置應急照明燈具，這兩種方案均可以滿足要求。目前國內外在采用高壓鈉燈作為一般照明光源的隧道中的常規做法是單獨設置應急照明燈具，這樣會造成重復投資，并且影響美觀，因此該設計利用基本照明燈具作為應急照明的方案。平時應急照明作為基本照明的一部分，燈具為常亮狀態，當市電斷電后，應急照明燈具繼續工作，這樣既節約了投資，同時又檢測了燈具的好壞，保證在應急時能夠滿足照度的要求，從而為隧道內安全行車提供了有利的保障。

由于高壓鈉燈屬高壓氣體放電燈，首次啟動時間一般在4～8min[1]，再啟動時間為10～15min[1]。有實驗數據顯示，高壓鈉燈在中斷供電時間大于5ms的情況下部分產品有熄滅現象[2]，一旦熄滅再啟動時間很長，因此選用高壓鈉燈作應急照明對應急電源的要求較高，應急電源必須在5ms內投入使用。常用應急電源有兩種形式:集中應急電源和分散應急電源。分散應急電源一般應用于應急燈具較少且較分散的建筑物（構筑物）中，由于本工程應急燈具數量較多，從維護、管理和投資多方面綜合考慮，采用集中應急電源較為合理。集中應急電源一般有EPS（應急電源）、UPS（不間斷電源）和發電機。發電機啟動時間較長；UPS輸出精度高、轉換時間快，同時造價較高、容量小，平時能耗大、主機壽命較短；EPS容量大、結構較簡單、造價較低、平時能耗小且無噪音，主機壽命長。結合隧道的特殊環境及其對應急電源投入的時間要求，從節能、壽命和維護等方面考慮，選用EPS作為應急電源。由于常規的EPS裝置切換時間（市電轉應急）為0.1～0.25s，為了滿足隧道應急照明能正常可靠地工作，設計要求EPS裝置的切換時間小于5ms，在該隧道照明調試過程中反復實驗均能可靠工作。

2.3 照明控制

隧道照明根據洞外亮度和交通量變化采用智能照明分組控制不同區域的亮度。根據 《公路隧道通風照明設計規范》（JTJ 026.1-1999）要求分為晴天、多云、陰天、傍晚（重陰）、深夜、應急等6種控制模式，使駕駛員盡快適應隧道內、外的光強變化，消除因光強變化所引起的視角障礙，從而達到既滿足隧道的亮度要求，保證行車安全，又能延長燈具使用壽命和節約能源的目的。

3 結束語

綜上所述，在進行隧道照明設計時，既要滿足規范要求，同時又要合理選擇光源、布置燈具，做好隧道照明分組控制，解決駕駛員在白天進入隧道時的暗適應，以及從隧道出來時的明適應問題，從而減少交通事故的發生概率。

[1]戴瑜興，黃鐵兵，梁志超.民用建筑電氣設計手冊(第二版)[M].北京:中國建筑工業出版社，2007.

[2]王青錄.秦嶺終南山公路隧道照明系統設計[J].中國交通信息化，2011（4）:113-114.

[3]中華人民共和國公安部.GB 50016-2006建筑設計防火規范[S].北京:中國計劃出版社，2006.

[4]中華人民共和國交通部重慶公路科學研究所.JTJ 026.1-1999公路隧道通風照明設計規范[S].北京:人民交通出版社，2000.