摘 要:照明系統是高速公路隧道中的一個重要組成部分,隨著交通的發展,隧道節能成為一個重要課題。文章首先介紹了公路隧道的節能,提出目前隧道節能存在的問題,最后提出了解決措施。
關鍵詞:隧道;節能;高速公路
貴州是一個多山的地區,水文、地質、地形相對較為復雜,因此高速公上隧道占公路總比重較大,甚至特殊情況時橋隧所占比例達到70%~80%,隨著公路建設的發展,公路隧道建設與日俱增加。公路隧道是公路上能耗最大的系統之一,然而,有些高速公路車流量并不大,為了行車安全,其照明系統全天運行。根據《國家節能減排十二五規劃》的指示,公共交通是能源消耗的重點,因此公共交通領域的節能是重點,將能源的利用率提高,減少污染物總量排放。隧道是公路能耗較大的系統之一,應做好相應隧道的節能減排工作,因此,如何降低隧道照明能耗問題成為隧道設計、建設過程中急需解決的問題。
1 公路隧道的節能
從廣義來說公路隧道節能,是指節約資源,其中資源寶庫能量和物質資源(油、電能)、物質資源(鋼筋、水泥、填料、土地),減少對環境有毒有害廢棄物的排放,其整個節能過程由設計到運營;而狹義的節能主要是指運營階段,最大限度地減少電能的消耗及廢氣的排放,在保證隧道的行車安全的前提下。
2 公路隧道的照明
隧道照明分為隧道內應急照明、隧道出口照明、隧道內部照明和隧道入口照明。
隧道內應急照明:隧道長度超過200m的,應建隧道內應急照明。公路隧道交通的對流性,隧道內的供電保障是非常重要的,故隧道內應采用雙路供電電源或設置備用發電機作為備用電源。但其應急供電系統的容量一般較小,僅為正常照明的1/5。
隧道出口照明:隧道出口照明在白天與夜間的光線變化時不一樣的,當車輛在白天從隧道中出來時,在接近出口前洞外的亮度高于洞內,人眼會對這種光線產生滯后,導致駕駛員對前方的車只能看到一個輪廓,不能準確地判斷前方車輛的距離。當在夜間行駛時,駕駛員在隧道內看到的是黑洞,此時很難分別隧洞外的交通情況、道路路線及障礙物情況,存在一個視覺盲區。故隧道出口處應設過渡區,需加強垂直照明。
隧道內部照明:隧道內因汽車的尾氣無法消散,隧道內形成較大的煙霧,煙霧吸收燈光的光線,同時使光線的傳播發生散射,降低光照度及形成光幕,使前方障礙物的可見度降低。
隧道入口照明:當駕駛員在白天進入隧道,由于隧道內外亮度差距較大,從隧道入口進入時只能看到一個“黑洞”,進入隧道后由于人眼視覺的滯后性作用,因此隧道入口應設置緩和照明段。
3 公路隧道照明存在的問題
近年來,關于交通節能在交通領域已開展大量的研究,取得相應的研究成果,但在公路的運營過程中還存在一些問題,主要表現在以下幾個方面。
3.1 隧道照明系統設計中存在的問題
雖然隧道內不同區域段以明確要求照明度值,由于在實施的過程中受隧道走向、路面的情況、燈具的型號、墻壁的反射等因素影響,因此隧道內的照明計算變得復雜,從而影響到隧道內的照明度值。目前高速路隧道照明系統設計方案一般存在問題有:運營費用較高、后期維護費用較高、投資成本大。
3.2 隧道照明現有控制方式及存在的問題
目前控制隧道照明的方式有:分級、分時、手動三種控制模式,其中分級控制模式最為常用,其根據車流量、隧道外的光度、氣候進行分級控制。其根據洞內外的光線強度、車流量等信息,分級控制隧道內的光強度,減少因光線引起的視覺障礙,降低事故的發生。
隧道在實際中運行時,因設計考慮情況為最不利情況,以全年最高車流量及最大亮度來設計的照明系統,然而實際情況遠小于設計情況,存在較大的能量浪費,故存在較大的改進空間。
4 隧道照明節能措施
在保證隧道中車輛的安全運行前提下,節約能量減少費用,其有一個有效措施就是照明燈具的有效選擇。
根據《高速公路隧道通風照明設計規范》要求,長度大于100m的隧道必須有照明燈,在進入隧道的隧洞口要求安裝亮度較高的LED藍、白燈帶,其作用為預示,進入隧道后,隧道內的照明燈為65W,過渡區為85W,出口區為120W,通過不同區域的燈光搭配,既可以保證交通安全,又可有效節約能量。
在離隧道口一定距離,一般為10m處的隧道兩側貼一道較亮的LED燈帶直至洞口,其有一定的照明作用,更重要的是將隧道的長度及寬度顯示給司機。同時,在隧道內安裝藍白燈帶,給司機提供隧道的輪廓,也可表示安全通行。
5 結束語
隧道與公路相比,其好處是占地面積小、縮短時間、交通流通效率提高,生態環境破壞較小等,隧道也有其缺點,隧道中的照明與能量節約也是矛盾的,隨著隧道建設的增加。隧道的照明具有特殊性,在確保隧道車輛運行安全的前提下,如何處理好隧道照明與節能是個需要深入研究的方向。
參考文獻
[1]尤三偉,朱祥.高速公路隧道照明節能方案設計[J].中國交通信息產業,2008(10):106-107.
[2]葉黎明,賀莉薇.高速公路隧道照明系統運營節能的設計與實現[J].中國交通信息產業,2008(1):105-106.
[3]呂曉峰.LED照明亮度智能無級控制系統在隧道中的應用[J].中國照明,2008(10):96-98.
[4]王少飛.論公路隧道運營管理[J].現代隧道技術,2010:45-50.
[5]涂耘,王少飛,張琦,等.西漢高速公路隧道照明系統評估研究[J].照明工程學報,2010(5):15-21.
作者簡介:肇啟明(1983-),籍貫:黑龍江,單位:貴州省交通科學研究院股份有限公司,研究方向:交通工程。