廈門環島干道白城隧道照明系統相關技術

文｜林同國際工程咨詢（中國）有限公司 梁競佳

1 工程概況

廈門是全國十大旅游城市之一，廈門島素有“海上花園”的美稱，同時也是海峽西岸經濟區重要中心城市，綜合競爭力強。環島干道白城隧道作為東部、南部主要交通通道之一，北接環島北路，南連演武大橋，與環島路共同構成功能明確、分工合理的南北向通道。本項目對于打造通暢便捷的交通系統、完善廈門島的路網結構具有極其重要的作用。

2 研究內容及創新點

2.1 研究內容

（1）通過研究隧道照明原理，綜合考慮道路線形、行車速度、交通流量、駕駛安全性和駕駛舒適性等方面確定隧道照明水平。

（2）確定隧道入口段、過渡Ⅰ段、過渡Ⅱ段、基本段、出口段的照明標準。

（3）通過對隧道的各種布燈方案進行分析，確定連續熒光燈帶中央布燈的照明方式。采用DIALUX軟件建立三維模型，對隧道入口段、過渡Ⅰ段、過渡Ⅱ段、基本段、出口段進行照度計算。

2.2 特色與創新點

筆者對秦嶺終南山隧道、廈門蔡尖尾隧道、江西雁列山隧道、江西黃竹山隧道以及廈門已經投入使用的云頂隧道和文興路隧道進行了調研，對各個隧道的燈具光源做了分析比較。同時結合IALUX軟件建立隧道照明系統三維模型，界定了隧道入口段、過渡Ⅰ段、過渡Ⅱ段、基本段、出口段的照明標準。

通過工程類比及理論分析，白城隧道采用了熒光燈帶中央布燈的照明方式，其相比起傳統的高壓鈉燈點光源，更具美觀性。

3 隧道照明原理

駕駛員白天從隧道洞外進入洞內過程中，由于洞內外的亮度差別大，視覺會出現黑洞效應，即使進入不太暗的隧道，也要經過一段時間才能看清楚隧道內的情況，謂之為“適應的滯后現象”。而駕駛員穿過較長的隧道接近出洞口時，通過洞口看到的外部亮度很高，有極強的眩光，視覺會出現白洞效應。夜間與白天正好相反，因此，隧道洞口必須采取加強照明，以滿足人體視覺的適應狀態。

在設計照明系統時，要充分做到人性化并考慮照明的美觀性、舒適性和均勻度，要求路面具有一定的亮度水平，并應綜合考慮道路線形、行車速度、交通流量、駕駛安全性和駕駛舒適性等方面。

4 照明光源的選擇

隨著城市建設的不斷發展，城市交通隧道越來越多，照明設施的規模越來越大，對景觀性要求也越高，照明燈具質量需要跟上高速發展的城市道路建設，確保行車安全性。因此，對隧道照明節能環保、提高照明效果、確保行車安全性和行車舒適性的要求日益增高。要求隧道照明光源應能滿足特定環境下的壽命、成本、顯色性、光效、光通量、光衰等指標；并能保證在煙霧中有良好的能見度。

表4.1 燈具光源比較表

表5.1 照明設計技術經濟比較表

筆者調研了秦嶺終南山隧道、廈門蔡尖尾隧道、江西雁列山隧道、江西黃竹山隧道，并對各個隧道的燈具光源做了如下分析比較。

秦嶺終南山隧道采用點光源，高壓鈉燈，其光效高，對煙霧有比較好的穿透力，光源壽命較長，對周圍溫度要求不高，顯色性較差，常用于公路隧道。

廈門蔡尖尾隧道采用的熒光燈，光效中等，顯色性好。采用帶狀布置，具有很好的誘導效果 ,視覺舒適感較好，壽命較長。采用電子鎮流器時，再啟動性能好。該光源為線光源，用于通行煙霧排放量較低的城市交通隧道較為適宜。

江西雁列山隧道采用的無極燈，壽命長，光效高，顯色性好，高效節能。但價格昂貴，質量不穩定，使用后效果不好。一般用于各隧道試點推廣，暫未大面積使用。

江西黃竹山隧道采用的LED燈，省電、壽命長、耐震動，響應速度快、冷光源。因受LED白光光源功率小、光效低、亮度差、單價貴等條件的限制，目前無法大量推廣應用。

環島干道白城隧道作為經濟發達城市的觀光性隧道，應注重照明系統的美觀性、舒適性、行車誘導性和均勻度。經綜合比選，采用熒光燈作為白城隧道照明系統的主要光源。

5 照明設計方案技術經濟比較

通過對廈門已經投入使用的云頂隧道和文興路隧道進行調研后，結合白城隧道的具體情況，本文提出兩套照明設計方案進行技術經濟比較。

廈門云頂隧道和文興路隧道的照明水平均滿足國家交通部頒發的《公路隧道通風照明設計規范》的要求，因均為城市交通隧道，洞內路面亮度、均勻度等標準較規范標準稍高。上述兩隧道照明系統均具有燈具布置流暢、美觀、光線柔和、行車的舒適性較好等特點，中央布燈較雙側布燈有照度適中、燈具數量少、一次性投資小、用電量和運行費用低等優點。通過技術、經濟比較，采用中央布燈、連續光帶作為隧道照明的較優化方案。

圖5.1 隧道中央布燈效果圖

6 建立三維模型進行照明計算

白城隧道入口段：長度42米，亮度不小于50cd/平方米；基本照明采用熒光燈燈具沿隧道頂中央單排布置，連續燈帶；入口段除在頂部設基本照明外，另左右兩側設加強照明，設2×58w熒光燈對稱布置，連續燈帶。

圖6.1 入口段照明 / 偽色表現圖

圖6.2 入口段照明/ 等輝度圖(亮度)圖

表6.1 入口段照明/輝度表

白城隧道過渡1段：長度52米，亮度不小于15cd/平方米，除在在頂部設基本照明外，另在頂部兩側設2×58w熒光燈雙排對稱布置，間距為5.1m；基本照明采用熒光燈燈具沿隧道頂中央單排布置，連續燈帶；過渡2段：長度60米，亮度不小于5cd/平方米，采用2×58w熒光燈沿隧道頂中央單排布置，連續燈帶。

圖6.3 過渡段1照明 / 偽色表現圖

圖6.4 過渡段1照明 /等照度圖(照度)圖

表6.2 過渡1段照明/輝度表

表6.3 過渡2段照明/輝度表

白城隧道中間段：左洞長2240米，右洞長2236米，亮度不小于2.5cd/平方米；基本照明采用熒光燈燈具沿隧道頂中央單排布置，連續燈帶。

圖6.5 中間段照明 / 偽色表現圖

圖6.6 中間段照明 /等輝度圖(亮度)

表6.4 中間段照明/輝度表

白城隧道出口段：長度60米，亮度不小于8.25cd/平方米?；菊彰鞑捎脽晒鉄魺艟哐厮淼理斨醒雴闻挪贾茫B續燈帶；出口段除在頂部設基本照明外，另設2×36w熒光燈燈具沿隧道頂中央單排布置，間距為8.4m。

圖6.7 出口段照明 / 偽色表現圖

圖6.8 出口段照明 / 等輝度圖(亮度)

表6.5 出口段照明/輝度表

7 照明布置及控制方式

白城隧道基本照明采用熒光燈，燈具沿隧道頂中央單排布置，連續燈帶；基本段采用1×36W熒光燈燈具沿隧道頂中央單排布置，連續燈帶；入口段除在在頂部設基本照明外，另左右兩側設加強照明，設2×58w熒光燈對稱布置，連續燈帶；過渡1段除在在頂部設基本照明外，另在頂部兩側設2×58w熒光燈雙排對稱布置，間距為5.1m；過渡2段采用2×58w熒光燈沿隧道頂中央單排布置，連續燈帶；出口段除在頂部設基本照明外，另設2×36w(或2×58w)熒光燈燈具沿隧道頂中央單排布置，間距為8.4m(或4.2m)。應急照明利用基本照明燈具數的1/6均勻布置。

燈具控制方式：白城隧道按單向行駛雙車道方式布設照明設施，洞內照明分入口段、過渡Ⅰ段、過渡Ⅱ段、基本段及出口段。洞內燈具分加強照明燈具、全日照明燈具及應急照明燈具。應急燈具在正常市網供電情況下作全日燈使用。全日燈具為全天二十四小時工作。加強燈具根據洞口不同的亮度分為陰天、晴天、云天、重陰四種工作狀態。深夜關閉一半全日照明燈具，降低基本照明照度。隧道外照明燈具的工作狀態由隧道監控中心控制。

8 結語

（1）通過綜合比選，確定了采用顯色性好，帶狀布置，具有很好的誘導效果 ,視覺舒適感較好，壽命較長的熒光燈作為白城隧道照明主光源。采用熒光燈帶中央布燈的照明方式，其相比起傳統的高壓鈉燈點光源，更具美觀性，且有更好的均勻度。

（2）隧道洞外亮度在早、中、晚、深夜，晴、陰、雨、雪天及一年四季是不同的。隧道照明可以通過開啟和關閉相應數量的照明燈具，實現不同工況下的行車需要，并實現節能環保。

（3）在本項目中所形成的一攬子解決方案，具有良好的移植性，完全可以在類似城市中的同類項目推廣應用。