公路隧道照明有其特性,它與普通道路照明不盡相同。在設(shè)計(jì)上需要考慮留意以下各點(diǎn):
1.路面應(yīng)具有一定的亮度水平
2.隧道墻壁應(yīng)有一定的亮度水平
3.設(shè)計(jì)車速、交通量、路線線形等諸多影響因素
4.從行車安全性和舒適性等方面綜合確定照明水平
5.人的視覺適應(yīng)性,特別是隧道入口段、出口段等處
6.隧道白天也需要照明,而且白天照明問題比夜晚更復(fù)雜。
要在隧道照明實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、提高照明效果并保證行車的安全性和舒適性,通?梢詮囊韵聨讉(gè)方面來考慮:
1、亮度 由于白天隧道外的亮度相對(duì)于隧道內(nèi)的高很多,故此當(dāng)駕駛員駕車進(jìn)入隧道時(shí),視覺需要有一定的適應(yīng)時(shí)間,然后才能看清隧道內(nèi)部的情況,這種現(xiàn)象稱為“適應(yīng)的滯后現(xiàn)象”,如果沒有適當(dāng)?shù)倪^渡,則會(huì)產(chǎn)生黑洞現(xiàn)象,令駕駛員暫時(shí)失去正常的視覺功能,這將會(huì)帶來一定的安全隱患。黑洞現(xiàn)象是進(jìn)入隧道前所發(fā)生的視覺問題,也是隧道照明中最重要的問題。為此隧道照明通常分為入口照明、內(nèi)部照明和出口照明。其中白天隧道入口照明的亮度要根據(jù)隧道外的亮度、車速、入口處的視場(chǎng)和隧道的長(zhǎng)度來確定的。閾值段是為了消除“黑洞”現(xiàn)象,過渡段的照明水平進(jìn)一步逐漸下降,從而為駕駛員提供視覺暗適應(yīng)的時(shí)間。
2、亮度均勻度 良好的視覺功能不但要求有一個(gè)較好的平均亮度,還要求路面上的平均亮度與最小亮度之間不能相差太大。如果視場(chǎng)中的亮度差太大的話,亮的部分會(huì)形成一個(gè)眩光源,而且亮暗的變化會(huì)帶來一定的頻閃效應(yīng), 繼而影響視覺, 人眼的視覺效果會(huì)明顯變差,而視覺疲勞也會(huì)加重。
總體亮度均勻度 U0 是指隧道內(nèi)部段路面上最小亮度和平均亮度的比值, 縱向均勻度U1 是指在車道軸線上最小路面亮度和最大路面亮度的比值。如果路面上連續(xù)、反復(fù)的出現(xiàn)亮帶和暗帶,即“斑馬效應(yīng)”,對(duì)于在這個(gè)車道上行進(jìn)的道路使用者而言,會(huì)感到很煩躁。這個(gè)問題涉及到人的心理,但也會(huì)危及到道路安全, 縱向均勻度主要是用來評(píng)價(jià)“斑馬效應(yīng)”的大小。
3、眩光 眩光的形成是由于視場(chǎng)中有極高的亮度或亮度對(duì)比存在,而使視功能下降或使眼睛感到不舒適。在隧道照明中的眩光可以來自迎面駛來的車輛前燈、隧道照明燈具、隧道出口時(shí)外面的高亮度等。眩光會(huì)使人對(duì)障礙物的辨認(rèn)能力下降,危及行車安全。隧道照明燈具應(yīng)采用截光型,采取消去直射和反射眩光的特殊技術(shù)措施,形成漫反射,使光線十分柔和的進(jìn)入人眼。
國(guó)際照明委員會(huì)采用了相對(duì)閾值增量(TI)來說明因眩光而造成的視功能的下降,即失能眩光的衡量。歐盟標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)的隧道照明標(biāo)準(zhǔn)中(CR 14380:2003E),對(duì)失能眩光的規(guī)定如下: 在白天時(shí)隧道閾值段和內(nèi)部段以及夜間的整個(gè)隧道,其相對(duì)閾值增量(TI)必須小于 15%。
4、頻閃效應(yīng) 頻閃是指在較長(zhǎng)的隧道中,由于照明器排列的不連續(xù),使司機(jī)不斷地受到明暗變化的刺激而產(chǎn)生煩亂。它與明暗的亮度變化、明暗變化的頻率、頻閃的總時(shí)間有關(guān)系。這三者與所使用燈具的光學(xué)特性、車輛的行進(jìn)速度、照明器安裝間距、隧道長(zhǎng)度有關(guān)。一般而言,頻閃的頻率小于 2.5和大于 15Hz 時(shí)所帶來的
頻閃現(xiàn)象是可以接受。
如果車輛的時(shí)速為 60km/h 即 16.6m/s, 燈具安裝間距是 4, 這樣頻閃的頻率就約為4.2Hz. 進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)加以考慮,選擇適當(dāng)?shù)恼彰髌靼惭b間距。如果頻閃的頻率位于4Hz和11Hz 之間,并且持續(xù)的時(shí)間超過 20s,將會(huì)給司機(jī)帶來明顯的不舒適。
5、照明控制 先進(jìn)的照明控制方式是在保證視覺條件,滿足隧道照明要求的情況下,合理節(jié)能的重要技巧。照明控制的目的是可以隨時(shí)改變隧道的照明水平。由于陰天、雨天或黃昏時(shí)分,隧道口外的亮度比平時(shí)要小很多,因此要有適當(dāng)?shù)拇胧﹣頊p小入口段照明的水平,以減少不必要的能源浪費(fèi)。在隧道照明中可以根據(jù)白天、夜晚以及車流量大小等因素,通過各種調(diào)光設(shè)備或控制器件來對(duì)隧道照明環(huán)境的照度或燈的開啟、關(guān)閉進(jìn)行調(diào)整和控制。目前,國(guó)外大多采用感光器件、可調(diào)光電子整流器等構(gòu)成智能照明系統(tǒng),使隧道內(nèi)燈具整體亮度減弱,能耗降低;同時(shí),保證隧道亮度均勻度不變。
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