公路隧道照明中照明功率密度的探讨

公路隧道照明中照明功率密度的探讨 公路隧道照明中照明功率密度的探讨 引言 随着我国经济建设的发展, 特别是国家7918 公路网的建设, 公路建设尤其是高速公路建设得到迅猛发展。其中, 公路隧道由于具有缩短里程、节省时间、提高交通运输效率、节省用地和有利于保护生态环境等优点, 在山区公路建设中得到广泛采用, 许多长大隧道陆续建成, 如雁门关隧道、雪峰山隧道及亚洲第一、世界第二的秦岭终南山隧道等。与此同时, 隧道照明通风设施的规模及数量也随之越来越大, 运营和维护成本也越来越高。由于隧道一般都需要24 h 不间断照明, 隧道照明的能耗在整个运营能耗中的比例高达40% ~ 50% , 因此, 如何节约隧道照明能耗越来越受到政府和人们的关注, 隧道照明节能是隧道照明设计中的一个重要研究方向。 虽然我国城市道路照明设计已有相关的节能 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 和措施, 但对于公路隧道照明设计目前却只有相关的设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 及标准, 而缺乏对隧道照明节能标准的规定。隧道照明由于其自身的特点与城市道路照明大相径庭, 不能直接套用和参考道路照明节能标准和规范, 因此, 如何确定合理的隧道照明节能标准是当前隧道照明节能亟待解决的一项课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 1 隧道照明功率密度的作用与意义 照明节能是整个社会节能的重要组成部分, 在我国中长期发展规划的十大节能课题中, 绿色照明就是其中之一。为了贯彻国家绿色照明的指导思想和宗旨, 从2004年以来, 各部门制定和修订了一系列照明设计标准, 这些标准中无不新增了照明节能标准的相关规定, 如2004年发布的国家标准5建筑照明设计标准6、2006年发布的行业标准5城市道路照明设计标准6以及2006年重庆市发布的地方标准5重庆市城市夜景照明技术规范6等。在这些标准中, 都首次正式规定了照明节能评价指标) ) ) 照明功率密度( LPD)的概念。 照明功率密度(L ighting Power Density)即单位面积上的照明安装功率(包括光源、镇流器或变压器)。它综合考虑了整个照明系统的功率损耗, 在节能效果对比上更加全面、科学; 同时, LPD作为一个相对简单便于操作的指标, 既便于设计人员贯彻实施, 也便于管理部门对节能效果进行验收评价。因此, 在上述的这些标准中, 都采用了LPD作为照明节能的评价指标(如表1、表2 所示), 而且这些LPD值(除居住建筑外)都是作为强制性条文发布, 即要求必须严格执行。 标准中所规定的LPD值指的是LPD的最大允许值, 即在保证相应照明质量条件下通过对LPD值的限定来达到照明节能的目的。这项评价指标在推动建筑照明节能方面发挥了巨大的作用, 真正将照明节能通过量化的方式落到了实处。 令人遗憾的是, 现行的5公路隧道通风照明设计规范6由于是1999年发布的行业标准, 当时并未充分考虑隧道照明节能标准的需求, 从而导致了目前隧道照明设计中缺乏照明节能的量化评价指标, 给隧道照明节能工作的开展和落实造成了很大的困难。因此,制定隧道照明节能标准是目前隧道照明工程中一项迫在眉睫的任务。 参考近些年国内外制定和修订照明标准的经验, 笔者认为在制定隧道照明节能标准时, 亦可采用LPD作为隧道照明节能的评价指标。因此, 如何确定合理的隧道LPD值就成为制定隧道照明节能标准的关键问题。 综上所述, 隧道照明中LPD值的研究是制定隧道照明节能标准、实现隧道照明节能的重要途径。其研究成果对于隧道照明节能的落实和节能技术的推广起到至关重要的作用, 对于缓解电力供应紧张、降低隧道运营成本、建设节约型社会更具有现实意义。 2 隧道照明的特点 隧道照明与道路照明的作用是基本相同的, 两者都是为了保证交通顺畅而设置的功能性照明, 其照明的目的都是为了给驾驶员提供一个安全、舒适的视觉环境, 保障交通运行, 提高运输效率。但是, 隧道照明与一般的道路照明又有很大的区别, 由于隧道是一个半封闭空间, 隧道在行车视觉特性上要比道路照明复杂得多, 它不仅需要24 h 不间断照明, 而且其白天照明要比夜间照明更复杂。 隧道照明与道路照明不同之处主要表现在以下几个方面: ( 1)内表面的影响 正是由于隧道是一个半封闭的空间, 隧道的内表面不仅具有路面, 还存在墙壁和顶棚, 而这是一般道路所不具有的。其空间结构形式与室内照明具有某些相似之处, 即顶棚和墙壁作为隧道内饰面具有一定的反射率, 可以提高路面照明质量和效果, 对隧道的照明具有一定的贡献。 但是, 由于隧道内表面的存在, 使得驾驶员在行驶过程中会出现一般道路所不存在的/运动(管状)效应0和/ 墙效应0。因此, 出于视觉功能和行车安全方面的考虑, 在隧道照明中需要对墙壁的亮度有所要求, 并需要将部分光通量分配到顶棚和墙壁上, 使隧道墙壁和顶棚具有一定的亮度水平。 ( 2)视觉适应性的影响 由于隧道内部与外部道路的光环境发生了很大的变化, 视觉需要有一定的适应时间才能看清道路的情况。因此, 在隧道两端出入口处容易产生/ 黑洞0、/ 黑框0、/亮(白)洞0、/ 适应滞后0等效应。为了让驾驶员在隧道两端出入口处能有一个良好的视觉过渡,必须充分考虑人眼明适应和暗适应的问题。因此, 隧道照明被分为几个不同的照明段: 入口段照明、过渡段照明、中间段照明、出口段照明, 另外还包括接近段的减光设施和离开段的夜间过渡照明, 如图1所示。 ( 3)空气质量的影响 在隧道内部, 由于通风条件的限制, 汽车排出的废气不易快速稀释, 容易产生集聚形成烟雾, 汽车前照灯的光会被这些烟雾吸收和散射, 形成光幕和降低前方障碍物与其背景(路面、墙壁) 之间的亮度对比度, 影响障碍物的能见度, 给视觉功能带来不利影响。因此, 在照明设计和光源选择上都需要考虑/ 烟雾效应0的影响。 3 隧道照明功率密度的影响因素 在5城市道路照明设计标准6中, 对于道路LPD的主要影响因素包括: 道路的照明标准值; 道路的路面宽度即车道数; 道路照明光源的特性。其中, 道路照明标准值要受到道路类型、车辆行驶速度、交通流量、路面材料等因素的影响。 但对于隧道来说, 由于其具有上述的一些特点,在确定隧道LPD时除考虑一般道路LPD的主要影响因素外, 还必须考虑如下几个方面: ( 1)隧道墙壁、顶棚的反射增量系数 正是由于隧道比一般道路多了墙壁和顶棚, 而墙壁、顶棚的亮度水平和反射状况对隧道的照明质量和效果具有较大的影响。因此, 应当将表征隧道路面照度提高程度的隧道照明反射增量系数考虑到隧道照明计算和照明标准中。 ( 2)隧道断面形状及大小 由于隧道是一个半封闭空间, 其空间结构形式与建筑室内房间相似。而在建筑照明设计中, 其房间的室形指数RI与LPD密切相关, 在房间的照度标准值及选用灯具均相同的情况 下, 室形指数R I越高, 对应标准照度的LPD值就越小; 室形指数R I越低, 对应标准照度的LPD值就越大。同理可推, 对于隧道来说,其断面的形状和大小也应与LPD密切相关。 ( 3)隧道不同照明段的照明标准值 为了保证驾驶员对隧道两端出入口的视觉适应,隧道被划分为图1所示的各个不同照明段。不同照明段的照明标准值各有不同, 从而也导致了同一条隧道各照明段具有不同的LPD值。 ( 4)隧道烟雾浓度 如前面所述, 隧道烟雾会降低亮度对比度和障碍物能见度, 给视觉功能带来不利影响。因此, 汽油车与柴油车比例、通风情况等, 即烟雾浓度的大小直接影响了隧道的照明质量, 会导致LPD值不同程度上的增大。 4 确定隧道照明功率密度的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 及难点 如何合理地确定公路隧道LPD值是隧道照明节能标准制定的关键。虽然建筑和城市道路照明节能标准中已经规定了LPD值, 并也介绍了确定LPD值的方法。但由于隧道照明的特殊性和复杂性, 我们不能完全照搬建筑或道路照明中LPD的确定方法, 而必须在确定隧道LPD值过程中充分考虑上述的影响因素。 笔者根据对现有标准中LPD值确定方法的分析和研究, 并结合隧道LPD的影响因素, 提出合理确定隧道LPD的方法。 ( 1)大量的调研实验和国外相关资料的收集 与建筑或道路照明中LPD的确定方法一样, 要想合理地确定隧道LPD值, 就必须对我国现有隧道照明质量和能耗的现状进行大量调研, 通过对现状的分析和整理, 可以得出我国目前隧道LPD的平均水平。尽管目前未找到国内外关于隧道LPD节能指标的标准或规范, 但仍应尽可能收集和参考当前国外对隧道LPD研究的相关资料。通过对国内外相关资料的参考, 可以帮助我们更合理地确定出隧道LPD值。 ( 2)隧道各照明段照明标准的确定 根据现有照明节能标准中确定LPD值的经验来看, 确定LPD值的重要依据在于所对应的照明标准值, 特别是亮度和照度标准值。因此, 在光生物效应等视觉科学研究成果基础上合理地确定出隧道各照明段的亮度和照度标准, 这是研究隧道LPD的必要条件。 ( 3)考虑隧道LPD的其他影响因素 如前面所述, 由于隧道自身的特点, 我们在确定隧道LPD的过程中除了需要考虑道路状况(类型、路面宽度)、车速、车流量、路面材料、光源特性等因素外, 还必须考虑到墙壁和顶棚的反射、隧道断面形状大小及内部烟雾浓度等方面的影响。 只有通过上述三个方面的综合考虑, 才能合理地确定出公路隧道照明中的LPD指标。但是这三个方面的工作并非一蹴而就的, 在确定隧道LPD过程中将会碰到以下一些难题: ( 1)调研实验工作的复杂性和参考资料的稀缺性 由于隧道照明, 特别是白天时的隧道照明受外界光环境的影响很大, 因此, 当地的光气候环境、隧道的方位及隧道外部环境状况等对隧道照明有一定的影响。在整理和分析调研实验数据时需考虑这方面的因素, 进行相应的数据处理。 在参考资料方面, 目前国外基本没有现成的隧道LPD进行参考和借鉴, 只有通过最新相关资料的收集和研究来给确定合理的隧道LPD提供可靠依据。 ( 2)隧道各照明段照明标准的合理确定 尽管现行的隧道照明设计规范对各照明段的照明标准已有相关的规定, 但随着近些年来照明研究的不断深入, 规范中所采用的设计方法和相关照明段的照明标准已经不再适合当前照明设计的要求。2004年国际照明委员会CIE 就已发布了5公路隧道和地下通道照明指南6技术 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 。该报告对隧道各照明段的照明标准进行了新的规定, 如采用了察觉对比法来确定洞外亮度和入口段亮度, 以及新增了对离开段夜间照明标准的规定。 另外, 隧道照明是否仍应以亮度、亮度均匀度作为评价指标还值得我们探讨。这是因为道路及隧道照明并非是完全在明视觉条件下, 而更应当属于中间视觉的范畴; 与此同时, 2002年美国布朗大学David Berson等学者关于人眼第3种感光细胞) ) ) 神经结细胞光生物效应的重大发现, 对我们研究隧道评价标准也带来了新的挑战, 近些年不断有专家和学者对道路及隧道照明的评价体系提出了新的观点。 因此, 如何合理地确定隧道各照明段照明标准也是目前确定隧道LPD的一个难点。 ( 3)影响因素的多样性和复杂性 影响隧道LPD的因素除了道路状况、车速、车流量、路面材料外, 还有墙壁和顶棚的反射、隧道断面形状大小、内部烟雾浓度和光源特性等这些较为复杂的影响因素。关于这些影响因素的研究才刚起步, 并没有完善成熟。因此, 给合理地确定隧道LPD带来了一定的难度。 5 小结 隧道节能是隧道照明设计中不可或缺的内容, 如何合理地确定隧道LPD值是实现隧道节能的关键。但由于隧道照明的复杂性, 目前国内外尚未有隧道LPD值的相关规定值得参考和借鉴, 笔者通过对隧道照明特点和隧道LPD影响因素的分析, 提出了确定隧道LPD值的方法供大家探讨。由于隧道LPD值的研究工作正处于起步阶段, 笔者仅为抛砖引玉, 希望引起相关学者和同行的重视, 并欢迎对不足之处给与批评和指正。 参考文献: [ 1] 中华人民共和国行业标准. 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