公路隧道照明中照明功率密度的探讨[2]

　　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。