论公路隧道照明节能[2]

　　4 公路隧道照明节能三大措施

　　为保障公路隧道照明系统总体节能20% 以上目标[10]的实现，一方面要站在建设“资源节约型、环境友好型”公路隧道的高度，充分发挥和提高公路隧道的综合社会效益; 另一方面要加强科技进步与创新，不断提升公路隧道运营管理水平。贯穿公路隧道照明节能各个环节的三大措施是技术性节能、结构性节能和管理性节能。

　　1) 技术性节能

　　( 1) 准确测试洞外亮度。福建、重庆、河北、陕西、浙江、广东等地高速公路隧道洞外亮度L20( S) 实测数据表明: 山区高速公路隧道洞外100m停车视距内20°圆锥角视场范围的天空含率一般为0%，绝大多数公路隧道洞外亮度L20( S) 值在3000cd /m2 以内。分析计算表明，公路隧道洞外亮度L20( S) 取值由4000cd /m2 降低至3000cd /m2，洞口加强照明可节能约25. 4% ( 按系统功率计算) 。

　　( 2) 优化照明设计参数。应当结合公路隧道的工程特点，以及公路隧道照明理论的最新研究成果，对长、短隧道照明设计方法和参数进行区别对待[4]，从源头根本控制照明能耗。

　　3) 选用节能光源。将“中间视觉理论”和“对目标物体反应时间的视觉功效法”应用于公路隧道照明设计，并根据公路隧道节能光源以高压钠灯( HPS) 为基准的亮度对比换算系数( 见表1) 计算LED 灯等新型节能光源的照明参数指标。实验数据表明[9]，基于等效亮度法( 如LED 灯产生2. 5 × 0. 4613=1. 15cd /m2 的照明效果与高压钠灯产生2. 5cd /m2的照明效果是等效的) ，应用节能光源设计的照明系统可比传统高压钠灯照明系统节能35%以上。

　　( 4) 应用智能照明控制。公路隧道照明控制有分级调光控制法和无级调光控制法两种。在传统分级调光控制法下，照明亮度分级少，造成电能浪费( 即“过度照明”或“无效照明”) ，而无级调光控制法则能响应跟踪照明需求曲线，可以得到最优的控制效果并能达到节能目的，即所谓的“按需照明”，如图3 所示。

　　5) 选用合适的灯具配光。公路隧道照明灯具的配光有纵向( 沿隧道长度方向) 对称、不对称，横向对称、不对称等多种( 如图4 所示) 。国内外学者研究表明，采用纵向不对称灯具的逆光照明和宽光带对称照明是公路隧道照明最佳配光形式之一: 公路隧道中间段采用宽光带对称照明系统、 入口段采用逆光照明系统为照明系统最佳组合。

　　( 6) 合理布设照明灯具。公路隧道基本照明灯具有中间单排布灯、两侧对称布灯、两侧交错布灯等三种传统布设方式。不同的布灯方式，其所用灯具数量、养护方便程度不尽相同。实验数据表明[9]，中间布置比双侧布置效率高，双侧交错布置比双侧对称布置效率高。工程实践证明，将照明灯具布设在公路隧道一侧，安装高度为6. 3m ( 如图5 所示) ，既是一种较高效率的布灯方式，同时也能较好地解决目前公路隧道营运过程中的养护维修难题( 需要完全封闭隧道) 。当然，采用何种布置方式和灯具的配光有关。三种传统布设方式。不同的布灯方式，其所用灯具数量、养护方便程度不尽相同。实验数据表明[9]，中间布置比双侧布置效率高，双侧交错布置比双侧对称布置效率高。工程实践证明，将照明灯具布设在公路隧道一侧，安装高度为6. 3m ( 如图5 所示) ，既是一种较高效率的布灯方式，同时也能较好地解决目前公路隧道营运过程中的养护维修难题( 需要完全封闭隧道) 。当然，采用何种布置方式和灯具的配光有关。

　　7) 使用照明节电设备。智能照明节电设备是进行抑制或优化处理，并根据设定的电压曲线，稳定地供应照明设施所需工作电压，使系统用电能效达到最佳状态。当电网电压为390V、400V、410V时，照明节电设备投入使用后，公路隧道照明系统可分别节能约20. 2%、25. 3%、30. 9%。重庆界水高速公路南湖隧道照明节能改造中使用照明节电设备后效益显著，节电率高达27%。