浅谈公路隧道的照明问题及节能措施

关键词：隧道照明；公路隧道；节能减排 

　　1．概述 

　　进入21世纪以来，公路隧道平均每年新增350km，我国公路网交通逐渐向离岸深水延伸，向崇山峻岭穿越，到2010年底，全国公路隧道已有7384处、512.26万米，其中，特长隧道265处、113.80万米，长隧道1218处、202.08万米。在“低碳经济”和“节能减排”的经济背景下，照明节能成为当前公路隧道的焦点问题。隧道照明是全天运行的，每个隧道电费年耗量都达百万甚至几千万，成为公路隧道最大的能耗系统。因此合理、安全、节能的照明系统在高速公路隧道工程中显得尤其重要。 

　　2.隧道照明的主要问题 

　　近年来，国家投入大量科研经费，致力于公路隧道照明系统的开发和设计方面，并且取得了一定的成功，但是还是存在一些工程设计或运营管理等方面的问题。 

　　2.1规范落后、不完全 

　　上个世纪60年代，国外就开始了隧道照明方面的研究，并在不同时期制定了隧道照明标准和规范，我国起步晚，1990年才对隧道照明进行了相关规定，1999年的《公路隧道通风照明设计规范》和2004年的《公路隧道设计规范》做为现行的标准，已经明显落后于国际规范。此外，我国缺乏短隧道设计规范和标准，造成了短隧道的能源浪费。 

　　2.2控制参数不科学、控制方式落后 

　　目前的控制技术仅能简单的控制开关，未能根据天气、车流量、车速等各种因素做出最节能的调控，造成了能源浪费。很多短隧道照明控制不能实现远程控制，对短隧道很多的高速公路全线意味着要消耗巨大的人力、物力去开关照明灯具才能避免不必要的电能浪费和运营成本浪费。还有很多隧道照明虽然采用了时序分级调光控制法，但还是无法结合洞外亮度L20(S)、天气、交通量等时变参数进行宏观调控。 

　　2.3忽视照明设施养护的重要性 

　　大多长隧道靠近出口端或出口段存在照明亮度不足的情况，主要原因是灯具受污染较严重，光利用率降低。隧道通风不畅，灰尘较多，不仅会减弱隧道内光亮度，也会对照明设施造成污染。因此，每季度一次的清洗养护可能满足不了隧道照明系统的要求。 

　　2．4隧道照明节能理念存在误区 

　　公路隧道节能决不能以牺牲交通安全为代价而简单的开关某些灯具，而是以保证交通安全为基础的最大节能。要杜绝隧道管理人员为了节约用电而随意主观地控制照明系统，这种做法忽视了隧道照明的本质，对行车造成巨大的危害。 

　　3.公路隧道照明的节能措施 

　　通过对国内多个隧道照明系统调研，总结先进经验的基础上，提出以下重要措施： 

　　（1）准确测试和调节洞外亮度 

　　洞外亮度是公路隧道设计中最重要的基准参数之一，取值对公路隧道照明系统工程的投资和运营开支影响很大。洞外亮度L20(S)是指在接近段起点S处，距地面1.5m高正对洞口方向20°视场实测得到的平均亮度。多处隧道实际测试和设计方案发现，相同行驶速度下，洞外亮度从4000cd/m2降至3000cd/m2，入口加强照明可节能25.4%，从6000cd/m2至4000cd/m2设备费用差34%，年耗电费量差30%。由此可见，准确地确定洞外亮度并采取措施降低洞口亮度可以减少入口的设备和整个系统的耗电量。根据规范可以采取如下减光措施：隧道采用削竹式洞门型式；洞口大幅坡面绿化；从接近起点起路基的两侧种植常青树；洞口采用端墙型式时，墙面选冷色调，且反射率<0.17。总之，大量实践证明，洞口合理景观设计可以减少不必要的电能浪费，也可降低事故发生率。 

　　（2）科学预测交通量 

　　交通量也是隧道照明设计的重要基准参数之一。相同设计速度下，不同交通量对照明的需求差异也很大。设计速度60km/h时，小交通量比大交通量理论上少用电46.7%，设计速度80km/h时，小交通量比大交通量理论上少用电40%。山区高速公路运营初期，交通量普遍低于预测交通量，可能全线通车2~3年后才会达到预期交通量。因此，科学合理的预测交通量，对隧道照明系统优化设计和分期施工具有重要指导作用。 

　　（3）合理采用设计速度 

　　设计速度也是隧道照明设计的重要基准参数之一。对于市政公路隧道，由于其车流量较大，设计时速可以适宜的放低，设计时速降低，对隧道的照明要求相对于时速高的隧道就要低一些，这是因为在高速行驶下，隧道必须要有充足光线，那照明设备的数量就要多一些，每一个照明设备的功率也就相应的增大了。所以，合理设计隧道行车速度也是节能的一个重要措施。 

　　（4）采用智能化照明控制装置 

　　由于公路隧道车辆不是连续不断的通行，这种情况在一些山区交通不量的二级及以下等级公路更突出，一天交通量很小，如果隧道整天采用照明，大大浪费的电源，这时我们可以采用一些智能的照明装置，根据车辆进隧道产生的振动来控制照明开关，当有车进隧道，智能照明控制装置自动反应，提前亮灯，在确保光线充足的情况下，适时熄掉后面相应的照明装置，这样做，大大降低的能耗，在确保了行车安全。 

　　（5）科学合理地布置灯距 

　　在公路隧道中，现在基本上是采用中间单排布灯、两侧对称布灯有两侧交错布灯等三种常用方式。据有的公路交科院研究表明，中间布灯比双侧布灯要好一些，两侧交错布灯好过两侧对称布灯。并经过大量的实践研究，布灯高度也有一定的合理范围，这个要根据隧道的净高来量身确定。 

　　（6）要充分利用隧道本身材料 

　　根据大量的实验证明，沥青路面比混凝土刚性路面的反射系数要低，从照明本身方面来考虑，隧道里路面采用混凝土材质要比采用沥青混凝土路面要节能一些，由于水泥混凝土反射率高，在隧道进口处可以采用沥青或彩色路面降低入口段亮度进而达到节能的效果。 

　　另外，在摊铺隧道公路路面时可以采用一些新材料，比如在路面结构层中加入一定比例的玻璃珠，不仅提高的路面的抗滑能力，而且有一点消防作用。玻璃珠的加入也有利于照明节能。还提高的隧道里的行车安全，可以说一举两得的好方法。 

　　（7）采用合理的隧道墙面装饰 

　　公路隧道不同于铁路隧道，一般隧道土建部分施工完毕后，还要进行隧道内部装饰，尤其在城市的隧道，不仅要装饰还要装饰的美观大方，所以，在选择装饰方案时，我们要充分考虑到隧道里的照明节能。采用较好光反射系数高的材料。 

　　参考文献 

　　[1]李韧，傅达，陈朝阳等.隧道照明节能与控制[J].公路工程，2007，32(5):204-206. 

　　[2]王少飞，涂耘，张琦等.“低碳经济”背景下公路隧道照明节能策略[J].公路，2011，(9)：226-233. 

　　[3]荀涛.三种隧道照明节能方案的比较及应用[J].中国交通信息产业，2007，(2):80-81. 

　　[4]肖振鹏，黄桂树.高速公路隧道照明节能技术研究[A].第九届中国高速公路信息化管理及技术研讨会[C].2007:300-303. 

　　[5]韩直.LED公路隧道照明灯比较研究[A].2007中国高速公路隧道监控与运营管理技术研讨会论文集[C].2007:19-21.