淺談公路隧道的照明問題及節(jié)能措施

屠一鋒

（杭金衢分公司杭紹管理處，浙江 諸暨 311800）

1.概述

進入21世紀以來，公路隧道平均每年新增350km，我國公路網(wǎng)交通逐漸向離岸深水延伸，向崇山峻嶺穿越，到2010年底，全國公路隧道已有7384處、512.26萬米，其中，特長隧道265處、113.80萬米，長隧道1218處、202.08萬米。在“低碳經(jīng)濟”和“節(jié)能減排”的經(jīng)濟背景下，照明節(jié)能成為當前公路隧道的焦點問題。隧道照明是全天運行的，每個隧道電費年耗量都達百萬甚至幾千萬，成為公路隧道最大的能耗系統(tǒng)。因此合理、安全、節(jié)能的照明系統(tǒng)在高速公路隧道工程中顯得尤其重要。

2.隧道照明的主要問題

近年來，國家投入大量科研經(jīng)費，致力于公路隧道照明系統(tǒng)的開發(fā)和設計方面，并且取得了一定的成功，但是還是存在一些工程設計或運營管理等方面的問題。

2.1 規(guī)范落后、不完全

上個世紀60年代，國外就開始了隧道照明方面的研究，并在不同時期制定了隧道照明標準和規(guī)范，我國起步晚，1990年才對隧道照明進行了相關規(guī)定，1999年的《公路隧道通風照明設計規(guī)范》和2004年的《公路隧道設計規(guī)范》做為現(xiàn)行的標準，已經(jīng)明顯落后于國際規(guī)范。此外，我國缺乏短隧道設計規(guī)范和標準，造成了短隧道的能源浪費。

2.2 控制參數(shù)不科學、控制方式落后

目前的控制技術(shù)僅能簡單的控制開關，未能根據(jù)天氣、車流量、車速等各種因素做出最節(jié)能的調(diào)控，造成了能源浪費。很多短隧道照明控制不能實現(xiàn)遠程控制，對短隧道很多的高速公路全線意味著要消耗巨大的人力、物力去開關照明燈具才能避免不必要的電能浪費和運營成本浪費。還有很多隧道照明雖然采用了時序分級調(diào)光控制法，但還是無法結(jié)合洞外亮度L20(S)、天氣、交通量等時變參數(shù)進行宏觀調(diào)控。

2.3 忽視照明設施養(yǎng)護的重要性

大多長隧道靠近出口端或出口段存在照明亮度不足的情況，主要原因是燈具受污染較嚴重，光利用率降低。隧道通風不暢，灰塵較多，不僅會減弱隧道內(nèi)光亮度，也會對照明設施造成污染。因此，每季度一次的清洗養(yǎng)護可能滿足不了隧道照明系統(tǒng)的要求。

2.4 隧道照明節(jié)能理念存在誤區(qū)

公路隧道節(jié)能決不能以犧牲交通安全為代價而簡單的開關某些燈具，而是以保證交通安全為基礎的最大節(jié)能。要杜絕隧道管理人員為了節(jié)約用電而隨意主觀地控制照明系統(tǒng)，這種做法忽視了隧道照明的本質(zhì)，對行車造成巨大的危害。

3.公路隧道照明的節(jié)能措施

通過對國內(nèi)多個隧道照明系統(tǒng)調(diào)研，總結(jié)先進經(jīng)驗的基礎上，提出以下重要措施：

（1）準確測試和調(diào)節(jié)洞外亮度

洞外亮度是公路隧道設計中最重要的基準參數(shù)之一，取值對公路隧道照明系統(tǒng)工程的投資和運營開支影響很大。洞外亮度L20(S)是指在接近段起點S處，距地面1.5m高正對洞口方向20°視場實測得到的平均亮度。多處隧道實際測試和設計方案發(fā)現(xiàn)，相同行駛速度下，洞外亮度從4000cd/m2降至3000cd/m2，入口加強照明可節(jié)能25.4%，從6000cd/m2至4000cd/m2設備費用差34%，年耗電費量差30%。由此可見，準確地確定洞外亮度并采取措施降低洞口亮度可以減少入口的設備和整個系統(tǒng)的耗電量。根據(jù)規(guī)范可以采取如下減光措施：隧道采用削竹式洞門型式；洞口大幅坡面綠化；從接近起點起路基的兩側(cè)種植常青樹；洞口采用端墻型式時，墻面選冷色調(diào)，且反射率<0.17?？傊?，大量實踐證明，洞口合理景觀設計可以減少不必要的電能浪費，也可降低事故發(fā)生率。

（2）科學預測交通量

交通量也是隧道照明設計的重要基準參數(shù)之一。相同設計速度下，不同交通量對照明的需求差異也很大。設計速度60km/h時，小交通量比大交通量理論上少用電46.7%，設計速度80km/h時，小交通量比大交通量理論上少用電40%。山區(qū)高速公路運營初期，交通量普遍低于預測交通量，可能全線通車2～3年后才會達到預期交通量。因此，科學合理的預測交通量，對隧道照明系統(tǒng)優(yōu)化設計和分期施工具有重要指導作用。

（3）合理采用設計速度

設計速度也是隧道照明設計的重要基準參數(shù)之一。對于市政公路隧道，由于其車流量較大，設計時速可以適宜的放低，設計時速降低，對隧道的照明要求相對于時速高的隧道就要低一些，這是因為在高速行駛下，隧道必須要有充足光線，那照明設備的數(shù)量就要多一些，每一個照明設備的功率也就相應的增大了。所以，合理設計隧道行車速度也是節(jié)能的一個重要措施。

（4）采用智能化照明控制裝置

由于公路隧道車輛不是連續(xù)不斷的通行，這種情況在一些山區(qū)交通不量的二級及以下等級公路更突出，一天交通量很小，如果隧道整天采用照明，大大浪費的電源，這時我們可以采用一些智能的照明裝置，根據(jù)車輛進隧道產(chǎn)生的振動來控制照明開關，當有車進隧道，智能照明控制裝置自動反應，提前亮燈，在確保光線充足的情況下，適時熄掉后面相應的照明裝置，這樣做，大大降低的能耗，在確保了行車安全。

（5）科學合理地布置燈距

在公路隧道中，現(xiàn)在基本上是采用中間單排布燈、兩側(cè)對稱布燈有兩側(cè)交錯布燈等三種常用方式。據(jù)有的公路交科院研究表明，中間布燈比雙側(cè)布燈要好一些，兩側(cè)交錯布燈好過兩側(cè)對稱布燈。并經(jīng)過大量的實踐研究，布燈高度也有一定的合理范圍，這個要根據(jù)隧道的凈高來量身確定。

（6）要充分利用隧道本身材料

根據(jù)大量的實驗證明，瀝青路面比混凝土剛性路面的反射系數(shù)要低，從照明本身方面來考慮，隧道里路面采用混凝土材質(zhì)要比采用瀝青混凝土路面要節(jié)能一些，由于水泥混凝土反射率高，在隧道進口處可以采用瀝青或彩色路面降低入口段亮度進而達到節(jié)能的效果。

另外，在攤鋪隧道公路路面時可以采用一些新材料，比如在路面結(jié)構(gòu)層中加入一定比例的玻璃珠，不僅提高的路面的抗滑能力，而且有一點消防作用。玻璃珠的加入也有利于照明節(jié)能。還提高的隧道里的行車安全，可以說一舉兩得的好方法。

（7）采用合理的隧道墻面裝飾

公路隧道不同于鐵路隧道，一般隧道土建部分施工完畢后，還要進行隧道內(nèi)部裝飾，尤其在城市的隧道，不僅要裝飾還要裝飾的美觀大方，所以，在選擇裝飾方案時，我們要充分考慮到隧道里的照明節(jié)能。采用較好光反射系數(shù)高的材料。

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