城市交通隧道照明设计的研究

刘琰

（成都市市政工程设计研究院有限公司      四川 成都 610023）

摘 要：介绍了适用于城市交通隧道照明的设计规范，分析研究了隧道照明标准取值、照明控制、照明供电等方面的内容，并通过DIALux照明计算软件对隧道照明实例进行逐段仿真计算。

关键词：隧道 基本照明 加强照明 应急照明 DIALux仿真

0 引言

城市交通隧道的照明设计关乎行车安全和隧道能耗，对隧道安全、低碳运行有重要作用。隧道照明设计是一个完整的系统，包括照明指标的选取、灯具的选择和布置、应急照明的设置、照明的供电和控制等多个方面。本文分析研究了适用于城市交通隧道照明设计的相关规范，给出了隧道照明设计标准建议，并以具体实例阐述隧道照明设计标准、灯具布置和仿真计算的相关问题。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

1设计规范

《城市道路交通设施设计规范》GB50688-2011（2019版）规定了城市交通隧道中间段照明的亮度和均匀度标准，《城市地下道路工程设计规范》CJJ 221- 2015规定了城市交通隧道照明的负荷等级，《LED城市道路照明应用技术要求》GBT 31832-2015（以下简称《LED要求》）附录F（资料性附录）有隧道照明区域划分及照明标准，《隧道照明用LED灯具性能要求》GB／T 32481-2016规定了隧道照明采用LED灯照明时的功率密度、寿命等方面的要求，《道路和隧道照明用LED灯具能效限定值及能效等级》GB 37478-2019规定了隧道用LED灯具的能效限定值、显色指数、光通维持率等要求，《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》GB 51309-2018规定了城市交通隧道消防应急照明和疏散指示的设置要求。目前城市交通隧道的国家标准对于入口段、过渡段和出口段照明的标准及计算方法没有明确，城市交通隧道照明设计通常参照《公路隧道照明设计细则》JTG/T D70/2-01-2014（以下简称《细则》 ）执行。

2隧道照明标准取值

1、中间段照明

根据《城市道路交通设施设计规范》GB50688-2011（2019版），中间段照明平均亮度、总均匀度最小值、纵向均匀度最小值与计算行车速度和交通量有关。

2、入口段照明

《细则》中将入口段照明分为两段，而《LED要求》未对入口段进行分段，由于入口2段的亮度普遍在适应曲线以下，建议采用《LED要求》，不对入口段进行划分。入口段亮度由洞外亮度及入口段亮度折减系数确定，。根据《细则》，入口段长度。

3、过渡段照明

过渡段分为TR1、TR2、TR3三个照明段，其亮度根据 《LED要求》 、  ，各照明段的长度根据《细则》确定，    。

4、出口段照明

《LED要求》出口段亮度是中间段亮度设计标准值的 5 倍，出口段长度为60m。 《细则》将出口段划分为 EX1 和 EX2 两段，亮度分别为  ， ， 每段出口段长度取30 m。 国外相关标准要求从距出口停车视距处到距出口20米处，亮度应从中间段亮度过渡到5倍中间段亮度，城市交通隧道出口段照明建议参照《细则》进行设计。

5、船槽段照明

城市交通隧道洞外一般均有连接道路，为了保障行车安全，隧道洞外船槽段夜间照明的亮度和均匀度不宜低于隧道连接道路的亮度和均匀度。

6、消防应急照明和疏散指示

根据《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》，系统应急启动后，在蓄电池电源供电时的持续工作时间应满足：一、二类隧道不小于1.5h，三、四类类隧道不小于1h，最低疏散照度不应小于1lx。设置在8米以下的灯具应选择A型灯具，光源色温不应小于2700K，防护灯具不应低于IP65。标志灯应选择持续型灯具，且宜选择带有米标的方向标志灯，方向标志灯与疏散方向垂直时，设置间距不应大于20米，方向标志灯与疏散方向平行时，设置间距不应大于10米。

3照明灯具及布置

目前隧道照明主要采用LED隧道灯，LED隧道灯具有光效高、显色性好、使用寿命长、自然功率因数高等突出优点。在使用LED进行隧道照明设计时，其光通维持率、能效限定值、显色指数应满足《道路和隧道照明用LED灯具能效限定值及能效等级》的要求。

城市交通隧道照明可采用中线布置、中线侧偏布置、两侧对称布置、两侧交错布置等。

4照明供电及控制

根据《城市地下道路工程设计规范》确定隧道照明的负荷等级，电光标志、基本照明为一级负荷，其中电光标志为一级负荷中特别重要负荷。相应的供电系统应满足《供配电系统设计规范》GB50052 的有关规定。

根据《细则》和《LED城市道路照明应用技术要求》，城市交通隧道照明控制应采用智能控制或自动控制为主、手动控制为辅的控制方式。利用LED光源易于调光的特点，采用LED隧道灯照明的城市交通隧道可采用更智能的隧道照明调光控制系统，实现按需照明。

5隧道照明设计举例

１　计算条件

隧道路面宽度                  W=13.5m

断面高度                      h=5m

照明设计采用的设计速度        vt=80km/h

设计小时交通量                N=1200veh/(h·ln)

设计纵坡                      -4%

隧道路面                      水泥混凝土路面

洞外亮度                      L20（S）=3000cd/m2 

交通特性                      单向交通  

隧道长度                      L=1800m

２　计算结果

本工程采用LED隧道灯，灯具显色指数≥70，功率因数≥0.95，光效≥120lm/w，相关色温4000K。采用DIALux照明计算软件进行仿真计算，灯具布置、各照明段设计亮度及计算亮度如下表所示：

照明区段	设计亮度（cd/m2）	灯具功率（W）	布置方式	布置间距（米）	计算亮度（cd/m2）
入口段	122.5	150	双侧对称各2排	1.2	161.2
过渡1段	33.75	80	双侧对称各1排	1.2	41.9
过渡2段	12.25	80	双侧对称各1排	3	18.1
中间段	4.5	80	双侧对称各1排	9	6.1
出口1段	13.5	80	双侧对称各1排	3	18.1
出口2段	22.5	80	双侧对称各1排	2	27.3

6 结语

城市交通隧道正常照明为车行人员提供安全、舒适的引导性照明，应急照明和疏散指示关乎人员的安全和疏散。在隧道照明设计中，合理选择布灯方式、间距、功率等，使隧道每段的照明指标均满足规范要求，为车行人员驶入驶出隧道提供较好的光环境，减轻隧道内外光强差带来的不安全影响，同时选择适当的控制方式，节约电能，是隧道照明设计的重要内容和主要目的。

参考文献

［1］公路隧道照明设计细则 JTG/T D70/2-01-2014

［2］城市道路交通设施设计规范 GB50688-2011（2019版）

［3］城市地下道路工程设计规范 CJJ 221- 2015

［4］隧道照明用LED灯具性能要求 GB/T 32481-2016

［5］道路和隧道照明用LED灯具能效限定值和能效等级 GB37478-2019

［6］建筑设计防火规范 GB50016-2014（2018版）

［7］消防应急照明和疏散指示系统技术标准 GB 51309-2018

［8］LED城市道路照明应用技术要求 GBT 31832-2015

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