高速公路隧道照明节能措施探讨

摘　要： 本文结合多年工作实际经验，对高速公路隧道照明的节能措施提出自己的观点，供同行参考。

关键词：高速公路；公路隧道；照明节能
1.前言
　　公路隧道具有缩短里程、节省时间、提高交通运输效率、节省用地和有效保护生态环境等优点。随着我国公路建设的发展，公路隧道尤其是高速公路隧道被广泛采用，根据《公路隧道通风照明设计规范》规定，长度大于100m以上的隧道应设置照明。从而，隧道照明设施的规模及数量与隧道的运营电费和维护费用必将越来越大、越来越高。因此，在当前我国能源紧张、用电缺口巨大的形势下，如何做好隧道照明的节能具有重要意义。
2.现有隧道照明系统存在的问题
2．1隧道照明系统设计中存在的问题
　　为确保高速公路隧道行车安全，国家已明确规定了高速公路隧道内各段照明的平均照度值，但是高速公路隧道照明由于受灯具设备的选型与安装、道路几何与隧道走向、路面状况、隧道壁反射特性等多方面因素的影响，隧道照明平均照度值计算变得非常复杂，从而影响到隧道内各段照明的平均照度值。高速公路隧道照明系统设计方案中普遍存在以下问题：①高速公路隧道照明系统建设投资成本费用高。②高速公路隧道照明系统投入使用后，运营能耗大。③高速公路隧道照明系统投入运营后，维护、维修工作量大费用高。
2．2隧道照明现有控制方式及存在的问题
　　国内目前对隧道照明设备的控制方式主要有三种：手动控制模式、分时段进行的时序控制模式和分级控制模式。在实际使用中最常用的方案是采用分级控制模式，即根据气候条件、隧道外的照度及交通流量进行控制分级。其工作原理是：通过隧道内外设置的照度检测仪，检测隧道入口处内外的光强度，并辅以车流量等其他信息，分级控制整个隧道内各段的灯光照明强度使驾驶员能尽快适应隧道内外的光强变化，消除因光强所引起的视觉障碍，减少事故的发生。现有照明控制模式在实际运行中存在着相当大的电能浪费。为了保证车辆的通行安全，隧道照明系统的设计采用保守的预估方法。对洞外照度的设计是以全年洞外最大亮度和最高行车时速来确定隧道内各段的灯具功率和灯具分布密度。而在实际运行过程中，照明强度一般远远小于设计参数，因此照明系统的节能设计还有很大的改进空间。此外，在照明控制过程中因线路布线回路的限制，只能做到2～3级人工或自动控制对于如天气、车速、车流量等参数只是在设计阶段给予以最大值考虑，最终各段的照明照度也始终处于最大值状态，无法对整个隧道的照明进行自适应控制。因此这种传统设计与使用的隧道照明系统存在着大量电能浪费问题。
3.隧道照明节能方法
　　隧道照明节能包含照明设计节能和管理节能等方面，其中照明设计节能是最重要的节能措施，它包括采用新颖的、可靠的设计理念和合理的标准值，以及采用高效光源、高效灯具、增大光反射系数和照明控制节能等。
3．1采用先进的隧道照明控制和管理系统
　　现在高速公路隧道照明系统控制，都采用时间控制器方法进行控制，即设定某时开白天灯，某时开夜晚灯。一年365d，白天与夜晚时间是变化的(即夏季日照长、冬季日照短)，而时间设定控制为固定的，不能根据隧道内外实际照度对比值进行控制，造成隧道照明系统电能浪费。若要隧道管理人员经常到现场修改设定控制器开关时间，它将增加隧道管理人员工作量和维护费用。在隧道实际运营过程中，隧道照明取值与车速、车流量、洞外光照有密切的关系。隧道照明控制参数研究的一个目标，是在确保安全的前提下，实现隧道照明的高效节能。隧道照明节能综合控制系统，以检测得到的洞外亮度、车速、车流量等交通参数为输入，以照明节能控制器为执行设备，开发照明节能控制系统。该系统能够根据交通参数和环境参数，自适应调节控制灯具亮度，在保证安全行驶条件的前提下，实现灯具照明的最优控制。
3．2确定合理的隧道照明设计标准值
　　在机动车交通量和设计行车速度一定的条件下，现行的隧道照明系统的设计基准一洞外亮度的取值大小将直接关系到入口段和过渡段亮度取值大小，也即与隧道照明节能、营运电费、工程投资和行车安全有关。因为洞外亮度随当地的气候、季节、时刻、隧道朝向、隧道入口的视野环境，如绿化、植被等有关。据研究表明，当其他条件不变时，洞外亮度值的改变对电费和设备费用影响很大。所以应通过调查分析、实测比较、理论分析和在光气候理论基础上，考虑洞外植被情况、当地光气候特点等合理地确定洞外亮度值。另外基本照度也应该根据现场环境和各种交通参数进行确定，从而达到节能的目的。
3．3使用新型的照明灯具和光源
　　目前，国内隧道灯具多采用白炽灯、荧光灯、高压钠灯、低压钠灯等，大多存在光带窄、配光质量不够、能耗高、质量稳定性差、寿命短等问题。普遍使用的高压钠灯发黄光，也导致隧道照明的视觉效果不佳，影响行车安全。因此，采用新型照明灯具和合理的控制系统对保证隧道经济安全运行有着十分重要的意义。无极灯、LED灯等新产品引起了人们的日益关注。这些产品应用于隧道照明，除满足隧道对灯具光效、光通量、寿命及工作特性、光色、显色性和配光控制难易程度等主要要求外，还能节约运行和维护成本，实现稳定经济运行。因此可从隧道照明光源：高压钠灯、金属卤化物灯、无极荧光灯(电磁感应灯)、节能灯、LED灯中，利用反应时间实验等确定隧道照明光源。
3．4增大光反射比
　　如果选择合适的灯具及其安装角度，并且增大顶棚和墙壁的反光比，山] 隧道顶棚、墙和路面之间的多次反射，估计可使隧道照明反射光增量系数将比表面未作处理的隧道约增人20％，即节电20％左右。
3．5管理节能
　　管理节能丰要是指对隧道内光源、灯具等按规定进行维护，即对灯具进行定期清洁工作，对光源和附件进行检修，尤其是检查气体放电光源的无功补偿电容有无击穿，此外还需要对照明控制装置进行调整等。总之，对隧道照明系统进行维护的目的是提高照明灯具的维护系数，使照明系统处于良好的工作状态下，使隧道照明系统不但满足照明要求，而且达到节能要求。
4.结束语
　　隧道照明节能的方法和措施，在国内隧道已有进一步的应用和研究。随着高速公路的建设越来越深入山岭地区，隧道建设的日益增多，隧道照明节能将越来越受到社会公众及相关管理部门的重视，更需要及时、认真地研究和解决相关技术和管理问题，使节能效果真正在实际运营中得以显现。 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/sklw/hjkx/246600.html