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公路隧道照明設計范文1
工程概況
百羅高速公路是廣西至云南的交通樞紐,給我國西部發展提供交通便利。百羅高速公路隧道工程共有兩個隧道,分是:發達隧道,全長690米;坡溫隧道,全長377米。該隧道工程全長1067米,雙向兩個車道和一個停車道,分上下行四個隧道。
工程設計
1、設計原則
(1)由于百羅高速公路是廣西至云南交通樞紐,而高速公路上的發達隧道和坡溫隧道是保證交通安全,改進交通導向性,提高交通運輸效率的關鍵所在,也是高速公路上的兩道風景線,所以必須在隧道里面具有較高的照度和理想的均勻度,使其突出高速公路建設的高標準要求,與隧道之外的高速公路相輔相成,組成都市一個有機的整體。
(2)根據我公司在以往做隧道照明工程的經驗和工程方的設計規劃,百羅高速公路上的發達隧道和坡溫隧道照明分成跳躍式控制,控制方式要靈活,充分考慮到避電高峰和某個時間段的車輛稀少等因素,可按平時、節日、上半夜、下半夜等時段分開控制。
(3)照明設計安全可靠,燈具的固定支架選用優質冷軋鋼板,燈具具有較高的防水防塵等級(IP65),光源選用原則為高效、長壽命,整個隧道燈選型便于維護和管理。
2、總體構思
由于隧道內部與外部道路不同,隧道照明中必須考慮某些特殊的視覺現象,為了對隧道照明進行優化設計,就有必要先了解些基本的視覺問題。在白天,駕駛員進入隧道時會遇到如下視覺問題:剛進入隧道由于白天隧道外的亮度相對于隧道內的高很多,如果隧道足夠長,駕駛員看到的是黑乎乎的一個洞,這就是“黑洞”現象;如果隧道很短的話,在駕駛員面前就出一個“黑框”。進入隧道后由明亮的外部進入一個較暗的隧道,視覺會有一定的適應時間,然后才能看清隧道內部的情況,這種現象稱為“適應的滯后現象”。
在隧道中間段,由于汽車排出的廢氣集聚,形成煙霧,汽車前照燈的光會被這些煙霧吸收和散射,形成光幕和降低前方障礙物與其背景(路面、墻面)之間的亮度對比度,影響障礙物的能見度,給視覺功能帶來不利影響。隧道出口處會出現一個很亮的出口,對駕駛員會產生強烈的眩光,從而看不清路況,容易發生車禍。為此隧道照明通常分為入口照明,內部照明和出口照明。其中對入口照明的要求更加嚴格,要求從與外界相仿的亮度逐漸降低。具體而言,白天隧道入口照明的亮度要根據隧道外的亮度、車速、入口處的視場和隧道的長度來確定的。
國際照明委員會將隧道入口照明分為(從隧道口開始)閩值段和過渡段,而日本的隧道照明標準中更進一步將隧道入口照明分為引入段,適應段,過渡段。閩值段是為了消除“黑洞”現象,讓駕駛員能在洞口辨認障礙物。隧道過渡段照明是為了避免閩值段照明與內部基本照明之間的強烈變化而設置的照明段,其照明水平進一步逐漸下降。所以隧道燈的光源,除了滿足一般道路照明的主要要求外,還必須滿足隧道照明的特殊要求,保證在隧道汽車排放物的影響下也能有良好的能見度。
高壓鈉燈是目前國際上穿透能力最強的光源,適用于風塵和煙塵較多的地方,在發達隧道和坡溫隧道照明中采用光壓鈉燈光源,確保駕駛員的分辨障礙物的能見度。
3、視覺設計
由于人眼對光強度的變化需要一定的適應過程,白天當司機駕車從隧道外進入隧道內時,隧道內外明顯的亮度落差形成黑洞效應,駛離隧道時形成白洞效應都將使司機的視覺出現暫時的盲狀態,嚴重危及駕車安全。為克服這種視覺上的滯后現象,必須運用照明控制手段使隧道出入口和隧道內的亮度與隧道外的亮度相匹配。
為保證路面具有足夠的明度,采用惠州TCL照明電器有限公司生產的TCLZS-01SB150和了CLZS-301SB400型燈具,150W和400W高壓鈉燈,隧道兩側墻壁支架安裝,安裝仰角為30度,有利防止眩光。
4、燈具設計
燈具采用TCL最新研制成的專利燈具,強度高,結構精致簡潔,外型優雅大方,具有較強的夜景裝飾效果,而且上掀蓋平臺操作,便于維修。同時,高透明的鋼化玻璃罩,透光性好、強度高,具有優質的防塵防水性能。
5、使用燈具資料
型號:TCLZS 01SB150/400
光源:高壓鈉燈150W
色溫:3000K
光通量:150W~160001m;400W~48000hn
燈具說明:
高壓壓鑄鋁成型端蓋,并經靜電噴涂處理,主體采用流線型鋁合金型材,表面氧化處理;
高純度陽極氧化鋁反射器,專為寬光束、偏光束設計;
耐高溫 耐沖擊鋼化玻璃;
耐高溫硅橡膠密封帶,密封性能好;
方便調整照射角度;
符合國標GB7000.1-2000/GB7000.5~1996標準;
COS α≥0.85
6、控制手段
整條道路路燈設置前半夜和后半夜兩種開閉狀態:即前半夜(開燈至23:00)整條道路所有路燈設施均開啟,后半夜(23:00以后)整條道路間隔開啟。
7、照度計算
Eave(平均照度)=100.211x;
Emin(最小照度)
=58.321x
Emax(最大照度)=135.611x;
Emin/Eave=0.58;
Emin/Emax=0.43。
經安裝設計現場測試,實測結果與照度計算偏差不大,完全達到照明標準。
公路隧道照明設計范文2
關鍵詞 隧道照明設計;影響因素;評定標準
中圖分類號 TM923 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)109-0096-02
1 隧道照明設計的影響因素
1.1隧道狀況
1)隧道長度:隧道長度不同,照明要求就不同。在長度不超過一百米的隧道內可以沒有照明燈具,一般長度越長,照明要求越苛刻;2)隧道寬度:隧道寬度不同,照明要求也不同;3)隧道線形:照明設計對隧道線形有重要影響,即使兩條隧道寬度相同,一個線形筆直,一個線形彎曲,需要間隔多遠、安裝多少燈具都是不一樣的;4)交通狀況:交通狀況會影響路面照度與照明情況,因此在進行照明設計的過程中,需要考慮很多因素,比如說交通是單向的還是雙向的,是汽車專用的還是混合使用的等等;5)附近環境:當地天氣、地形地貌、地理位置、隧道洞口處的亮度及進出引道周邊的環境狀況等等。
1.2減光設施
若降低了隧道洞外的亮度,則會讓司機在駛入隧道后能感覺到亮度是漸變的,所以在開始進行隧道照明設計時應考慮到隧道洞口處的亮度這一影響因素,有利于完善進出口處的照明設計。常見的剪光設施有以下三種:一是遮陽棚??芍糜谒淼蓝纯谔帲詼p小自然光對司機駕車的影響。遮陽棚的頂棚構造雖透光,但陽光是不能直接投射到路面的。二是遮光棚。不同于遮陽棚,遮光棚可將陽光直接投射到路面,只因設置成本較高,一般交通量的隧道中幾乎不用。三是植被減光。四季交替,周而復始,有些綠植會變黃,因此,可在隧道洞口處種些常綠植物,它們反射出的光線會讓司機感覺很舒適,能有效緩解“黑框”、“黑洞”效應。
1.3“黑框”、“黑洞”和“白洞”效應
視覺問題是車輛駛入隧道會面臨的。以50km/h車速為例,車輛通過洞口的時間為1.5s左右。極短的時間內,亮度變化卻是極大的。隧道長度不同,司機感覺也有所不同。當車輛在短隧道中行駛時,從進口處便能感覺到出口處的極高亮度,產生“黑框”效應;當車輛在長隧道中行駛時,司機會覺得洞口太黑而不能有效看清周期的情況,即使前方有障礙物存在,也不能及時躲避,產生“黑洞”效應;同樣在夜間也會如此。當車輛快駛出隧道時,司機會看到明晃晃且很刺眼的擺動,產生“白洞”效應,司機出洞時的視距與舒適感自然而然會大打折扣,不能準確判斷相向行駛的情況。
1.4路面、墻壁和頂棚的種類及反射率
當車輛行駛于隧道時,司機可通過障礙物與路面的反射情況來斷定前方是否存在障礙物。當路面平均亮度升高、障礙物的對比亮度變小時,司機便能一眼看到障礙物,因為走在路上的人或靜止于路面的物的亮度無論是比背景暗還是亮,其輪廓可一眼辨識,此時司機無需知道前方障礙物是什么或具有什么特質,僅憑一個簡單的輪廓亮度便可進行判斷。路面的亮度源主要來于照明燈具釋放的亮度和路面、墻壁和頂棚的反射率,因此在進行具體照明設計的過程中要結合路面、墻壁和頂棚的種類與材質。
1.5人眼的適應
隧道內外的亮度差過大,人眼要適應這一變化需要時間。根據亮度變化率的不同,適應時間自然也就不同。通常來講,亮度變化率越高,適應時間就越長。明適應是指人眼適應環境光強由暗變亮的過程,這個過程耗時1s~3s;暗適應是指人眼適應環境光強由亮變暗的過程,這個過程耗時10s左右;不管環境光強是由暗變亮還是由亮變暗,司機都會暫時中斷視覺暫留。隧道照明設計正是為了給司機提供源源不斷的視覺信息,所以在進行具體照明設計的過程中要結合人眼的適應這一影響因素。
1.6照明設施及光源維修
選擇合適的照明設施很關鍵?,F在市面上不斷有新材料、新技術出現,隨之高效節能的燈具也如雨后春筍般涌現出來。在響應國家“綠色照明”的號召下,節能環保型燈具是首選。隧道內外的溫度差、濕度差較大,所以洞內必然會沾滿污垢,且常年受化學試劑腐蝕,照明設施有所損毀是難以避免的,因此燈具是否具有抗腐蝕能力也是選擇標準之一。為使隧道照明質量有保證,要求選擇的光源除了具有使用周期長、維修便捷外,還要能在最短時間內快速啟動且達到照度要求。
2 隧道照明設計的評定指標
2.1路面亮度
路面亮度是指路面以單位面積發射的光量。車輛在隧道內行駛時,司機可將路面或強度作為觀察路口的參考,主要是路面。
2.2路面均勻度
路面均勻度是路面亮度的分布情況。路面均勻度良好能給司機提供一個能見度高且舒適的視覺環境。一般若提出嚴格的路面均勻度要求,只是針對干燥路面和亮度較低的隧道環境。
2.3眩光
眩光是指在視線范圍,物體太亮或亮度對比太強,使司機感覺很不舒服或是視覺下降等情況。國際照明委員會提出用眩光指數G來評定眩光給人帶來的不舒服到底有多少:G=1,難以忍受;G=3,有干擾;G=5,允許范圍;G=7,滿意;G=9,不妨礙。要想有效控制眩光,就要合理限制光源亮度,當然懸掛高度適當也必不可少。此外,還可通過科學布置光源、提高環境亮度等手段加強控制。
2.4誘導性
誘導性是用照明告知司機前方的隧道線形、車流分合及是否有起伏交叉等相關信息,其表現形式有兩種:1)視見誘導性,在照明條件充足的情況下,被當作路面亮度背景的墻面上布置顏色鮮亮的逆反射材料,使其清晰可見;2)光學誘導性:照明設施在排列、光色、光強及布置方位上都有光學誘導性。如果隧道進出口是廣場的話,則不宜布置路燈太多;否則司機在“燈海”中會感覺不舒服,此時可采用一舉兩得之法――高桿照明,既照明了道路又照亮了環境。
3結論
作為公路交通安全的重要構成,隧道照明系統的設計要結合公路沿線的實際情況,從現場出發,嚴格按照相關設計規范及具體要求進行,多聽取專家意見,多借鑒國外先進經驗,取他人之長補己之短,合理選用節能環保型照明設施,以提高隧道照明質量。
參考文獻
公路隧道照明設計范文3
關鍵詞:高壓鈉燈;LED燈;無極燈;EMC模式;顯色指數
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A 文章編號:
一、國內公路隧道照明的發展
國內絕大多數公路隧道修建于90年代以后,隧道照明主要采用高壓鈉燈,現行隧道照明設計規范推薦采用“效率較高、透霧性能較好的光源”,主要也是指高壓鈉燈。由于其編制時國內公路隧道規模較少,相關研究及國內隧道運營資料較少,其主要參數、指標是借鑒國外80、90年代相關研究資料編寫,使用過程中已經嚴重滯后于照明技術的發展,國內隧道照明設計中普遍存在設計參數取值過高、只重視配光設計、忽視洞內裝飾與照明綜合
設計等突出問題,從而造成照明系統規模偏大,洞內環境惡劣,行車舒適性低等不良后果。
近年來隨著照明技術的不斷發展,新型LED燈和無極燈逐步在公路隧道內得到應用,它們共同的特點是顯色性好、節能、光源使用壽命長。但由于是新興事物,國內對于高速公路隧道新型光源的應用,經歷了:“初步看好—失望懷疑—痛苦糾結—理性對待—逐步認可”這一過程,目前應是理性對待并樂觀看好這一階段,現階段大家普遍認為LED
燈取代高壓鈉燈是必然的結果,大勢所趨。以下本人將就新型光源在國內公路隧道應用過程中總結的經驗和教訓作一個簡單介紹。
二、新型光源在公路隧道中的應用及運營情況
由于LED燈工作電流具有可控性,因而可實現亮度無級(多級)調控。采用無級調控技術控制隧道照明,與傳統的回路有級調控法相比有較大的節能效果。安徽省黃塔桃高速隧道LED照明對此進行了專項研究,獲得成功,其內容主要包括:
·利用LED燈的無級調控特性;
·依據洞外亮度隨實時調節洞內亮度;
·有車通過時提高亮度,其他保持基本亮度;
·研究試驗交通量、車速、環境亮度與控制電壓對應關系,編程實現照明的實時調控。
黃塔桃高速一運營近三年,隧道照明節能效果顯著,總體節能在20以上。
安徽省六安至武漢高速公路安徽段,全線5座隧道亦全部采用了LED燈具,并在隧道進口段設置了新型反光涂料,極大程度提高了燈具效率及洞內亮度,節能效果明顯,經初步測算僅供配電系統一項就減少工程投資約2350萬??傉彰鞴β瘦^高壓鈉燈降低超過20%。
近年來國內其他省份在公路隧道照明節能方面就鈉燈電子鎮流器替換電感鎮流器、無極燈、LED燈替代高壓鈉燈等方面也進行了嘗試,也取得了很多共識。首先,與電感式鎮流器相比,電子鎮流器具有自身功耗小、橫功率輸出等優點,較電感鎮流器節能達5%-10%,但其壽命短,更換維護成本較高,節能不節錢。再者,經過LED燈替換鈉燈實體隧道試驗,質量可靠的LED燈節能效果可達35%以上,且維護費用低,目前功率在100w以下LED燈可在隧道基本段進行推廣應用。第三,EMC模式(合同能源管理)是目前國家大力鼓勵、推行的節能改造模式,目前國內多個省份都在積極進行探索。商場、超市、寫字樓等室內照明場所、路燈照明改造等領域已有成功案例。但國內高速隧道照明中尚無成功應用EMC的先例。國內部分省份對隧道EMC改造進行過試點,由于種種原因,應用并不成功,但積累了一些寶貴的經驗,今后仍需摸索。
三、存在的不足
雖然國內在公路隧道照明方面取得了一些成果,但在隧道運營過程中亦存在一些不足,主要表現在以下幾方面:
1、LED燈缺乏相應的規范標準。
目前《公路隧道通風照明設計規范》(JTJ026.1-1999)是以當時的燈具作為規范基礎的,作為有著新型發光原理的新一代光源LED燈,目前尚無相應的規范標準。根據趙振民主編的《照明工程設計手冊》,照度降低的倍數與顯色指數Ra的關系圖量化后,將顯色指數Ra為100的光源的照度相對取為1,則平均顯色指數為80,照度相對值為1.41;平均顯色指數為60,照度相對值為1.6?!耙幏丁笔前锤邏衡c燈(Ra≤60)考慮的,若采用的光源顯色指數(如LED燈的Ra≥80)高于高壓鈉燈,則采用同一照度標準會顯得偏亮;若考慮顯色指數的影響,則相對于高壓鈉燈而言,LED燈采用的照度標準應是規范規定的1.41/1.6=0.88倍。考慮以上研究成果后,同等設計時速、交通量條件下,LED燈節能相對高壓鈉燈達到12%。規范中規定高壓鈉燈的維護系數僅為0.6~0.7,而LED燈可以取到0.85。考慮此因素,在同等條件下, LED燈節能相對高壓鈉燈達到20%以上。同時隧道內壁反光對隧道照明也有一定貢獻,設計宜采用三維模型對隧道照明進行計算。
實際應用中,設計單位一般很少考慮上述因素,只參照《公路隧道通風照明設計規范》(JTJ026.1-1999)進行LED燈方案設計。基于保守考慮,在衢黃段蒙淤隧道、金麗溫水坑隧道改造中,均增加了加強段LED燈具數量,相應增加了改造成本,而節能效果也大打折扣。
2、LED燈產品質量參差不齊。
目前國內有多家生產不同的型號LED燈的廠家,但燈具質量差異顯著,從已運營的多條高速公路來看,只有為數不多的廠家的產品性能比較穩定,符合隧道照明規范要求。
由于國內以LED為光源的隧道燈具的設計與施工規范還未編寫、LED隧道燈產品性能良莠不齊,絕大多數LED隧道燈沒有進行專門的配光設計,影響其在隧道內照明的照明均勻度以及布燈間距受到限制。目前常見的兩種燈具配光,分別為蝙蝠翼型配光和郎伯型配光。一般這兩種配光均能滿足隧道照明需要,但蝙蝠翼型配光效果及照明均勻度更好。
3、LED隧道燈的散熱問題
作為光電器件,其工作過程中只有小部分電能轉換為光能,其余大部分電能轉換成熱能,使LED的溫度升高。而另一方面,LED的流明輸出隨著LED溫度的升高而降低,壽命也隨著溫度的升高而縮短。例如,著名品牌Cree的LED光源要求在使用50000小時后,流明維持率達到70%的前提是LED的結溫不高于80℃。所以,LED的散熱處理得好不好將直接關系到隧道燈具的使用效果和壽命?,F階段,LED隧道燈的產品規范還未建立,對散熱方式、指標沒有強制規定,造成LED隧道燈散熱能力參差不齊,極大影響了其在隧道中的應用推廣。
4、LED隧道燈的控制系統、電磁干擾及電磁兼容問題
好的電子產品,既要保證能在其他設備的電磁干擾下還能正常工作、又要保證在工作時不對其他設備產生電磁干擾—這就是電磁兼容。
隧道照明中要求基于洞外亮度、洞內交通量和行車速度等因數對燈具亮度和洞內亮度進行無極調控。所以,LED隧道照明燈具的驅動電源應可以接受調光控制信號,并能夠調整輸出電流以調整LED光通量。最好能夠具備燈具的故障監測機制、電源輸出電壓異常檢測等能力。
國內LED隧道燈目前在控制系統、電磁干擾及電磁兼容設計這一塊還沒有完全成熟,且不同廠家產品性能參差不齊,需要進一步改進。
四、結論
從國內已運營的公路隧道來看,隧道基本段照明中使用LED燈的性價比較高,已可以推廣使用,燈具選擇應在LED燈應用試驗總結的基礎上,建議優先考慮總體質量有保證的廠家,同時對照明燈具的配光進行優化,照明設計中的建議采用三維模型,以更好的模擬洞內環境。
目前可考慮選擇個別采用高壓鈉燈照明的隧道,對基本段按EMC模式進行改造,進一步就運作模式開展研究。隧道入口段、加強段、出口段等照明段的高功率燈具需結合LED技術發展,做進一步試驗研究,逐步推廣。
參考文獻
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[2]建筑設計防火規范 GB50016-2006 北京:中國計劃出版社. 2006
[3]公路隧道通風照明設計規范 JTJ 026.1-1999 北京:人民交通出版社. 2000
[4]照明手冊 (日)照明學會編,李農、楊燕譯 北京:科學出版社.2005
[5]蒙淤隧道LED燈使用情況分析報告
公路隧道照明設計范文4
關鍵詞:建筑節能;LED;隧道照明
中圖分類號:U45 文獻標識碼:A
1 技術可行性分析
1.1 功率型LED照明技術在隧道中的應用研究
隨著半導體技術的不斷進步,LED在城市景觀、商業大屏幕、交通信號燈、車輛照明燈等領域得到廣泛應用。LED因其光效高、光衰小、長壽命以及綠色環保等特點,被認為是21世紀最有可能進入普通照明領域的一種新型固態冷光源的最具發展前景的高技術領域之一。
由于LED燈的高光效性,經測試證明,在滿足隧道照明要求的前提下,可減低電能35%左右。目前LED燈價格大約是普通高壓鈉燈的3-4倍,但與傳統隧道燈相比,配套的變壓器、電纜和電纜橋架等投資均可下降,因而其總體投資尚可能減低,而其長期的運營節能效果將十分可觀。
1.2 LED隧道燈主要特點
1.2.1 采用進口1W大功率白光LED作為光源。
1.2.2 光源及高導熱鋁基覆銅線路板模塊化設計。
1.2.3 散熱器材料采用壓鑄鋁合金,可進行多種表面處理。
1.2.4 5mm厚鋼化玻璃,耐高溫的硅膠密封圈。
1.2.5 不銹鋼型材搭扣,燈具維護簡便。
1.2.6 防護等級:IP65。
1.2.7 供電電壓:180V~265V。
1.2.8 輸出電流:350mA。
1.2.9 功率因數:大于0.9。
1.2.10 工作溫度:-40℃~+60℃使用壽命:≥50,000小時。
1.3 LED隧道燈與傳統燈具的對比。
與熒光燈(長壽命型)對比LED 隧道燈比熒光燈光效略高,且由于熒光燈發光是向周圍360℃方向散射,再加上長條形狀不利于光學設計,因此,實際利用率很低。而單側發光的點狀LED 最利于光學設計,其利用率高達95%左右。
LED 隧道燈與熒光燈參數對比
由上可知,在達到更優照明效果的前提下,一盞40W LED 燈可替換一盞90W 的熒光燈。
其節能百分比為:
(90-40)/90=55.6%、與高壓鈉燈對比LED 隧道燈與高壓鈉燈光源光效相近,但由于高壓鈉燈發光是向周圍360 度方向散射,再加上球狀或條狀不利于光學設計,因此,實際利用率也很低。而單側發光的點狀LED 最利于光學設計,其利用率高達95%以上。
LED 隧道燈與高壓鈉燈參數對比
由上可知,在達到更優照明效果的前提下,一盞48W LED 燈可替換一盞100W 的熒光燈。
其節能百分比為:
(100-48)/100=52%、各類隧道照明燈參數對比
各類隧道照明燈參數對比表
實驗段藥水峽3號隧道LED照明設計方案
5.1 隧道原設計方案分析
5.1.1 隧道概況與照明設計
根據藥水峽3號隧道照明燈具平面布置圖,隧道概況與照明設計如下:
5.1.2 燈具規格及數量
根據隧道照明燈具平面布置圖,該隧道原有設計照明燈具數量如下:
5.2 LED隧道照明設計依據
本隧道照明設計主要依據(但不限于)《隧道通風與照明系統-設計》(JTJ 026.1-1999)。
5.2.1 入口段亮度
環境照度按原設計圖紙,取L20=3000cd/m2
據上表按雙車道單向交通,交通量≤2400輛/h 、時速60km/h設計,取k=0.015
入口段亮度:Lth=k* L20(s)=0.015*3000=45 cd/m2
入口段亮度據上并參考原有設計取Lth=44 cd/m2
5.2.2 過渡段亮度
Ltr1=0.3 *Lth=0.3*44=13.2 cd/m2
Ltr2=0.1 *Lth=0.1*44=4.4 cd/m2
Ltr3=0.035 *Lth=0.035*44=1.54 cd/m2
過渡段亮度據上并參考原有設計取Ltr=13.2 cd/㎡
5.2.3 基本段亮度
基本段亮度據上并參考原有設計取Lin=3.55 cd/㎡
5.2.4 出口段亮度
根據出口段照明:在單向交通隧道中,應設置出口段照明;出口段照明長度宜取60m,亮度宜取中間段(基本段)亮度的5倍。
出口段亮度據上并參考原有設計取L=13.2cd/m2
5.2.5 路面亮度均勻度
亮度總均勻度按雙車道單向交通N≥2400輛/h設計,U0=0.3;亮度縱向均勻度按雙車道單向交通N≥2400輛/h設計,U1=0.5;
5.3 LED隧道照明實施方案
5.3.1 LED隧道照明設計
根據上述設計依據, LED隧道燈分布如下表:
5.3.2 燈具規格及數量
5.4 隧道LED照明節能性分析
根據上述設計,隧道采用LED照明節能效果分析如下:
LED隧道燈與鈉燈使用成本對比
綜上,由于采用LED燈設計方案,相比原設計實現節能約53.17%。
結語
經過實驗段的運行,采集相應的耗電量、照度等關鍵數據,由專業機構進行評估、認定,可作為今后我省新建隧道中推廣使用的重要依據。
參考文獻
公路隧道照明設計范文5
變壓器的設置方案。
關鍵詞:供電方案、變壓器設置
中圖分類號:U223文獻標識碼:A
一、隧道用電需求分析
根據《公路隧道交通工程設計規范》(JTG/TD71-2004)中的規定:隧道電力
負荷應根據供電的可靠性和中斷供電在社會、經濟上所造成的損失的或影響程度
確定負荷分級。負荷分級如下表:
序號電力負荷名稱負荷級別
1
應急照明
電光標志
交通監控設施
通風及照明控制設施
緊急呼叫設施
火災檢測、報警、控制設施
中央控制設施
一級①
2
消防水泵
基本照明
排煙設施
一級
3通風機②二級
4其余隧道電力負荷三級
注:①該一級負荷為特別重要負荷。
②此處系指除作為防災排煙一級負荷以外的其它通風機。
由上表可見公路隧道內有大量的一級負荷及特一級負荷。根據《公路隧道交通
工程設計規范》(JTG/TD71-2004)中對隧道供電的要求:隧道一級負荷應有兩
個電源供電,當一個電源發生故障時,另一個電源應不致同時受損。一級負荷容
量不大時應優先從鄰近的電力系統取的第二路低壓電源,亦可采用應急發電機組
作為備用電源。
二、隧道供電方案
隧道的供電方案與隧道功能、長度、外部電源、負荷等因素有關。對于不同長
度的隧道,由于低壓供電距離的限制,供電方案也有所不同。長度小于1.3km的
隧道,可由隧道一端供電;長度為1.3~3km的隧道,適合由隧道兩端供電,中
間可不增設高壓供電點;隧道長度大于3km的隧道,除由隧道兩端供電外,中
間需增設變配電所,采用高壓電源引入。
由于高速公路隧道大部分處于山區,且山區的電源一般情況不是很豐富,從地
方接引兩路電源(兩路電源不同時受到損壞)非常困難,或者地方根本不能提供
兩路電源,但又要滿足一級負荷的用電需求,故一般情況下中、長隧道的供電采
用單市電+柴油發電機組的供電方案。
對于短隧道,根據工程的調研,考慮隧道地處偏遠的山區,一般是無人值守,
電氣的偷盜較嚴重,由于隧道較短基本照明燈具的功率較小,且在箱變內均設置
了不間斷電源(UPS或EPS)為隧道的應急照明燈具供電,在斷電情況下能滿足
應急照明的時間不小于60分鐘,故一般的設計院是采用箱變單電源供電。根據
負荷等級的分類基本照明屬于一級負荷,需要雙電源供電,應急照明為特一級負
荷,除需要雙電源外還需要不間斷電源,短隧道采用箱變單電源供電是不滿足規
范要求。本人認為在離隧道較近的收費站或者管理所設置移動式汽油發電機,并
在箱變的低壓配電柜預留汽油發電機的接口,當外電停電時(電力監控系統檢
測),由收費站或者隧道管理所的值班人員把移動式汽油發電機帶到箱變的位置,
通過預留的汽油發電機接口為隧道的基本照明及應急照明燈具供電。
特長隧道除由隧道兩端供電外,中間需增設變配電所,采用高壓電源引入。但
考慮到在隧道內設置柴油發電機組,無法克服其排煙、柴油發電機噪聲的問題,
故不宜采用市電+柴油發電機組的方案。故特長隧道宜從地方接引兩路地方電
源。
三、變壓器設置方案
根據調研情況,隧道變電所變壓器的設置有以下三種方案:
方案一、隧道內設置單臺變壓器,通風照明共用。
方案二、隧道內設置兩臺變壓器,通風照明變壓器分開。
方案三、隧道內設置兩臺變壓器,均為通風照明共用,
方案一的變壓器設置方案滿足了《10kV及以下變電所設計規范》
(GB50053-1994)中3.3.4條的規定:在一般情況下動力與照明宜共用一臺變壓
器。這樣做或許有人會說根據公路隧道交通工程設計規范》(JTG/TD71-2004)9.3.4
的規定:“隧道的動力和照明共用變壓器嚴重影響照明質量及燈泡壽命時,宜設
照明專用變壓器。”讀者注意,設置照明專用變壓器的前提是:隧道的動力照明
共用變壓器嚴重影響照明質量及燈泡壽命。隧道內的動力設備一般是隧道風機
(軸流風機除外)及消防水泵,射流風機及消防水泵的的功率一般是22至37KW,
風機啟動是單臺順序啟動,啟動的時間間隔一般大于10s。根據《通用用電設備
配電設計規范》(GB50055-2011)2.2.2規定:“交流電動機啟動時配電母線上接
有照明或其他對電壓波動較敏感的負荷電動機頻繁啟動時,配電母線的電壓不宜
低于額定電壓的90%,電動機不頻繁啟動時,不宜低于額定電壓的85%”。經計
算對于隧道風機或消防泵,啟動時的母線電壓一般不小于95%,這個壓降完全不
會對照明的質量及燈具壽命造成影響。該方案前期投資少,操作簡單方便,現階
段較受設計師的喜愛。在建項目的漳州南聯絡線南靖至龍海高速公路的西巖隧道
就是按照該方案實施。
方案二變壓器的設置方案不僅消除了風機啟動對照明產生的影響,而且從運營
角度來講減少了變壓器電能損耗。由于平時運營的時候風機是關閉的,如果動力
與照明變壓器分開設置,則可以停運動力變壓器,只開照明變壓器,從而減少了
動力變壓器的電能損耗。但是根據《10kV及以下變電所設計規范》
(GB50053-1994)3.3.2條規定:“裝有兩臺及以上變壓器的變電所,當其中任一
臺變壓器斷開時,其余變壓器的容量應滿足一級負荷及二級負荷用電”根據該條
規定如果照明變壓器要滿足一級負荷及二級負荷用電則變壓器的容量比較大,平
時運行時變壓器的負載率較低,損耗較大。故總體來說改方案不甚合理。
方案三的變壓器的設置方案的前提是引兩路外部電源,每臺變壓器接引一路電
源,兩臺變壓器設置母聯開關。正常情況下兩臺變壓器同時工作,當一臺變壓器
故障或停電時由另一臺變壓器為一二級負荷供電。該方案接引兩路外部電源,實
現低壓切換,操作方便,安全可靠,也較受設計師的喜愛。在建項目的泉州環城
高速公路南安至石井段按照該方案實施。
四、結論、
通過上面論述及實際的調研,本人認為對于隧道供電采用如下的供配電方案:
�對于短隧道采用單電源+預留汽油機接口的配電方案,設置單臺變壓器;
�中、長隧道采用單電源+柴油發電機組的方案,設置單臺變壓器的方案;
�特長隧道采用雙電源的供電方案,設置兩臺等容量的變壓器為隧道的通風
照明供電。
該方案經濟、優質、可靠、環保,能很好的滿足隧道運營對供電的需要。
參考文獻:
[1]《供配電系統設計規范》(GB50052-2009)
[2]《10kV及以下變電所設計規范》(GB50053-1994)
[3]《建筑物防雷設計規范》(GB50057-94)
[4]《電力負荷控制系統通用技術條件》(GB/T15148-94)
[5]《建筑照明設計標準》(GB50034-2004)
[6]《公路隧道通風照明設計規范》(JTJ026.1-1999)
公路隧道照明設計范文6
【關鍵詞】公路工程; 隧道照明; 太陽能; 經濟分析
西柏坡公路是通往革命圣地西柏坡必經道路之一,是一條具有政治意義的重要干線公路。西柏坡公路石閻公路至西柏坡段工程,由平涉公路石閻公路至蘇家莊段和國道207蘇家莊至西柏坡段兩部分組成。本項目的特點是“西柏坡公路是一條國省干線公路”同時由于西柏坡的特殊地理位置,該路又是一條政治兼旅游功能的一級公路,加上該項目所處位置環省會水源地崗南水庫,決定了這條路的設計應注重與環境的協調,減少對水庫的污染,建成快捷、舒適、的旅游生態示范路。在西柏坡公路隧道照明設計中,采用了太陽能照明供電系統。
1、太陽能照明系統的組成及工作原理
太陽能供電照明系統,由太陽能電池方陣、智能控制器、蓄電池、負載、燈桿等部分構成。每一盞燈為一個獨立的太陽能照明系統。
該照明系統以太陽能作為能源,在陽光照射下,太陽能電池方陣將光能轉換為直流電能,通過控制器給蓄電池充電。當需要照明時,蓄電池在控制器的作用下向發光體供電。自動控制發光體開啟與關閉。
2、采用太陽能照明系統的必要性
據有關資料統計數據,2007年我國城市公共照明耗電高達1174億度,相當于一個以上三峽電站的電能。國外的公共照明同樣逐年消耗巨大的傳統能源。無論發達國家還是發展中國家,在化石能源日益緊缺、價格颮升的情況下,傳統照明面臨著越來越大壓力。在我國推廣應用太陽能公共照明,逐步替換傳統照明產品,市場將十分巨大。
3、太陽能供電系統與普通供電系統方案經濟比較
太陽能其特有的綠色、環保資源,是其它新能源不可替代的,具有前期投入較高,后期運營費用低廉的特點,通過柏坡路上東峪隧道采用的太陽能供電系統與普通供電系統方案比較,經濟效益尤為顯著。以使用期10年計算,太陽能需投入費用820萬元,普通供電照明系統需費用1214萬元;若按20年使用計算,太陽能需投入費用840萬元,普通供電照明系統需費用2387萬元。見表一:
表一:西柏坡公路上東峪隧道太陽能照明與普通線路照明經濟比較表
共計670個燈(每燈功率200W)
日耗電 670.200.24=3216(度)
隧道內照明燈位置布置:間隔5米,每斷面2個燈,洞口4個燈,洞口加強段順延50米,加強段照明燈布置間距5米,每度電按1元計算。