公路隧道照明设计计算详细案例
以二级公路双向交通为例(2014年新的照明规范)
第五章 照明计算
5.1基本资料
隧道设计车速60km/h,双车道双向交通,水凝混凝土路面,纵坡1.30%,
设计交通量420辆/h,隧道内路面宽度W=8.0m,灯具安置高度5.5米,入口段
双侧对称布置,过渡段与中间段交替布置。隧道走向接近东西方向,且进出口都
位于沟谷地带,洞外亮度条件较差。
5.2基本参数计算
5.2.1接近段
接近段长度Ds=57m,洞外亮度L20(s)=3500cd/m2
5.2.2入口段分为两段计算
入口段亮度: Lth1=k·L20(S)=0.019×3500=66.5cd/m2
Lth2=0.5∗k·L20(S)=33.25cd/m
2
入口段平均照度: E
av1=Lth1
×4π=66.5×13=864.5lx
E
av2=Lth2
×4π=66.5×13=432.25lx
入口段长度: D
th1=Dth2=1.154Ds
−h−1.5tan10°=43.93m≈44m
5.2.3过渡段
过渡段Ⅰ的亮度: L
tr1=0.15Lth1
=9.975cd/m
2
平均照度: E
av1=Ltr1
×4π=9.975×13=129.8lx
长度: D
tr1
=92.0m
过渡段Ⅱ的亮度: L
tr2=0.05Lth
=3.33cd/m
2
平均照度: E
av2=Ltr2
×4π=3.33×13=43.23lx
长度: D
tr2
=66.7m
过渡段Ⅲ的亮度: Ltr3=0.02Lth=1.33cd/m2 <2cd/m2可以不设置TR3
过渡段总长: D
tr=Dtr1+Dtr2
=158.7𝑚
5.2.4中间段
中间段亮度: Lin=2.0cd/m2(人车混行最低标准)
中间段照度: E
av(in)
=Lin×4π=2.0×13=26.0lx
长度: D
in=𝐿−2Dth−2Dtr
−20=1006𝑚
5.2.5出口段
在双向交通的隧道中,两端均为入口和出口,并且隧道为东西走向,洞外亮
度基本一致,所以设定两端的照明情况完全相同。
5.3灯具布置
本隧道照明方案采用高压钠灯,采用利用系数曲线图计算方法计算布置间距
S=
η·Φ·M·N
W·E
av
取η=0.36,M=0.7,W=8.0
基本段与过渡段N=1,入口段N=2
(1)基本段:
取中间段布灯间距:
Φ=6600(70w的高压钠灯)
Eav=26.0lx
S=η·Φ·M·NW·Eav=8.0m
(2)加强段:
a)入口段的布灯间距:
Φ=45000(400w的高压钠灯)
入口段1:E
av=Eav1(入)−Eav(in
)
=838.5lx
S=η·Φ·M·NW·Eav=3.4m(取3.0m)
Φ=28000(250w的高压钠灯)
入口段2:E
av=Eav2(入)−Eav(in
)
=406.25lx
S=η·Φ·M·NW·Eav=4.3m(取4m)
b)过渡段Ⅰ
Φ=16000(150w的高压钠灯)
Eav=Eav1−Eav(in)=103.8lx
S=η·Φ·M·NW·Eav=4.85m(取4.5m)
c)过渡段Ⅱ
Φ=6600(70w的高压钠灯)
Eav=Eav2−Eav(in)=17.23lx
S=η·Φ·M·NW·Eav=12.2m(取12m)
灯具布置详细图见隧道设计图纸部分
5.4结论
由规范可知,隧道的照明由基本照明和加强照明两部分组成,基本照明按中
间段照明考虑,实际布置灯距只可比上述灯具小才能满足照明要求,根据上面计
算可计算得:
(1)基本照明:
布置70w高压钠灯192组,共计192盏,间距8m,全长交叉布置;
Eav=η·Φ·M·NW·S=26𝑙𝑥
L𝑖𝑛=Eav13=2.0𝑐𝑑/𝑚
2
(2)加强照明:
a)入口1段需布置400W的高压钠灯15组,共计30盏,间距3.0m,对
称布置45m(共55m,前10m不布置)
Eav=η·Φ·M·NW·S=945𝑙𝑥
L𝑡ℎ=Eav13+L𝑖𝑛=74.7𝑐𝑑/𝑚
2
入口2段需布置250W的高压钠灯11组,共计22盏,间距4.0m,对称
布置44m
Eav=η·Φ·M·NW·S=441𝑙𝑥
L𝑡ℎ=Eav13+L𝑖𝑛=36𝑐𝑑/𝑚
2
b)过渡段Ⅰ需布置150W的高压钠灯22组,共计22盏,交叉布置(间
距4.5m,布置99m)
Eav=η·Φ·M·NW·S=106.1𝑙𝑥
L𝑡𝑟1=Eav13+L𝑖𝑛=10.2𝑐𝑑/𝑚
2
c)过渡段Ⅱ需布置70W的高压钠灯6组,共计6盏,交叉布置(间距12m,
布置72m)
Eav=η·Φ·M·NW·S=17.33𝑙𝑥
L𝑡𝑟2=Eav13+L𝑖𝑛=3.33𝑐𝑑/𝑚
2
表5-1 隧道灯具布置详细表
区段 灯具瓦数(W) 光通量(lm) 间距(m) 长度(m) 灯具盏数
西北
口 入 口 段 Th1 400 45000 3.0 55 15组30盏 Th2 250 28000 4 44 11组22盏 过渡段 Tr1段 150 16000 4.5 99 20组20盏
Tr2
段
70 6600 12 72 6组6盏
中间段及基本照明 70 6600 8.0 1536(总) 192组192盏
西北
口
入
口段
Th1 400 45000 3.0 55 15组30盏
Th2 250 28000 4 44 11组22盏
过渡
段
Tr1
段
150 16000 4.5 99 20组20盏
Tr2
段
70 6600 12 72 6组6盏
5.5调光
当洞外亮度和交通量发生变化时,入口段、出口段照明亮度应根据洞外亮度
和交通量变化分级调整。
表5-2 白天调光
分级 亮度 调光
Ⅰ 晴天 L20(S) 开所有灯
Ⅱ 多云天 0.5 L20(S) 开一半的灯
Ⅲ 阴天 0. 5 L20(S) 开一半的灯
表5-2 夜间调光
分级 亮度 调光
Ⅰ 交通量较大 与Lin相同 开所有基本照明灯
Ⅱ 交通量较小 0.5Lin但不小于1cd/m2 开一半的基本照明灯