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摘 要：文章介绍了隧道照明的设计规范，根据隧道的具体情况，采取调整照明参数和灯具使用的方案、应用新的节能灯具和智能照明节电装置等一系列措施，使得该隧道照明系统产生了明显的节电效益，预计节能率在20%以上，给隧道运营方带来很大的经济效益。
关键词：高速公路隧道；照明；节能设计
中图分类号：U453.7 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）14－0063－02
1 概述
近年来，我国的公路建设规模不断扩大，全国各地的高速公路建设项目日益增多，其中，隧道耗电占高速公路运营中的很大一部分，在实际营运中电能的浪费十分严重，营运过程中为了节约电能产生了照明与行车安全和隧道监控之间的矛盾等问题。在高速公路建设中采用隧道节能照明技术可以节约电能，降低运营成本，提高高速公路的经济效益和社会效益。
2 隧道照明设计规范
根据国家《公路隧道通风照明设计规范》标准，对于长度超过100 m的隧道应设计照明，照明设计的基本要求如下：
隧道分成入口段、过渡段、中间段、出口段等部分，根据规范，各个段有其规定的最低亮度要求。
入口段亮度可按下式计算：
Lth＝K×L20（S）
式中，Lth：入口段亮度，cd/m2；
K：入口段亮度折减系数，可根据规范查表取值；
L20（S）：洞外亮度，cd/m2；
过渡段由TR1、TR2、TR3 3个照明段组成，其中：
Ltr1＝0.3Lth、Ltr2＝0.1Lth、Ltr3＝0.035Lth
中间段的照明也根据规范查表取值，中间段照明只和车速、车流量有关，而和洞外亮度无关。
3 设计方案
长沙至重庆公路通道湖南境内常德至吉首分为两段：一段为常德至怀化段，简称常德怀化段；另一段为威尔怀化至吉首段，简称吉首段。
湖南省常德至吉首高速公路常德、怀化段隧道照明系统共包括郭家溪隧道、梅子谭隧道、邓家湾隧道、地穆庵隧道、殿会坪隧道、牛儿垭隧道、清水冲隧道、土江冲隧道、朱良溪隧道、青龙尖隧道、青山岗隧道、豆子坪隧道、樱桃湾隧道等共计13个隧道的照明。隧道净宽9.75 m，设计行车速度为80 km/h，净高5.0 m。
隧道照明节能的应用是在确保安全的前提下，实现隧道照明的有效节能。隧道照明取值与车速、车流量、洞外光照有密切的关系。
3.1 调整照明系统参数
为满足远期（至2020年）交通流量的需求，根据隧道内水泥路面改沥青路面的实际变化和当前节能降耗的社会需要，并满足隧道内照度指标，而合理调整照明参数。
3.1.1 洞外照度
原设计取值4 000 cd/m2，根据目前隧道路面和洞口的实际变化和现场实际测量平均值，调整后取值3 000 cd/m2。
3.1.2 入口亮度折减系数
根据《公路隧道通风照明设计规范JTJ 026.1－1999》的要求和入口亮度折减系数表，当交通流量为1 305辆/h，且行车速度为80 km/h；按照内插法进行计算，入口段亮度折减系数计算如下：
（1 305－700）×（0.035－0.025）/（2 400－700）＋0.025＝0.029
原设计文件取值0.035，调整后取值0.029。
3.1.3 入口段设计亮度
根据《规范》要求，调整后入口段亮度为：
Lth＝3 000×0.029＝87，取值为87 cd/m2。
原设计文件取值140 cd/m2，调整后取值87 cd/m2。
3.1.4 过渡段I设计亮度
根据《规范》要求，入口段亮度取值方式为：
Ltr1＝0.3Lth＝0.3×87＝26，取值为26 cd/m2。
原设计文件取值42 cd/m2，调整后取值26 cd/m2。
3.1.5 过渡段II设计亮度
过渡段II的亮度为Ltr2＝0.1Lth＝0.1×87＝8.7；取值为8.7 cd/m2。
原招标文件取值14 cd/m2，现调整后取值8.7 cd/m2。
3.1.6 基本段亮度折减系数
过渡段III的亮度为Ltr3＝0.035Lth＝0.035×87＝3.045；取值为3 cd/m2。
原招标文件取值4.5 cd/m2，现调整后取值3 cd/m2。
3.1.7 出口段设计亮度
根据《规范》要求，出口段亮度取值方式为：
出口段亮度为：2.9×5＝14.5 cd/m2，取值为14.5 cd/m2。
原设计文件取值22.5 cd/m2，调整后取值14.5 cd/m2。
3.1.8 亮度取值
根据以上计算，在原设计的基础上对亮度指标进行了如下调整，调整指标如下：
入口亮度折减系数：原设计文件取值0.035，调整后取值0.029。
入口段设计亮度：原设计文件取值140 cd/m2，调整后取值87 cd/m2。
过渡段I设计亮度：原设计文件取值42 cd/m2，调整后取值26 cd/m2。
过渡段II设计亮度：原设计文件取值14 cd/m2，调整后取值8.7 cd/m2。
基本段设计亮度：原设计文件取值4.5 cd/m2，调整后取值2.9 cd/m2。
出口段设计亮度：原设计文件取值22.5 cd/m2，调整后取值14.5 cd/m2。
3.2 应用节能设备
常吉高速公路短隧道数量多，灯具照明占很大比例，用电负荷较大，在建设期间考虑照明节能控制方案，才能保证隧道后期运营的经济性和社会效益。
3.2.1 节能控制装置
由于灯具及设备用电负荷大，灯具用电量占主要，为了有效降低能耗，达到节能目标，围绕节能降耗的原则，提出了增加照明节能装置。
（1）电压和照度的关系。气体放电灯具需要一定的启动电压（220 V公称电压）和启动时间（5～10 min），当气体放电灯正常发光后，在灯具电压允许的范围内，适当降低灯具两端的工作电压，灯具的功率会大幅度的下降，但照度不会随着电压的下降而成比例的下降，即照度变化不大的特点，适度的降压，既保证了照明的质量，又大幅度节约了电能消耗。人的生理特性：天暗以后，瞳孔放大，而过高的电压容易产生眩光，人体感觉极不舒适。实验数据表明，电压每下降10%，光照度下降3%～5%。
（2）智能照明控制系统工作原理。智能照明控制系统工作原理见图1。
关键词：高速公路隧道；照明；节能设计
中图分类号：U453.7 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）14－0063－02
1 概述
近年来，我国的公路建设规模不断扩大，全国各地的高速公路建设项目日益增多，其中，隧道耗电占高速公路运营中的很大一部分，在实际营运中电能的浪费十分严重，营运过程中为了节约电能产生了照明与行车安全和隧道监控之间的矛盾等问题。在高速公路建设中采用隧道节能照明技术可以节约电能，降低运营成本，提高高速公路的经济效益和社会效益。
2 隧道照明设计规范
根据国家《公路隧道通风照明设计规范》标准，对于长度超过100 m的隧道应设计照明，照明设计的基本要求如下：
隧道分成入口段、过渡段、中间段、出口段等部分，根据规范，各个段有其规定的最低亮度要求。
入口段亮度可按下式计算：
Lth＝K×L20（S）
式中，Lth：入口段亮度，cd/m2；
K：入口段亮度折减系数，可根据规范查表取值；
L20（S）：洞外亮度，cd/m2；
过渡段由TR1、TR2、TR3 3个照明段组成，其中：
Ltr1＝0.3Lth、Ltr2＝0.1Lth、Ltr3＝0.035Lth
中间段的照明也根据规范查表取值，中间段照明只和车速、车流量有关，而和洞外亮度无关。
3 设计方案
长沙至重庆公路通道湖南境内常德至吉首分为两段：一段为常德至怀化段，简称常德怀化段；另一段为威尔怀化至吉首段，简称吉首段。
湖南省常德至吉首高速公路常德、怀化段隧道照明系统共包括郭家溪隧道、梅子谭隧道、邓家湾隧道、地穆庵隧道、殿会坪隧道、牛儿垭隧道、清水冲隧道、土江冲隧道、朱良溪隧道、青龙尖隧道、青山岗隧道、豆子坪隧道、樱桃湾隧道等共计13个隧道的照明。隧道净宽9.75 m，设计行车速度为80 km/h，净高5.0 m。
隧道照明节能的应用是在确保安全的前提下，实现隧道照明的有效节能。隧道照明取值与车速、车流量、洞外光照有密切的关系。
3.1 调整照明系统参数
为满足远期（至2020年）交通流量的需求，根据隧道内水泥路面改沥青路面的实际变化和当前节能降耗的社会需要，并满足隧道内照度指标，而合理调整照明参数。
3.1.1 洞外照度
原设计取值4 000 cd/m2，根据目前隧道路面和洞口的实际变化和现场实际测量平均值，调整后取值3 000 cd/m2。
3.1.2 入口亮度折减系数
根据《公路隧道通风照明设计规范JTJ 026.1－1999》的要求和入口亮度折减系数表，当交通流量为1 305辆/h，且行车速度为80 km/h；按照内插法进行计算，入口段亮度折减系数计算如下：
（1 305－700）×（0.035－0.025）/（2 400－700）＋0.025＝0.029
原设计文件取值0.035，调整后取值0.029。
3.1.3 入口段设计亮度
根据《规范》要求，调整后入口段亮度为：
Lth＝3 000×0.029＝87，取值为87 cd/m2。
原设计文件取值140 cd/m2，调整后取值87 cd/m2。
3.1.4 过渡段I设计亮度
根据《规范》要求，入口段亮度取值方式为：
Ltr1＝0.3Lth＝0.3×87＝26，取值为26 cd/m2。
原设计文件取值42 cd/m2，调整后取值26 cd/m2。
3.1.5 过渡段II设计亮度
过渡段II的亮度为Ltr2＝0.1Lth＝0.1×87＝8.7；取值为8.7 cd/m2。
原招标文件取值14 cd/m2，现调整后取值8.7 cd/m2。
3.1.6 基本段亮度折减系数
过渡段III的亮度为Ltr3＝0.035Lth＝0.035×87＝3.045；取值为3 cd/m2。
原招标文件取值4.5 cd/m2，现调整后取值3 cd/m2。
3.1.7 出口段设计亮度
根据《规范》要求，出口段亮度取值方式为：
出口段亮度为：2.9×5＝14.5 cd/m2，取值为14.5 cd/m2。
原设计文件取值22.5 cd/m2，调整后取值14.5 cd/m2。
3.1.8 亮度取值
根据以上计算，在原设计的基础上对亮度指标进行了如下调整，调整指标如下：
入口亮度折减系数：原设计文件取值0.035，调整后取值0.029。
入口段设计亮度：原设计文件取值140 cd/m2，调整后取值87 cd/m2。
过渡段I设计亮度：原设计文件取值42 cd/m2，调整后取值26 cd/m2。
过渡段II设计亮度：原设计文件取值14 cd/m2，调整后取值8.7 cd/m2。
基本段设计亮度：原设计文件取值4.5 cd/m2，调整后取值2.9 cd/m2。
出口段设计亮度：原设计文件取值22.5 cd/m2，调整后取值14.5 cd/m2。
3.2 应用节能设备
常吉高速公路短隧道数量多，灯具照明占很大比例，用电负荷较大，在建设期间考虑照明节能控制方案，才能保证隧道后期运营的经济性和社会效益。
3.2.1 节能控制装置
由于灯具及设备用电负荷大，灯具用电量占主要，为了有效降低能耗，达到节能目标，围绕节能降耗的原则，提出了增加照明节能装置。
（1）电压和照度的关系。气体放电灯具需要一定的启动电压（220 V公称电压）和启动时间（5～10 min），当气体放电灯正常发光后，在灯具电压允许的范围内，适当降低灯具两端的工作电压，灯具的功率会大幅度的下降，但照度不会随着电压的下降而成比例的下降，即照度变化不大的特点，适度的降压，既保证了照明的质量，又大幅度节约了电能消耗。人的生理特性：天暗以后，瞳孔放大，而过高的电压容易产生眩光，人体感觉极不舒适。实验数据表明，电压每下降10%，光照度下降3%～5%。
（2）智能照明控制系统工作原理。智能照明控制系统工作原理见图1。