自《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》(JTJ 026.1-1999)于2000年6月1日發(fā)布實施以來，歷時已有十余年，我國公路隧道規(guī)模不斷擴大、種類逐漸增多、設(shè)計車速不斷提高，照明理念和照明技術(shù)也不斷進步，各種新材料、新設(shè)備也不斷投入使用。為適應(yīng)隧道照明形勢的發(fā)展，交通運輸部對原有的《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》進行了修訂和擴充，形成了《公路隧道照明設(shè)計細則》(JTG/T D70/2-01—2014)和《公路隧道通風(fēng)設(shè)計細則》(JTG/T D70/2-02—2014)兩個獨立的推薦標(biāo)準(zhǔn)。本文針對隧道照明設(shè)計，淺析新舊兩個標(biāo)準(zhǔn)之間的差異。
1隧道照明設(shè)置條件的差異
舊標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，“長度大于 100m”的隧道應(yīng)設(shè)置照明。而新標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)置條件進行了分類和細化，并引入了“光學(xué)長隧道”的概念，筆者將其整理為表 1。
表 1 新標(biāo)準(zhǔn)隧道照明設(shè)置條件
新標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定，有人行需求的隧道，應(yīng)滿足行人通行照明需求;不設(shè)置照明的隧道應(yīng)設(shè)置視線誘導(dǎo)設(shè)施。
2設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的差異
新舊照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的差異較大。在照明區(qū)段構(gòu)成上，與舊標(biāo)準(zhǔn)不同，新標(biāo)準(zhǔn)將入口段劃分為Lth1和Lth2兩段，將出口段劃分為Lex1和Lex2兩段，如圖1和圖2。
2.1 入口段照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
入口段亮度取決于洞外亮度，入口段長度取決于停車視距。與舊標(biāo)準(zhǔn)相比，洞外亮度和停車視距取值均未變化，但增加了 120km/h 車速下的洞外亮度和停車視距取值，以及 120km/h 車速下的折減系數(shù)。新標(biāo)準(zhǔn)對入口段亮度的取值條件進行了細化，筆者整理為表 2。
2.2 過渡段照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
新標(biāo)準(zhǔn)的過渡段與舊標(biāo)準(zhǔn)一致，仍劃分為三段(TR1、TR2、TR3)，但是每段的參照的為入口段的 Lth1，且折減系數(shù)有所減小。此外，過渡段的長度采用公式方式表達。對于可不設(shè)置過渡段加強照明的情況，新標(biāo)準(zhǔn)提出了條件，筆者將其整理為表 3。
2.3 中間段照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
與舊標(biāo)準(zhǔn)相比，新標(biāo)準(zhǔn)的中間段照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相差較大：相對于舊標(biāo)準(zhǔn)需要用插值法確定中間亮度值，新標(biāo)準(zhǔn)按照設(shè)計高峰小時交通量范圍，基本上將同一設(shè)計車速下的亮度固化為 3 個等級;行人與車輛混合通行的隧道、緊急停車帶、橫通道的亮度標(biāo)準(zhǔn)均有所降低;增加了中間段位于曲線時的布燈要求，分流段、合流段亮度要求。新標(biāo)準(zhǔn)還特別規(guī)定，對于行車時間較長的隧道(超過 135 秒)，可進一步將中間段分為兩段，后一段可進一步降低亮度標(biāo)準(zhǔn)，如表 4。
2.4 出口段照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
與舊標(biāo)準(zhǔn)相比，新標(biāo)準(zhǔn)將出口段分為兩段，并且規(guī)定，長度≤300m的直線隧道可不設(shè)置出口段加強照明，長度300m
2.5 應(yīng)急照明和洞外引道照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
新標(biāo)準(zhǔn)細化了應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)置條件，并大幅提高了應(yīng)急照明供電電源維持時間(從 3min 提高到 30min)。亮度標(biāo)準(zhǔn)與舊標(biāo)準(zhǔn)一致。新、舊標(biāo)準(zhǔn)對洞外引道設(shè)置亮度與長度要求基本一致，但是新標(biāo)準(zhǔn)細化了洞外引道標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置條件：隧道外引道曲線半徑小于一般的路段、隧道設(shè)夜間照明且處于無照明路段的洞外引道、隧道與橋梁的連接處路段以及連續(xù)隧道間的路段。
3關(guān)于節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)與措施、照明控制設(shè)計原則
節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)與措施、照明控制設(shè)計原則分別是新標(biāo)準(zhǔn)中的兩個獨立章節(jié)，與舊標(biāo)準(zhǔn)相比是新增加的內(nèi)容，也是變化最大的內(nèi)容。對洞口采用減光方案，可以有效降低隧道照明能耗，新舊標(biāo)準(zhǔn)對此都進行了規(guī)定。不同的是，新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用了“中間視覺理論”、“基于反應(yīng)時間的視覺功效方法”和“小目標(biāo)物體可見度理論”，對基本照明(中間段照明)采用 LED 光源、無極燈光源和逆光照明方式的，照明亮度可分別減少到亮度標(biāo)準(zhǔn)的 50%、80% 和 80%，但不應(yīng)低于1.0cd/ ㎡。同時，新標(biāo)準(zhǔn)還對隧道照明白晝和夜間照明的調(diào)光方案進行了規(guī)定。
照明控制設(shè)計原則主要規(guī)定了隧道照明控制方式應(yīng)以智能控制或自動控制為主，并針對突發(fā)狀況和異常工況，規(guī)定隧道內(nèi)進行養(yǎng)護維修作業(yè)時、發(fā)生交通事故、火災(zāi)或進行交通管制時，隧道內(nèi)所有照明燈具宜開啟到最大狀態(tài)。
4關(guān)于新標(biāo)準(zhǔn)的其他細節(jié)
新標(biāo)準(zhǔn)在舊標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對內(nèi)容進行了大量的細化和擴展，對照明設(shè)計的條件進行了更加詳盡科學(xué)的規(guī)定。如新標(biāo)準(zhǔn)對公路隧道照明設(shè)計小時交通量的來源進行了規(guī)定;引入了“光學(xué)長隧道”的概念，避免照明設(shè)計一刀切;針對公路設(shè)計車速的提升，增加了 120km/h 車速下的照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和各段距離的規(guī)定;對氣體放電燈具和 LED 燈具的燈具效率、功率因數(shù)進行了規(guī)定;選用光源時，透霧性與顯色性的取舍;引入“平均照度換算系數(shù)”，方便計算燈具數(shù)量;等等。以下對其中幾個比較重要的問題進行描述：
4.1 關(guān)于“光學(xué)長隧道(OpticallyLong Tunnels)”
光學(xué)長隧道是指駕駛員位于行車道中央(1.5m 高度)、距隧道行車進洞口一個照明停車視距處不能完全看到行車出洞口的、且?guī)缀伍L度不大于 500m 的短隧道。因此，“光學(xué)長隧道”從實際長度上來看是短隧道，但是因為看不到出洞口，通視程度不高，從光學(xué)上來講是長隧道。新標(biāo)準(zhǔn)未對光學(xué)長隧道進行定義。
4.2 關(guān)于“閃爍頻率”
新標(biāo)準(zhǔn)對閃爍頻率進行了明確規(guī)定，閃爍頻率為設(shè)計行車速度與布燈間距之比，即 Vt/S。當(dāng)閃爍頻率在 4-11Hz 之間時，不舒適的感覺會使人無法忍受。因此，新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定閃爍頻率應(yīng)低于 2.5Hz 或高于 15Hz。
4.3 關(guān)于“逆光照明”
逆光照明是燈具光束投射方向和交通車流方向相反的照明方式。根據(jù)“小目標(biāo)物體可見度理論”，在目標(biāo)物體所在路面亮度相同的情況下，物體朝向駕駛員的表面的亮度越低(即負對比度)，就越容易被發(fā)現(xiàn)。因此，采用逆光照明可以適當(dāng)減少路面亮度。
4.4 關(guān)于“平均照度換算系數(shù)”
平均照度換算系數(shù)及平均亮度與平均照度間的換算系數(shù)。一般來講，對于照明設(shè)計，照度計算和照度設(shè)計比亮度計算要方便的多。利用平均照度換算系數(shù)，將所需亮度轉(zhuǎn)化為所需照度，從照度出發(fā)，可以很方便地推導(dǎo)出所需的光通量，進而計算出所需的燈具數(shù)量和燈具間距。新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，換算系數(shù)需實測確定;無實測條件時，黑色瀝青路面可取 15lx/(cd·mˉ2)，水泥混凝土路面可取 10lx/(cd·mˉ2)。
5新標(biāo)準(zhǔn)對城市隧道照明設(shè)計的借鑒意義
新標(biāo)準(zhǔn)條文說明指出，“其他隧道，如水下隧道、城市隧道，與山嶺隧道在照明分段、計算等方面無根本區(qū)別，主要區(qū)別在于照明亮度指標(biāo)不同”。因此，城市隧道(包括城市水下隧道)照明可參照公路隧道照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計。
城市隧道有幾個顯著特點：一是城市隧道入口一般采用下穿式，天空面積百分比較大，且洞口接近段采用減光措施的余地較小，洞外亮度 L20(S)較大，晝間隧道照明入口段和過渡段的亮度要求較高、距離較長，能耗較大;二是城市隧道一般為行人、非機動車、機動車混合通行隧道，因此亮度應(yīng)至少達到 2 cd/ ㎡(即一般的隧道都需要安裝照明燈具);三是城市隧道一般與城市道路相接，而城市道路一般均有道路照明設(shè)施，因此洞外引道采用一般的道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)即可。城市隧道的照明設(shè)計應(yīng)充分重視這些特點的影響，并應(yīng)至少設(shè)置白晝、夜間兩種控制模式，夜間應(yīng)當(dāng)關(guān)閉加強照明。在不影響交通安全的前提下(如不能造成閃爍)，在洞頂、兩側(cè)墻面等部位可適當(dāng)增設(shè)景觀照明設(shè)施，既能增強景觀性，還能避免司機的視覺疲勞。
6結(jié)論
《公路隧道照明設(shè)計細則》在《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》的基礎(chǔ)上，對內(nèi)容進行了大量的細化和擴展，對照明設(shè)計的條件和標(biāo)準(zhǔn)進行了更加詳盡科學(xué)的規(guī)定，城市隧道照明設(shè)計可參照進行。《公路隧道照明設(shè)計細則》的出臺，增加了大量的照明節(jié)能、照明控制等內(nèi)容，給 LED/ 無極燈燈具廠家、智能照明設(shè)備廠家、應(yīng)急電源設(shè)備廠家等企業(yè)帶來了新的機遇。
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