道路隧道的運(yùn)營照明

第五章道路隧道的運(yùn)營照明1、概述2、道路照明質(zhì)量3、亮度曲線的組成4、減光建筑與植被的減光作用5、照明設(shè)計(jì)道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!節(jié)概述1、目的把必要的視覺信息傳遞給司機(jī)，提高駕駛的安全性和增加舒適感2、隧道照明與道路照明的異同晝間照明（更加復(fù)雜），亮度水平3、隧道照明設(shè)計(jì)的主要困難隧道入口及其相鄰區(qū)段需要考慮人的視覺適應(yīng)過程道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!節(jié)概述4、照明設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問題1）隧道附近的環(huán)境2）隧道狀況3）交通狀況4）附屬設(shè)備狀況5）維護(hù)管理狀況道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!節(jié)概述3）隧道內(nèi)部的視覺問題(白天，夜間）：廢氣形成的煙霧，降低了隧道的能見度4）隧道出口的視覺問題：白天，長隧道，接近出口，“亮洞”，眩光，舒適性；夜間，黑洞，看不清外部道路的線形以及路上的障礙物，行車不安全道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!光的度量1、光通量：單位時(shí)間內(nèi)光輻射能量的大小，光源發(fā)出光的量。單位：lm（流明），1流明是發(fā)光強(qiáng)度為1cd（坎德拉）的均勻點(diǎn)光源在1sr（球面度）內(nèi)發(fā)出的光通量。在照明工程中，光通量是說明光源發(fā)光能力的基本量。例如一只220V、40W的白熾燈的光通量為350lm，而一只220V、40W的熒光燈的光通量為2100lm，為白熾燈的6倍。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!光的度量2、發(fā)光強(qiáng)度（光強(qiáng)）光強(qiáng)的單位是坎德拉（cd），國際單位制中基本單位之一。光強(qiáng)用于說明光源和燈具所發(fā)出的光通量在空間各個(gè)方向或在選定方向上的分布密度。例如一只220V、40W的白熾燈的光通量為350lm，它的的平均光強(qiáng)為28cd，若在該燈泡上面裝一盞白色搪瓷平板燈罩，則燈的正下方的發(fā)光強(qiáng)度能提高到70～80cd。如果配上一個(gè)聚焦合適的鏡面反射罩，則燈正下方的光強(qiáng)可達(dá)數(shù)百cd。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!光的度量3、照度1lx的照度是比較小的，在此照度下僅能大致地辨認(rèn)周圍物體。例如，晴朗的滿月夜地面照度約為0.21lx，白天采光良好的室內(nèi)照度為100～500lx，晴天室外太陽散射光（非直射）下的地面照度約為1000lx，中午太陽光照射下的地面照度可達(dá)100000lx。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!光的度量5、亮度光射出度只表示單位面積上發(fā)出光通量的多少，沒有考慮光輻射的方向，不能表征發(fā)光面在不同方向上的光學(xué)特征。亮度就表示垂直于視線方向上的單位投影面積的發(fā)光強(qiáng)度。亮度是一個(gè)具有方向性的物理量，當(dāng)人眼從不同的方向觀察同一對象時(shí)，能感覺到在不同觀察方向上，對象的亮暗程度是不相同的。決定亮暗程度的并不是對象在發(fā)光面上的發(fā)光強(qiáng)度，而是亮度。單位為尼特道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!司機(jī)的視覺1、視野2、可見光：肉眼能感覺到的光3、人的視覺：“亮度適應(yīng)”，“暗適應(yīng)”，“亮適應(yīng)”4、司機(jī)的注視范圍：視覺亮度，道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!司機(jī)的視覺1、視野：人眼的視野較廣，大約100度范圍，上約50、下約75度2、可見光：肉眼能感覺到的光3、人的視覺：視網(wǎng)膜上分布著兩種感光細(xì)胞，錐狀體和桿狀體細(xì)胞，根據(jù)光強(qiáng)度不同進(jìn)行工作?！傲炼冗m應(yīng)”，（眼睛對于外界的亮度變化，能適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)錐狀體和桿狀體細(xì)胞使之具有合適的感度）“暗適應(yīng)”（桿狀體細(xì)胞），“亮適應(yīng)”（錐狀體細(xì)胞）道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!司機(jī)的視覺5、司機(jī)的看視條件●路面平均亮度，對隧道來說還有作為背景的墻面亮度；

●路面亮度均勻度

●物體的亮度；●物體與背景的亮度對比；●觀察物體時(shí)的有效時(shí)間；●眩光程度等。

道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!影響視覺的主要因素1、適宜的亮度1）亮度2）適宜的亮度是物體在視網(wǎng)膜上成像引起視覺的基本條件。視覺與亮度的對數(shù)成正比關(guān)系，“最低亮度閾”，視覺上限，眩光道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!影響視覺的主要因素3、對象和背景的亮度對比1）定義（表達(dá)式）在觀察方向上，若對象的表面亮度為L0，背景亮度為Lb，則對象與背景的亮度對比C可用下式表示

C值表示對象與背景亮度差別的大小，C值越大，可以識(shí)別得越清楚。C值小到某一值以下時(shí)就不能識(shí)別對象了。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!影響視覺的主要因素

對背景亮度的要求是足以識(shí)別背景。隧道內(nèi)背景主要是路面和墻面，頂棚也可以是背景。足夠亮的背景，才能襯托出對象的輪廓和相對位置，使司機(jī)作出準(zhǔn)確的判斷，保證行車安全。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!影響視覺的主要因素7、觀察時(shí)間的長短

觀察尺寸大的物體只需很短的時(shí)間，同一物體，照度越高（背景亮度越大），識(shí)別時(shí)間越短。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!察覺障礙物的平均亮度Lav和亮度對比C的關(guān)系道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!道路照明的質(zhì)量

⑴總均勻度（U0）

為了使路面上所有區(qū)域都有足夠的亮度和對比度，提供令人滿意的能見度，需要規(guī)定路面最小亮度和平均亮度比值的范圍。式中:Lav——距車道邊緣1/4寬度處(左或右)測得的路面平均亮度；Lmin——距車道邊緣1/4寬度處(左或右)測得的路面最低亮度。

道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!道路照明的質(zhì)量2）縱向均勻度：為了提供視覺舒適性，要求沿各車道線中心線有一定的縱向均勻度?？v向均勻度是沿中心線的局部亮度的最小值和最大值之比。

式中：Lmax—從車道線中心線測得的最大亮度；Lmin—從車道線中心線測得的最小亮度。

隧道縱向均勻度包括路面兩側(cè)2m高范圍的墻面，晝間Ul≥0.8；夜間Ul≥0.6。露天道路依道路等級不同，不低于0.7或0.5。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!道路照明的質(zhì)量3、眩光限制：失能眩光、不舒適眩光⑴失能眩光

眩光導(dǎo)致的識(shí)別能力的下降，是由光在眼睛里發(fā)生散射過程造成的。表示對照明設(shè)施造成的能見度損失方面的評價(jià)，用被試對象物體的亮度對比的閾值增量（TI）表示，是典型的司機(jī)視覺作業(yè)。失能眩光是生理上的過程，是表示由生理眩光導(dǎo)致辨認(rèn)能力降低的一種度量。⑵不舒適眩光眩光造成的不舒適感，目前還沒有專門的測量儀器，是用眩光控制等級（G）表示所感到的不舒適程度的主觀評價(jià)。表示在眩光感覺中的動(dòng)態(tài)駕駛條件下，對道路照明設(shè)施的評價(jià),心理上的過程。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!道路照明的質(zhì)量⑴視見誘導(dǎo)性

●道路視線誘導(dǎo)標(biāo)志，是沿行車帶標(biāo)明道路邊緣和線形的一種設(shè)施，以便晝夜誘導(dǎo)司機(jī)的視線，并根據(jù)需要設(shè)在某一路段上，如路面中心線、路線或兩側(cè)路面標(biāo)志、道路護(hù)欄與護(hù)樁、積雪地區(qū)設(shè)置雪標(biāo)桿等。●隧道內(nèi)墻面也可以起誘導(dǎo)作用，但隧道內(nèi)的誘導(dǎo)作用首先要求有足夠的照明，使誘導(dǎo)標(biāo)志成為可以視見的。

道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!道路照明的質(zhì)量●在同一區(qū)段內(nèi)注意保持照明的一致性（照明系列及光色等），以及在不同區(qū)段，尤其不同等級的道路，采用不同類型的光源、不同的格調(diào)等，都會(huì)有效地起到光學(xué)誘導(dǎo)作用?！裨谝?guī)模大、線形復(fù)雜、多層次的立體交叉場合不宜大量裝設(shè)路燈，這種場合宜采用高桿照明，在照亮道路的同時(shí)也照亮環(huán)境，可以獲得與白天相似的良好誘導(dǎo)性。

道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!第三節(jié)亮度曲線的組成基本要求：視覺信息的不間斷性和照明的經(jīng)濟(jì)性，前者要求有較高的亮度，后者要求有較低的亮度，照明設(shè)計(jì)者應(yīng)把他們統(tǒng)一起來。解決方法：提高洞內(nèi)亮度水平：亮度是基礎(chǔ)，不經(jīng)濟(jì)，沒充分利用人的視覺適應(yīng)規(guī)律考慮視覺適應(yīng)規(guī)律，把亮度維持在一個(gè)實(shí)際情況容許的最低極限水平上。接近段，入口段、過渡段、中間段、出口段道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!照明區(qū)段的劃分4、中間段：基本任務(wù)是保證停車視距，中間段的亮度水平與空氣透過率（即通風(fēng)條件）、行車速度以及交通量等因素有關(guān)。5、出口段：單向交通：緩和白洞現(xiàn)象帶來的不利影響；對向交通：入口和出口道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!亮度曲線的組成道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!第四節(jié)減光建筑與植被的減光作用1、設(shè)置減光建筑的原因：洞外亮度隨季節(jié)、時(shí)間而變化，并且因隧道所處環(huán)境和所在地區(qū)而不同2、目的：把洞外亮度減少到較低程度，使司機(jī)進(jìn)入洞內(nèi)時(shí)感覺到的亮度變化較為緩和。3、遮陽棚：不準(zhǔn)日光直接投射到路面上4、遮光棚：允許日光直接投射到路面上5、植被的減光作用道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!第五照明設(shè)計(jì)道路隧道的內(nèi)部照明，不僅要有足夠的亮度，而且要有符合要求的質(zhì)量。同時(shí)還要注意到隧道的特點(diǎn)，即它是一個(gè)封閉空間。另一方面，司機(jī)在動(dòng)態(tài)條件下觀察障礙物時(shí)，需要更長的背景，即在增加的背景長度上要保證亮度和亮度對比。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!概述（2）照明設(shè)計(jì)路面亮度縱向均勻度應(yīng)不低于下表的要求（當(dāng)交通量在其中間值時(shí)，可按插入法取值）設(shè)計(jì)交通量（輛/h）U1雙車道單向交通雙車道雙向交通≥2400≥13000.6～0.7≤700≤3600.5道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!節(jié)概述5、汽車司機(jī)從明亮的環(huán)境接近、進(jìn)入、通過、駛出隧道過程中所產(chǎn)生的視覺問題1）進(jìn)入隧道前的視覺問題（白天）：“黑洞效應(yīng)”（長隧道），“黑框效應(yīng)”（短隧道），亮度差異過分懸殊2）進(jìn)入隧道后立即出現(xiàn)的視覺問題（白天）：暗適應(yīng)，“適應(yīng)的滯后現(xiàn)象”道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!第二節(jié)道路照明質(zhì)量1、司機(jī)的視覺2、影響視覺的主要因素3、道路照明的質(zhì)量道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!光的度量2、發(fā)光強(qiáng)度（光強(qiáng)）由于輻射發(fā)光體在空間發(fā)出的光通量不均勻，大小也不相等，為了表示輻射體在不同方向上光通量的分布特征，需引入光通量的（空間）角密度的概念。S為點(diǎn)狀發(fā)光體，它向各個(gè)方向輻射光通，若在某方向上取微小立體角dω，在此立體角內(nèi)所發(fā)出的光通量為dφ，則兩者的比值即為該方向上的光強(qiáng)。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!光的度量3、照度照度是用來表示被照面上光的強(qiáng)弱，以被照場所光通的面積密度來表示。取微小面積dA，入射的光通為dφ，則照度為兩者的比值。平均照度照度的單位為勒克斯（lx），1lx表示在1m2的面積上均勻分布1lm光通量的照度值，或者是一個(gè)光強(qiáng)為1cd的均勻發(fā)光的點(diǎn)光源，以它為中心，在半徑為1m的球表面上，各點(diǎn)所形成的照度值。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!光的度量4、光出射度（面發(fā)光度）具有一定面積的發(fā)光體，其表面上不同點(diǎn)的發(fā)光強(qiáng)弱可能是不一致的。為表示這個(gè)輻射光通量的密度，可在表面任取一微小的單元面積dA，如果它發(fā)出的光通量為dφ，則該單元面積的平均光出射度為兩者的比值。光出射度就是單位面積發(fā)出的光通量，單位為輻射勒克斯（lx）。光出射度和照度具有相同的量綱，其區(qū)別在于光出射度表示發(fā)光體發(fā)出的光通量表面密度，而照度則表示被照物體所接受的光通量表面密度。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!第二節(jié)道路照明質(zhì)量質(zhì)量的評價(jià)：獲得的視覺信息良好的必要的視覺條件照明設(shè)施（物理過程）、正確發(fā)揮視覺生理和心理過程的作用（生理、心理過程）道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!第二節(jié)道路照明質(zhì)量質(zhì)量的評價(jià)：獲得的視覺信息良好的必要的視覺條件照明設(shè)施（物理過程）、正確發(fā)揮視覺生理和心理過程的作用（生理、心理過程）道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!司機(jī)的視覺4、司機(jī)的注視范圍：國際照明委員會(huì)（CIE）建議：司機(jī)觀察路面的平均視點(diǎn)高度為1.5m，大體相當(dāng)于汽車司機(jī)的人眼高度，若向前注視的視角約為1°則注視的范圍約為正前方60~160m左右，在此范圍內(nèi)的路面亮度分布狀況，對司機(jī)視覺直接起作用。

道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!司機(jī)的視覺此外，還與物體的形狀，輪廓的清晰度、在視野中的位置，以及是否出現(xiàn)在預(yù)料的位置上，或是突然出現(xiàn)在非預(yù)料位置上等有關(guān)，視覺是以生理量度量的，受觀察者的精神、視力、身體狀況的影響。還受氣象（如霧等）和空氣混濁程度的影響。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!影響視覺的主要因素2、對象的大小“對象”的定義就是能夠看到的事物或者事物的一部分。能否看清對象，除了依賴于照明條件外，還決定于對象的大小。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!影響視覺的主要因素4、顏色對比的影響1）背景與對象之間應(yīng)該存在顏色對比（顏色上的差別）2）亮度對比是識(shí)別對象的主要因素，顏色對比則為輔助因素5、環(huán)境亮度的影響1）照明對象以及所在的環(huán)境或?qū)ο蟮谋尘?）原因道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!影響視覺的主要因素6、空氣對能見度的影響●空氣對光通的衰減作用和光幕發(fā)光（或反光）物體的光通，必須經(jīng)過空氣才能到達(dá)人的眼睛。在傳播的過程中受到吸收作用和散射作用造成光通衰減?？諝獾纳⑸涫窃斐啥ㄏ騻鞑サ墓馔ㄋp的最主要原因。

●空氣的散射作用散射是指空氣組成成份把原來向一個(gè)方向傳播的光變成向各個(gè)方向傳播，使原來光線減弱的現(xiàn)象。

●透過率道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!道路照明的質(zhì)量1、路面平均亮度（Lav）：路面（主要）、墻面，障礙物，亮度對比度

路面（背景）亮度越高，眼睛的對比靈敏度越好（亮度對比閾ε越?。unbar實(shí)驗(yàn)表明：平均亮度升高時(shí)，察覺障礙物所必要的亮度對比C變小。即，障礙物變得更容易看清楚，見圖。國外一些國家的路面平均亮度一般取l～2cd／m2

。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!道路照明的質(zhì)量2、路面亮度均勻度：保證亮度均勻度是為了給司機(jī)提供良好的能見度和視覺上的舒適性。如果亮度高，則均勻度要求可以不很嚴(yán)格。干燥路面和濕路面的路面亮度有很大變化，均勻度也相應(yīng)有很大變化。嚴(yán)格的均勻度要求，一般限于干燥路面和路面平均亮度較低的情況。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!道路照明的質(zhì)量

對于隧道總均勻度包括路面和兩側(cè)2m高范圍內(nèi)的墻面，晝間U0≥0.7；夜間U0≥0.5。對于露天道路一般不低于0.4。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!道路照明的質(zhì)量3、眩光限制：失能眩光、不舒適眩光⑴失能眩光

眩光導(dǎo)致的識(shí)別能力的下降，是由光在眼睛里發(fā)生散射過程造成的。表示對照明設(shè)施造成的能見度損失方面的評價(jià)，用被試對象物體的亮度對比的閾值增量（TI）表示，是典型的司機(jī)視覺作業(yè)。失能眩光是生理上的過程，是表示由生理眩光導(dǎo)致辨認(rèn)能力降低的一種度量。來自眩光光源的光在視網(wǎng)膜方向上的散射會(huì)引起光幕（等效光幕）作用，在視網(wǎng)膜方向上的散射程度越大，光幕作用越大。在眩光條件下的總視感，必須把光幕亮度疊加在無眩光時(shí)景物成像亮度上。等效光幕亮度可按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!道路照明的質(zhì)量4、誘導(dǎo)性：為了保證交通安全，道路的走向，道路的界限，道路交叉點(diǎn)以及特殊地點(diǎn)都應(yīng)該清晰可見，要求有良好的誘導(dǎo)性。誘導(dǎo)性一般來自兩個(gè)方面：即視見誘導(dǎo)性和光學(xué)誘導(dǎo)性。誘導(dǎo)性通過各種誘導(dǎo)標(biāo)志和照明設(shè)施獲得，與照明設(shè)施等一起，共屬交通安全設(shè)施范圍。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!道路照明的質(zhì)量⑵光學(xué)誘導(dǎo)性●在道路照明設(shè)施中，排列成行的照明器可以指示出道路走向、彎道、交叉和各種特殊場合，再配合其它視線誘導(dǎo)標(biāo)志，能在遠(yuǎn)距離上使司機(jī)明顯地注意到有危險(xiǎn)性的地段。●照明器在排列、光色、光強(qiáng)以及設(shè)置的方位和間隔的變化，會(huì)有效地起到光學(xué)誘導(dǎo)作用。道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!第三節(jié)亮度曲線的組成1、照明區(qū)段的劃分2、亮度曲線的組成道路隧道的運(yùn)營照明共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!照明區(qū)段的劃分1、接近段：洞口前，從注視點(diǎn)到適應(yīng)點(diǎn)之間的一段道路。車速，洞外亮度2、入口段：進(jìn)入洞口的段。入口段在洞口處的最高亮度應(yīng)該怎么取值3、過渡段：介于入口段與中間段之間。其任務(wù)是從入口段高亮度到中間段低亮度的劇烈變化給司機(jī)造成的不適應(yīng)現(xiàn)象，使之有充分的適應(yīng)時(shí)間根據(jù)適應(yīng)時(shí)間與設(shè)計(jì)車速，可以求出過渡段所需長度，以漸變的加強(qiáng)照明來實(shí)