引言
城市地下隧道是城市范圍內(nèi)地表以下的機(jī)動(dòng)車車行道路。目前，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展和城市化進(jìn)程不斷地加快，機(jī)動(dòng)車數(shù)量在不斷增加。受周圍建筑物和城市道路規(guī)劃的限制，不可能采用拓寬城市道路的方式來解決。為緩解交通壓力，可在已規(guī)劃地面道路的十字路處和即將新建的城市交通干線和支線道路中興建地下道路。
一、城市地下隧道照明的設(shè)計(jì)原則與標(biāo)準(zhǔn)
（一）設(shè)計(jì)原則
1．城市地下隧道照明設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮地下道路的工程環(huán)境、工程條件、交通狀況、通風(fēng)方式、供電條件、運(yùn)營管理等因素設(shè)置，確保地下道路的正常運(yùn)營和事故情況下的照明要求，以提高隧道照明的安全性能。
‘ 2．隧道照明應(yīng)選擇高效節(jié)能的光源和燈具，不得超過所規(guī)定的照明功率密度值。
3．應(yīng)根據(jù)地下隧道的平面和橫斷面及設(shè)備的安裝情況，通過亮度或照度的計(jì)算，確定最佳的照明布燈方式、合理的照明電纜橋架及管線的敷設(shè)方式。
（二）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
1．《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50034-2013。
2．《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》JTG/T D70/2-01-2014。
3．《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范交通工程與附屬設(shè)施》JTG D70/2-2014。
4．《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ 45-2015。
5．《道路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》DG/TJ 08-2033-2008。
6．《隧道LED照明應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》DG/TJ 08-2141-2014。
二、城市地下隧道照明設(shè)計(jì)程序及內(nèi)容
（一）設(shè)計(jì)程序
城市地下隧道照明工程設(shè)計(jì)程序通常分為可行性研究（方案設(shè)計(jì)）、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段。
在城市地下隧道照明工程的可行性研究（方案設(shè)計(jì)）和工程設(shè)計(jì)的初步設(shè)計(jì)階段中，地下道路基本資料的收集是照明設(shè)計(jì)的必要條件。
地下隧道照明工程基本資料收集的主要內(nèi)容如表l所示，地下道路照明工程基本資料收集的主要內(nèi)容 表1
1．隧道中間段照明，可分為一般照明、節(jié)電照明。
2．隧道入口段照明。
3．隧道過渡段照明。
4．隧道出口段照明。
5．隧道洞外引道段照明。
6．隧道的應(yīng)急照明，平時(shí)可兼作一般照明。
（三）照明亮度與長度及照度之間的關(guān)系
城市地下隧道各照明段亮度與長度關(guān)系如圖1所示。
圖1各照明段亮度與長度關(guān)系
隧道照明設(shè)計(jì)中通常采用照度參數(shù)來進(jìn)行計(jì)算，這就需平均亮度與平均照度之間進(jìn)行換算，黑色瀝青路面可取15lx/(cd/m2)：水泥混凝土路面可取lOlx/(cd/m2)。
（四）計(jì)算條件
1．人車混合通行的道路（含非機(jī)動(dòng)車道路），中間段亮度不符低于20cd/m2；橫向通道（含非機(jī)動(dòng)車道路）亮度不應(yīng)低于1.0cd/m2;路面左、右兩側(cè)墻面2m高范圍內(nèi)的平均亮度，應(yīng)不低于路面平均亮度的60%。
2．地下隧道兩側(cè)墻面高2m范圍內(nèi)，宜鋪設(shè)反射率≥0.7的墻面材料。
3．燈具的養(yǎng)護(hù)系數(shù)一般可取0.6 - 0.7。
4．所選燈具的光強(qiáng)分布表、利用系數(shù)曲線圖、等光強(qiáng)曲線圖、亮度產(chǎn)生曲線圖等光度數(shù)據(jù)。
5．采用的行車速度不宜大于l00km/h，如大于l00km/h，應(yīng)作特殊設(shè)計(jì)。
（五）燈具布置要求
1．燈具布置應(yīng)滿足閃爍頻率低于2.5Hz或高于15Hz;如有困難時(shí)，應(yīng)滿足閃爍頻率低于4Hz或高于11Hz。
2．兩車道中間段燈具宜采用中線布置、兩側(cè)交錯(cuò)布置或兩側(cè)對(duì)稱布置，在便于封路檢修的前提下，燈具可在隧道頂部單排居中布置。
3．三車道盾構(gòu)法地下道路，中間段照明燈具宜在道路兩側(cè)交錯(cuò)布置或兩側(cè)對(duì)稱布置。
4．三車道沉管法或明挖法隧道，中間段照明燈具宜在道路兩側(cè)車道中心線上方交錯(cuò)布置或?qū)ΨQ布置。
5．四車道沉管法或明挖法隧道，中間段照明燈具宜在在隧道頂部距墻一個(gè)車道寬的位置上交錯(cuò)布置或?qū)ΨQ布置。
6．照明燈具布置要考慮燈具的安裝高度、間距、仰角。
7．在滿足眩光要求及安全可靠的前提下，盡量降低燈具的安裝高度：
（六）照明計(jì)算
1.隧道照明的具體計(jì)算需根據(jù)建筑條件和規(guī)范所要求的路面亮度和照度要求，選擇節(jié)能型光源、燈具及布置方案。照明計(jì)算接不同的計(jì)算方法和使用條件來計(jì)算路面的照度或亮度及均勻度。按算值的對(duì)比應(yīng)不超過標(biāo)準(zhǔn)值的±10%：如偏差過大，應(yīng)重新調(diào)整布燈方案，再做計(jì)算，直到符合要求。計(jì)算可采用照明設(shè)計(jì)軟件DIALux或其他照明設(shè)計(jì)軟件做仿真輔助設(shè)計(jì)。
2．中間段照明。亮度和路面亮度總均勻度及縱向均勻度一般是按規(guī)范所列出的表格選取，不應(yīng)低DG/TJ 08-2033-2008《道路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》中表12.2.1、12.2.2中的值。在設(shè)計(jì)計(jì)算中，應(yīng)特別注意路面亮度縱向均勻度的指標(biāo)。連續(xù)通道照明應(yīng)大于2cd/m2。必須說明的是。DG/TJ 08-2033-2008在中間段和入口段的表格JTG/T D70/2-01-2014全面，增加了三車道的亮度、總均勻度、縱向均勻度值。
3，入口段照明。宜劃分為二段：一段亮度Lthl-kL20(S)，二段Lth2亮度為其一半，其中k為入口段亮度折減系數(shù)，L20(S)為洞外亮度。長度<500m的短道亮度還須折減：長度Dthl=Dth2-1/2[ 1.154Ds -(h- 1.5Vtanloo]，其中Ds為照明停車視距，h為洞口內(nèi)凈空高度。入口段照明由基本照明和加強(qiáng)照明兩部分組成，前者的燈具布置應(yīng)按中間段照明考慮，后者可用功率較大的燈具加強(qiáng)照明。加強(qiáng)照明燈具可以從洞口以內(nèi)lOm處開始布設(shè)。
4．過渡段照明。亮度根據(jù)JTG廠TD70/2-01-2014所劃分的TRI、TR2、TR3段的公式計(jì)算選取；長度也須根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)所劃分的TRI、TR2、TR3段的公式計(jì)算和參照條文說明中的表5-1計(jì)算表來選取。
5．出口段照明。宜劃分為二段，每段長度宜取30m；二段的亮度宜分別取中間段亮度的3和5倍；長度≤300m，可不設(shè)出口段照明：長度在300 - 500m之間只設(shè)加強(qiáng)照明。
6．隧道洞外引道段照明應(yīng)設(shè)置光過渡段，通過人工光過渡、天然光過渡或混合光過渡形式，如采用構(gòu)筑遮光隔柵棚或植常青樹綠化以及采用引道段兩側(cè)冷色調(diào)、低反射材料裝修等措施來實(shí)現(xiàn)照明亮度的順次變化，并達(dá)到很好的減光效果。
隧道洞外引道段照明的亮度和長度如表2所示。
洞外引道段照明的亮度和長度 表2
7．應(yīng)急照明。(1)應(yīng)急照明．應(yīng)急停車帶和應(yīng)急停車帶宜采用熒光燈光源，其照明亮度應(yīng)大于4cd/m2。(2)應(yīng)急照明燈嵌入于道路車行道的一般照明燈具布置，其間隔約為每隔8 - LO盞（一般燈具）對(duì)稱布置一盞應(yīng)急照明燈具。(3) 一般采用EPS應(yīng)急集中式蓄電池屏（放電時(shí)間90rnin）來對(duì)消防應(yīng)急照明燈具和疏散標(biāo)志指示燈進(jìn)行供電，通常沿通道間隔約20m設(shè)置疏散標(biāo)志指示燈，安裝高度為其中心距地0.5m。
(4)在啟用應(yīng)急照明時(shí)，洞內(nèi)路面亮度應(yīng)不小于中間段亮度的10%和0.2cd/mz。c5)地下隧道均須考慮設(shè)置應(yīng)急疏散照明。
8．交通標(biāo)志和誘導(dǎo)信息照明。一般采用照明式或發(fā)光式，大都采用LED燈和LED顯示屏。地下道路的交通標(biāo)志最好采用照明與被動(dòng)反光相結(jié)合的方式，這樣能有效保證標(biāo)志的使用效果和可靠性。I_ED顯示屏一般用于可變信息標(biāo)志，發(fā)布動(dòng)態(tài)的交通管理和安全等相關(guān)信息。
一般地下隧道內(nèi)信息屏的屏面亮度應(yīng)不小于3500cd/m2，隧道外信息屏的屏面亮度應(yīng)不小于8000cd/m，。屏面亮度可根據(jù)外界照度自動(dòng)調(diào)節(jié)，無眩光現(xiàn)象，視距應(yīng)不小于200m。
9．照明燈具、光源類型的選擇。(1) -般情況下宜選擇高效節(jié)能、透霧性能較好的燈具和光源，通常采用高壓鈉燈或金鹵燈。最近，越來越多采用LED燈，是因?yàn)長ED燈的節(jié)能和使用壽命效果顯著。(2)短的隧道、柴油車較少的城鎮(zhèn)附近地下隧道、應(yīng)急停車帶、人行橫通道（含非機(jī)動(dòng)車道）、車行橫通道（含非機(jī)動(dòng)車道）可選用顯色指數(shù)較高的光源。(3)應(yīng)采用截光型或半截光型的的燈具，其配光曲線適宜，效率應(yīng)不低于65%，光源使用壽命應(yīng)不小于l0000h。(4)應(yīng)具有適合地下道路特點(diǎn)的帶防眩裝置的燈具，其防護(hù)等級(jí)應(yīng)不低于IP65。(5)燈具結(jié)構(gòu)應(yīng)便于更換燈泡和附件，其零部件應(yīng)具有良好的防腐性能。(6)燈具配件安裝應(yīng)易于操作，并能調(diào)整安裝角度。(7)燈具不得侵入地下隧道建筑限界。(8)不要選用以焊接切割等工藝制造的燈具，以防止隧道震動(dòng)引發(fā)的燈具零部件掉落而引發(fā)高速行駛車輛的重大交通事故。
10.隧道照明供配電與控制。
(1)根據(jù)照明的性質(zhì)、功能設(shè)置單獨(dú)的供配電線路，當(dāng)電壓偏移或波動(dòng)不能滿足照明質(zhì)量或光源壽命時(shí)，應(yīng)加穩(wěn)壓裝置或照明專用變壓器。
(2)基本照明的負(fù)荷等級(jí)為一級(jí)，應(yīng)采用雙重電源交又供電方式，加強(qiáng)照明宜采用雙重電源交叉式供電方式；對(duì)于長度較長的城市非機(jī)動(dòng)車地下道路需根據(jù)具體情況，可按二級(jí)負(fù)荷考慮；對(duì)于一般和長度較短的城市非機(jī)動(dòng)車地下道路，可按三級(jí)負(fù)荷考慮。
(3)照明干線系統(tǒng)采用放射式與樹干式相結(jié)合的供電方式：各回路照明燈以Ll、L2、L3的各單相次序沿線排列接入電源。
(4)計(jì)算照明線路的電壓損失，如超過應(yīng)適當(dāng)增大線路導(dǎo)體的截面積。
(5)配電系統(tǒng)應(yīng)采用TN-S系統(tǒng)，燈具外殼和照明箱體均應(yīng)接入保護(hù)接地系統(tǒng)。
(6)應(yīng)根據(jù)隧道洞外亮度和交通量變化分級(jí)自動(dòng)調(diào)整入口段、過渡段、出口段的照明亮度。
(7)采用智能控制系統(tǒng)對(duì)隧道照明系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。智能化道路照明系統(tǒng)可以通過對(duì)參數(shù)的采集進(jìn)行智能化控制，以滿足不同的天氣和時(shí)段及交通狀況下的照明需求。
(8)洞口外的路燈開燈時(shí)的天然光照度水平為15lx;關(guān)燈時(shí)天然光照度水平主干路為30lx，次干路為20lx。
(9)通過智能照明調(diào)壓裝置對(duì)照明燈具進(jìn)行調(diào)光，使隧道內(nèi)照度水平更接近實(shí)際變化的情況，同時(shí)也起到節(jié)約電能、減少維護(hù)費(fèi)用的作用。隧道調(diào)光主要是定時(shí)調(diào)光與亮度調(diào)光兩種形式。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況進(jìn)行選擇，使設(shè)計(jì)出的照明系統(tǒng)具有更加高效、節(jié)能、更具有人性化。
目前我國許多城市路燈控制已采用無線三遙（遙控、遙測、遙信）智能控制和路燈的單燈控制系統(tǒng)等，已收到良好的節(jié)能效果；城市地下隧道照明也應(yīng)如此。
三、城市地下隧道照明及節(jié)能的評(píng)價(jià)指標(biāo)
城市地下隧道照明的評(píng)價(jià)指標(biāo)有照明質(zhì)量、節(jié)能與利用、節(jié)材與材料資源利用、安全、環(huán)境保護(hù)、運(yùn)營管理等內(nèi)容，其評(píng)價(jià)項(xiàng)目指標(biāo)有控制項(xiàng)、一般項(xiàng)、優(yōu)選項(xiàng)的內(nèi)容及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，并由此得出一、二、三星級(jí)的照明節(jié)能等級(jí)。地下隧道路面亮度總均勻度應(yīng)不低于0.5，亮度縱向均勻度應(yīng)不低于0.8，宜在0.9以上。地下道路照明光源的色溫不應(yīng)高于6000K，有條件時(shí)宜采用4000 - 5000K。眩光限制閾增量最大初始值不大于10%。
地下隧道照明是以路面照明功率密度作為照明節(jié)能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。地下隧道的路面照明功率密度值如表3所示。
地下道路的路面照明功率密度值 表3
表3僅適用于隧道中間段LED照明，功率密度值是在燈具安裝高度為5.5m和瀝青路面材料的條件下得出的，如若不同須作相應(yīng)換算。設(shè)計(jì)計(jì)算亮度高于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，功率密度值不得相應(yīng)增加。隧道出入口段的加強(qiáng)照明應(yīng)根據(jù)洞外亮度變化設(shè)置至少四種以上不同亮度的工作模式，并能自動(dòng)調(diào)光。中間段應(yīng)根據(jù)運(yùn)營時(shí)間、車流量、夜晚時(shí)段（上半夜、下半夜）進(jìn)行基本照明和節(jié)電照明的調(diào)光控制。
氣體放電燈應(yīng)采用節(jié)能電感型或電子鎮(zhèn)流器，并加電容補(bǔ)償，建議補(bǔ)償后的功率因數(shù)≥0.85，建議補(bǔ)償至0.90 - 0.95較好。
四、結(jié)語
隧道照明在城市地下道路的建設(shè)中起到了至關(guān)重要的作用，應(yīng)按國家規(guī)范要求設(shè)計(jì)地下隧（通）道照明，為駕乘人員提供一個(gè)良好和舒適的視覺環(huán)境，提高交通行車的安全性和快速性。
