DB21∕T 2578-2016 高速公路隧道LED照明设计规范.pdf

ICS 3.220.20 R10 DB21 辽宁省地方标准 DB21/T 25782016 高速公路隧道 LED 照明设计规范 Code for design of LED lighting in highway tunnel 2016 - 02 - 03 发布 2016 - 04 - 03 实施 辽宁省质量技术监督局 发 布 DB21/T 25782016 I 目 次 前言 . II 引言 . III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和符号 . 1 4 一般规定 . 3 5 分类 . 4 6 照明分期 . 4 7 照明区段划分 . 4 8 中、长隧道照明设计 . 5 9 短隧道照明设计 . 8 10 LED 照明灯具选择. 9 11 照明布灯 . 10 12 照明计算 . 11 13 照明控制 . 11 14 照明供配电设计 . 11 15 节能措施 . 11 DB21/T 25782016 II 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写给出的规则编写。 本标准由辽宁省高速公路管理局提出。 本标准由辽宁省交通厅归口。 本标准主要起草单位： 辽宁省高速公路管理局、 辽宁省交通规划设计院、 辽宁省高等级公路建设局、沈阳新一代信息技术有限公司。 本标准主要起草人： 刘云峰 韩 直 万澄宇 王 辉 张雪松 刘 亮 陈晓利 肇 毓 周 兵 范春生 冯卫东 马英明 李远哲 王晓明 赵 强 王小军 曲 喆 郭兴隆 王立志 彭 超 季 方 刘相华 于嘉汛 曹继伟 谢耀华 于百刚 蒋勇燕 薛 宇 周广振 石庆生 周 巍 宋宪辉 DB21/T 25782016 III 引 言 为了更好地推进高速公路隧道LED照明工程应用， 指导辽宁省高速公路隧道LED照明设计， 编制组在总结研究成果及现有应用的基础上，参考国内外有关资料，编制了本标准。 本标准的管理权和解释权归辽宁省交通厅，日常解释及管理工作由辽宁省高速公路管理局负责。 各单位在使用过程中，若发现问题或提出意见、建议，请及时与主编单位联系（地址：辽宁省沈阳市和平区十三纬路19甲，邮编：110002；电话：[phone]，传真：[phone]；邮箱：），以便修订时参考。 DB21/T 25782016 1 高速公路隧道 LED 照明设计规范 1 范围 本标准规定了高速公路隧道LED照明系统设计的范围、规范性引用文件、术语和符号、一般规定、分类、照明分期、照明区段划分、中、长隧道照明设计、短隧道照明设计、LED照明灯具选择、照明布灯、照明计算、照明控制、照明供配电设计、节能措施。 本标准适用于辽宁省新建、改扩建高速公路隧道LED照明系统的设计，其他公路隧道可参考执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 JTG/T D70/2-01 公路隧道照明设计细则 JTG D70/2 公路隧道设计规范 第二册 交通工程与附属设施 JTJ B01 公路工程技术标准 3 术语和符号 下列术语和符号适用于本文件。 3.1 术语 3.1.1 设计交通量 design volume 设计年份高峰小时混合交通量。 3.1.2 工况效能 lamp effective luminous efficacy 在规定的工况条件下，LED灯具照射到隧道所需照明区域的光通量与灯具功率（含电源功率）之比。 3.1.3 养护系数 maintenance factor 照明装置使用一定时期后，受光通量衰减、灯具受污染等影响，该装置提供路面的平均亮度与在相同条件下初装时在同一路面上所得到的平均亮度之比。 3.1.4 利用系数 utilization factor 在相同的使用条件下， 灯具发出的、 投射到路面上的总光通量与灯具内所有光源发出的总光通量之比。 DB21/T 25782016 2 3.1.5 洞外亮度 threshold luminance 距洞口一个停车视距处、离地面1.5m高，正对洞口方向20视场范围内环境的平均亮度。 3.1.6 设计亮度 design luminance 规定表面上的最低平均亮度需求值。 3.1.7 计算亮度 computed luminance 设计亮度除以维护系数得出的亮度值。 3.1.8 应急照明 emergency lighting 因正常照明的电源失效而启用的照明，供人员疏散、保障安全的照明。 3.1.9 色温 colour temperature 当某一种光源（热辐射光源）的色品与某一温度下的完全辐射体（黑体）的色品完全相同时，完全辐射体（黑体）的温度，简称色温。 3.1.10 光学长隧道 optically long tunnel 距洞口一个停车视距处，在道路中心线、离地面1.5m高位置不能完全看到出口的曲线隧道。 3.2 符号 N交通量； L隧道长度； L20(S)洞外亮度； k入口段亮度折减系数； Tc 色温； TH1入口段1 TH2入口段2 Lth1入口段1亮度； Lth2入口段2亮度； TR1过渡段1； TR2过渡段2； TR3过渡段3； Ltr1过渡段1亮度； Ltr2过渡段2亮度； Ltr3过渡段3亮度； Lin中间段亮度； DB21/T 25782016 3 Dth1入口段TH1分段长度； Dth2入口段TH2分段长度； Dtr1过渡段TR1分段长度； Dtr2过渡段TR2分段长度； Dtr3过渡段TR3分段长度； EX1出口段1； EX2出口段2； LEX1出口段1亮度； LEX2出口段2亮度； Dex1出口段EX1分段长度； Dex2出口段EX2分段长度； Ds照明停车视距； vt设计速度； h隧道内净空高度； LE工况效能； P灯具功率； M灯具的养护系数； 灯具布置系数，对称布置时取2，交错、中线及中央侧偏单光带布置时取1； W隧道路面宽度（m）； S灯具间距（m）； U0路面亮度总均匀度； Lmin计算区域内路面最小亮度（cd/m2）。 Ul路面中线亮度纵向均匀度； Lmin 路面中线最小亮度（cd/m2）； Lmax路面中线最大亮度（cd/m2）。 4 一般规定 4.1 为贯彻国家法律、法规和技术经济政策，统一高速公路隧道 LED 照明设计标准，指导高速公路隧道 LED 照明设计符合科学合理、经济安全、利用高效的原则，制订本规范。 4.2 高速公路隧道 LED 照明设计应纳入高速公路隧道总体设计。 4.3 高速公路隧道 LED 照明设计应分别针对正常和异常交通工况进行设计。 4.4 不设照明的高速公路隧道应设置完善的视线诱导设施。 4.5 高速公路隧道 LED 照明应进行智能调光控制设计。 4.6 高速公路隧道 LED 照明设计前应按表 1 收集资料。 表1 高速公路隧道 LED 照明设计基础资料 调查内容 描述 隧址环境 隧址区域地形、植被条件 土建结构物条件 隧道长度、纵坡、平纵线形、墙面装饰材料与路面类型、洞口结构形式、横断面布置及建筑限界 交通条件 设计交通量、设计速度、交通组成、单向或双向交通 DB21/T 25782016 4 表1 高速公路隧道LED照明设计基础资料（续） 供电条件 变电所位置 运营管理方式 调光控制方式 灯具条件 灯具外形尺寸、养护系数、工况效能（在无法提供工况效能值时，可通过灯具光效及利用系数进行计算） 4.7 高速公路隧道 LED 照明设计应满足路面平均亮度、路面亮度总均匀度、路面中线亮度纵向均匀度和诱导性要求。 4.8 高速公路隧道 LED 照明设置条件应符合下列要求： 4.8.1 长度 L200m 的高速公路隧道应设置照明； 4.8.2 长度 100mL200m 的高速公路光学长隧道应设置照明； 4.9 隧道两侧墙面 2m 高范围内的平均亮度，不宜低于路面平均亮度的 60%。 4.10 本规范未详细规定之处，可参照 JTG/T D70/2-01 执行。 5 分类 5.1 高速公路隧道按其长度可分为中、长隧道和短隧道两类。 表2 高速公路隧道长度分类 分类 中、长隧道 短隧道 长度（m） L500 L500 5.2 高速公路短隧道按其通透情况可分为光学长隧道和非光学长隧道两类。 6 照明分期 6.1 高速公路隧道 LED 照明设计应统筹规划，一次设计；可根据预测交通量变化分期实施。 6.2 高速公路隧道 LED 照明设计交通量宜取 5 到 7 年的预测交通量。 7 照明区段划分 7.1 单向交通隧道照明区段可划分为入口段照明、过渡段照明、中间段照明、出口段照明、洞外引道照明以及洞口接近段减光设施；隧道照明区段构成如图 1 所示。 DB21/T 25782016 5 P 洞口；S接近段起点；A适应点；d适应距离； 图1 单向交通隧道照明系统分段简图 7.2 双向交通隧道照明区段可划分为入口段照明、过渡段照明、中间段照明、洞外引道照明以及洞口接近段减光设施；隧道照明区段构成如图 2 所示。 图2 双向交通隧道照明系统分段简图 7.3 隧道入口段、过渡段、出口段照明应由基本照明和加强照明组成；基本照明应与中间段照明一致。 8 中、长隧道照明设计 8.1 入口段照明 8.1.1 入口段设计亮度 8.1.1.1 入口段宜划分为 TH1、TH2 两个照明段，与之对应的设计亮度应分别按式（1）、式（2）计算： )(201SLkLth.（1） )(5 . 0202SLkLth.（2） DB21/T 25782016 6 8.1.1.2 入口段设计亮度折减系数 k 可按表 3 取值。 表3 入口段设计亮度折减系数 k 取值表 设计交通量 N（veh/（hln） 设计速度 vt（km/h） 单向交通 双向交通 120 100 80 1200 650 0.070 0.045 0.035 350 180 0.050 0.035 0.025 8.1.2 洞外亮度取值方法 8.1.2.1 初步设计阶段可按 JTG/T D70/2-01 表 4.2.1 取值。 8.1.2.2 施工图设计阶段宜进行洞外亮度实测，新建隧道宜采用环境简图法确定 L20(S)值，改造隧道宜采用数码相机法确定 L20(S)值。 8.1.2.3 洞外亮度实测值与设计取值的误差如超出25%，应调整照明系统的设计。 8.1.3 入口段长度计算 8.1.3.1 入口段长度应按式（3）计算： )10tan5 . 1hD154. 1 (21DDs2th1th.（3） 8.1.3.2 停车视距 Ds可按 JTG/T D70/2-01 表 4.2.3 取值。 8.1.4 连续隧道入口段照明 当两座隧道间的行驶时间按设计速度计算小于 15s，且通过前一座隧道的行驶时间大于 30s 时，后续隧道入口段设计亮度应进行折减，亮度折减率可按表 4 取值。 表4 后续隧道入口段设计亮度折减率 两隧道之间行驶时间 t（s） t2 2t5 5t10 10t15 后续隧道入口段亮度折减率（%） 50 30 25 20 8.2 过渡段照明 8.2.1 过渡段宜渐变递减原则，划分为 TR1、TR2、TR3 三个照明段，其设计亮度宜按表 5 取值。 表5 过渡段设计亮度 照明段 TR 1 TR 2 TR 3 亮 度 Ltr1 =0.15Lth1 Ltr2=0.05Lth1 Ltr3=0.02Lth1 8.2.2 过渡段长度应按下列公式计算： （1）过渡段 1 长度应按式（4）计算： 8 . 13t211vDDDththtr.（4） （2）过渡段 2 长度应按式（5）计算： 8 . 1v2Dt2tr.（5） （3）过渡段 3 长度应按式（6）计算： DB21/T 25782016 7 8 . 1v3Dt3tr.（6） 8.3 中间段照明 8.3.1 高速公路隧道中间段照明设计亮度按表 6 取值。 表6 中间段照明设计亮度标准（cd/m2） Lin 单向交通 N1200 veh /（hln） 350 veh /（hln）N1200 veh /（hln） N350 veh /（hln） 双向交通 设计速度 vt （km/h） N650 veh /（hln） 180 veh /（hln）N650 veh /（hln） N180 veh /（hln） 120 5.0 3.0 2.5 100 3.5 2.5 1.5 80 2.0 1.5 1.5 8.3.2 单向交通且以设计速度通过隧道的行车时间超过 135s 时， 隧道中间段宜分为两个照明段， 与之对应的长度及亮度不应低于表 7 的规定。 表7 中间段分各照明段设置的长度及亮度取值 项目 长度（m） 亮度（cd/m2） 中间段第一照明段 30s 行车距离 Lin Lin80%， 且不低于 1.0 cd/m2 中间段第二照明段 余下的中间段长度 Lin50%， 且不低于 1.0 cd/m2 8.3.3 紧急停车带和横通道照明 8.3.3.1 紧急停车带照明亮度宜取所在区段路面亮度标准的 3 倍且不小于 4.0cd/m2。 8.3.3.2 横通道照明平时可处于关闭状态， 一旦开启应能立即自动点亮。 横通道照明亮度不应低于 1.0 cd/m2。 8.3.4 隧道内交通分流段、合流段的亮度不宜低于中间段亮度的 3 倍。 8.4 出口段照明 8.4.1 出口段宜划分为 EX1、EX2两个照明段，其设计亮度应按表 8 取值。 表8 出口段亮度 照明段 EX1 EX2 亮 度 Lex1=6Lin Lex2=10Lin 8.4.2 出口段每段长度宜取 30m。 8.4.3 在双向交通隧道中，出口段照明和入口段照明做相同处理。 DB21/T 25782016 8 8.5 应急照明 8.5.1 高速公路隧道应设置应急供电系统,应急照明供电电源维持时间不小于 30min。 8.5.2 应急照明可利用部分基本照明灯具。 8.5.3 启用应急照明洞内路面亮度应不小于中间段设计亮度的 20%，且不小于 0.2cd/m2。 8.5.4 当处于应急照明状况时，宜及时将洞内照明状况信息发布，有条件时可采用可变情报板发布信息。 8.6 洞外引道照明 8.6.1 洞外引道照明可按道路照明进行设计。 8.6.2 洞外引道照明设计亮度不宜小于表 9 的规定值。 表9 引道照明设计亮度 设计速度 vt（km/h） 设计亮度（cd/m2） 120 2.0 100 2.0 80 1.5 8.6.3 洞外引道设置长度 8.6.3.1 洞外引道照明设置长度不宜小于表 10 的规定值。 表10 引道照明设置长度 设计速度 vt（km/h） 长度（m） 120 240 100 180 80 130 8.6.3.2 连续隧道间洞外路段长度小于表 10 所规定值时，可按实际洞外路段长度设置引道照明。 9 短隧道照明设计 9.1 入口段照明 9.1.1 光学长隧道 9.1.1.1 长度 100mL300m 的光学长隧道，入口段亮度宜分别按式（1）和式（2）计算值的 50%取值。 9.1.1.2 长度 300mL500m 的光学长隧道，入口段亮度可分别按式（1）及式（2）计算。 9.1.2 非光学长隧道 9.1.2.1 长度 200mL300m 的非光学长隧道，入口段亮度宜分别按式（1）和式（2）计算值的 20%取值。 DB21/T 25782016 9 9.1.2.2 长度 300mL500m 的非光学长隧道，入口段亮度宜分别按式（1）和式（2）计算值的 50%取值。 9.2 过渡段照明 9.2.1 光学长隧道 9.2.1.1 长度 100mL300m 的光学长隧道，可不设置过渡段照明。 9.2.1.2 长度 300mL500m 的光学长隧道，当在过渡段 TR1能完全看到隧道出口时，可不设置过渡段 TR2、TR3； 9.2.2 非光学长隧道 9.2.2.1 长度 200mL300m 的非光学长隧道，可不设置过渡段照明。 9.2.2.2 长度 300mL500m 的非光学长隧道，应设置过渡段 TR1。 9.2.3 当 TR3的亮度 Ltr3不大于中间段亮度 Lin的 2 倍时，可不设置过渡段 TR3。 9.3 中间段照明 中间段照明应根据短隧道长度与照明区段设置条件综合确定是否设置及具体设置长度。 9.4 出口段照明 9.4.1 长度 100mL300m 的光学长隧道可不设置出口段加强照明。 9.4.2 长度 300mL500m 的光学长隧道可仅设置 EX2出口段照明。 9.5 不设置照明的短隧道设计 9.5.1 L100m 的光学长隧道和 L200m 的非光学长隧道可不设置功能照明系统，但应设置视线诱导设施。 9.5.2 视线诱导设施设计可参照 JTG D70/2 的相应要求进行。 9.5.3 隧道的车行道分界线与边缘线宜设置突起路标，突起路标可采用主动发光型突起路标，曲率半径 R1000m 的隧道路段设置间距可为 15m，曲率半径 R1000m 的隧道路段设置间距可为 68m。 9.5.4 隧道侧壁和检修道边缘应设置双向轮廓标，可采用主动发光型轮廓标相结合方式，宜与突起路标设置于相同横断面。设置在隧道侧壁上的轮廓标，安装中心位置与路面边缘高差宜为 70cm。 10 LED 照明灯具选择 10.1 色温选择 10.1.1 高速公路隧道 LED 照明灯色温可按表 11 分为暖色、中间色、冷色三类。 表11 色温分类表 色温分类 色温值 暖色 Tc 3000K 中间色 3000KTc5500K 冷色 Tc 5500K DB21/T 25782016 10 10.1.2 加强照明宜选用暖色 LED 光源灯具。 10.1.3 基本照明宜选用冷色或中间色 LED 光源灯具。 10.2 光源封装形式选择 10.2.1 加强照明灯具可采用集成式封装或阵列式封装光源 10.2.2 基本照明灯具宜采用阵列式封装光源。 11 照明布灯 11.1 照明灯具布设可采用两侧对称、两侧交错、中线、中线侧偏等形式。 11.2 入口段灯具布设 入口段的加强照明灯具可自隧道洞口顶部以内 5m 处开始布设，宜采用双侧对称布设方式，入口段第一组灯具可采用高压钠灯。 11.3 过渡段灯具布设 过渡段1灯具宜采用双侧对称布设方式。过渡段2、过渡段3可采用双侧交错布灯方式。 11.4 中间段灯具布设 中间段灯具布设宜采用双侧交错布设方式。 11.5 出口段灯具布设 出口段加强照明灯具可自隧道洞口顶部以内5m处开始布设，宜采用双侧对称布设方式。 11.6 引道照明灯具布设 引道照明灯具可自隧道洞口10m开始布设，布设间距宜为30m。 11.7 布设要求 11.7.1 路面亮度总均匀度不应小于表 12 规定值。 表12 路面亮度总均匀度 U0 设计交通量 N（veh /（hln） ） 单向交通 双向交通 U0 1200 650 0.4 350 180 0.3 11.7.2 路面中线亮度纵向均匀度应不小于表 13 规定值。 表13 亮度纵向均匀度 Ul 设计交通量 N（veh /（hln） ） 单向交通 双向交通 Ul 1200 650 0.6 350 180 0.5 DB21/T 25782016 11 12 照明计算 12.1 照度计算 12.1.1 灯具工况效能已知时，可按式（7）计算路面平均水平照度： SWMPLEEav （7） 12.1.2 灯具工况效能未知时，可参照 JTG/T D70/2-01 计算。 12.2 均匀度计算 12.2.1 路面亮度总均匀度可按式（8）计算： avmin0LLU （8） 12.2.2 路面中线亮度纵向均匀度可按式（9）计算： maxminlL LU （9） 13 照明控制 13.1 照明控制应结合洞外亮度、 洞内亮度、时间、 交通量、 设计速度、天气条件等设计照明控制方案。 13.2 照明控制设计应实现正常和异常交通工况的控制功能， 宜采用智能控制为主、 手动控制为辅的控制方式。 14 照明供配电设计 14.1 应急照明应按一级负荷中特别重要负荷供电，非应急照明应按二级负荷供电。 14.2 照明负荷宜采用需要系数法计算， 计算需用系数应取 1。 负荷计算时应包括灯具电器附件的损耗。 14.3 照明配电系统接地型式宜采用 TN 系统。洞内宜采用单相三线制、三相五线制，并采用耐压不小于交流 500V 的线缆。应急照明回路宜采用耐火型线缆。 14.4 照明配电系统中性线的截面应不小于相线的导线截面。 14.5 照明配电线路的功率因数应不小于 0.9。 15 节能措施 15.1 高速公路隧道 LED 照明设计应纳入隧道总体设计，采用如下措施降低洞外亮度： （1）洞口采用端墙形式时，墙面可采用暗色调，其装饰材料的反射率应小于0.17; （2）经硬化处理的隧道洞口边仰坡可进行暗化处理; （3）坡面应进行绿化; （4）洞口外至少一个照明停车视距长度的路面可采用黑色路面。 DB21/T 25782016 12 15.2 隧道洞门形式宜采用削竹式。 15.3 隧道内路面两侧 2m 高范围的墙面宜铺设反射率高的材料。 15.4 隧道照明设计应合理选择设计参数，并应通过多方案的全寿命经济技术分析论证，确定合理、节能的照明方案。 15.5 在眩光不影响交通安全的前提下，照明设计中可适当降低灯具安装高度。 15.6 高速公路隧道照明设计应积极而稳妥地推进光导照明技术， 可采用自然光与 LED 照明相结合的照明方式。 A _