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公路隧道照明设计计算详细案例

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公路隧道照明设计计算详细案例
以二级公路双向交通为例（2014年新的照明规范）
第五章 照明计算
5.1基本资料
隧道设计车速60km/h，双车道双向交通，水凝混凝土路面，纵坡1.30%，设计交通量420辆/h，隧道内路面宽度W=8.0m，灯具安置高度5.5米，入口段双侧对称布置，过渡段与中间段交替布置。隧道走向接近东西方向，且进出口都位于沟谷地带，洞外亮度条件较差。
5.2基本参数计算
5.2.1接近段
接近段长度Ds=57m，洞外亮度L20(s)=3500cd/m2
5.2.2入口段分为两段计算
入口段亮度： Lth1=k·L20S=0.019×3500=66.5cd/m2
Lth2=0.5*k·L20S=33.25cd/m2
入口段平均照度： Eav1=Lth1×4π=66.5×13=864.5lx
Eav2=Lth2×4π=66.5×13=432.25lx
入口段长度： Dth1=Dth2=1.154Ds-h-1.5tan10°=43.93m≈44m
5.2.3过渡段
过渡段Ⅰ的亮度： Ltr1=0.15Lth1=9.975cd/m2
平均照度： Eav1=Ltr1×4π=9.975×13=129.8lx
长度： Dtr1=92.0m
过渡段Ⅱ的亮度： Ltr2=0.05Lth=3.33cd/m2
平均照度： Eav2=Ltr2×4π=3.33×13=43.23lx
长度： Dtr2=66.7m
过渡段Ⅲ的亮度： Ltr3=0.02Lth=1.33cd/m2 ＜2cd/m2可以不设置TR3
过渡段总长： Dtr=Dtr1+Dtr2=158.7m
5.2.4中间段
中间段亮度： Lin=2.0cd/m2（人车混行最低标准）
中间段照度： Eav（in）=Lin×4π=2.0×13=26.0lx
长度： Din=L-2Dth-2Dtr-20=1006m
5.2.5出口段
在双向交通的隧道中，两端均为入口和出口，并且隧道为东西走向，洞外亮度基本一致，所以设定两端的照明情况完全相同。

5.3灯具布置
本隧道照明方案采用高压钠灯，采用利用系数曲线图计算方法计算布置间距S=η·Φ·M·NW·Eav
取η=0.36，M=0.7，W=8.0
基本段与过渡段N=1，入口段N=2
（1）基本段：
取中间段布灯间距：
Φ=6600（70w的高压钠灯）
Eav=26.0lx
S=η·Φ·M·NW·Eav=8.0m
（2）加强段：
a)入口段的布灯间距：
Φ=45000（400w的高压钠灯）
入口段1：Eav=Eav1（入）-Eavin=838.5lx
S=η·Φ·M·NW·Eav=3.4m（取3.0m）
Φ=28000（250w的高压钠灯）
入口段2：Eav=Eav2（入）-Eavin=406.25lx
S=η·Φ·M·NW·Eav=4.3m（取4m）
b)过渡段Ⅰ
Φ=16000（150w的高压钠灯）
Eav=Eav1-Eavin=103.8lx
S=η·Φ·M·NW·Eav=4.85m（取4.5m）
c)过渡段Ⅱ
Φ=6600（70w的高压钠灯）
Eav=Eav2-Eavin=17.23lx
S=η·Φ·M·NW·Eav=12.2m（取12m）
灯具布置详细图见隧道设计图纸部分
5.4结论
由规范可知，隧道的照明由基本照明和加强照明两部分组成，基本照明按中间段照明考虑，实际布置灯距只可比上述灯具小才能满足照明要求，根据上面计算可计算得：
(1)基本照明：
布置70w高压钠灯192组，共计192盏，间距8m，全长交叉布置；
Eav=η·Φ·M·NW·S=26lx
Lin=Eav13=2.0cd/m2

(2)加强照明：
a)入口1段需布置400W的高压钠灯15组，共计30盏，间距3.0m，对称布置45m（共55m，前10m不布置）
Eav=η·Φ·M·NW·S=945lx
Lth=Eav13+Lin=74.7cd/m2
入口2段需布置250W的高压钠灯11组，共计22盏，间距4.0m，对称布置44m
Eav=η·Φ·M·NW·S=441lx
Lth=Eav13+Lin=36cd/m2

b)过渡段Ⅰ需布置150W的高压钠灯22组，共计22盏，交叉布置（间距4.5m，布置99m）
Eav=η·Φ·M·NW·S=106.1lx
Ltr1=Eav13+Lin=10.2cd/m2

c)过渡段Ⅱ需布置70W的高压钠灯6组，共计6盏，交叉布置（间距12m，布置72m）
Eav=η·Φ·M·NW·S=17.33lx
Ltr2=Eav13+Lin=3.33cd/m2
表5-1 隧道灯具布置详细表
区段
灯具瓦数(W)
光通量（lm）
间距（m）
长度（m）
灯具盏数
西北口
入
口
段
Th1
400
45000
3.0
55
15组30盏
Th2
250
28000
4
44
11组22盏
过渡段
Tr1段
150
16000
4.5
99
20组20盏
Tr2段
70
6600
12
72
6组6盏
中间段及基本照明
70
6600
8.0
1536（总）
192组192盏
西北口
入
口段
Th1
400
45000
3.0
55
15组30盏
Th2
250
28000
4
44
11组22盏
过渡段
Tr1段
150
16000
4.5
99
20组20盏
Tr2段
70
6600
12
72
6组6盏

5.5调光
当洞外亮度和交通量发生变化时，入口段、出口段照明亮度应根据洞外亮度和交通量变化分级调整。
表5-2 白天调光
分级
亮度
调光
Ⅰ
晴天
L20（S）
开所有灯
Ⅱ
多云天
0.5 L20（S）
开一半的灯
Ⅲ
阴天
0. 5 L20（S）
开一半的灯
表5-2 夜间调光
分级
亮度
调光
Ⅰ
交通量较大
与Lin相同
开所有基本照明灯
Ⅱ
交通量较小
0.5Lin但不小于1cd/m2
开一半的基本照明灯

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