公路隧道洞外適應(yīng)亮度的確定方法

1、公路隧道洞外適應(yīng)亮度的確定方法胡英奎陳仲林張青文翁季（重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院重慶400045）摘要：要：在分析駕駛員在隧道洞外適應(yīng)亮度內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，介紹了隧道洞外亮度L20的3種確定方法：查表法、環(huán)境簡(jiǎn)圖法、黑度法，及等效光幕亮度Lseq的確定方法，并對(duì)比分析用L20和Lseq表達(dá)隧道洞外亮度的合理性，提出用等效光幕亮度Lseq表達(dá)駕駛員駕車接近隧道時(shí)的適應(yīng)亮度更為合理?？紤]CIE推薦的計(jì)算Lseq的各環(huán)邊界視角為近似值，提出用各環(huán)邊界視

2、角想精確值計(jì)算等效光幕亮度Lseq能進(jìn)一步提高計(jì)算精度。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：隧道照明適應(yīng)亮度洞外亮度等效光幕亮度駕駛員在隧道洞外的適應(yīng)亮度是指駕駛員駕車接近隧道過(guò)程中所感受到并已適應(yīng)的環(huán)境亮度。駕駛員的適應(yīng)亮度在接近隧道過(guò)程中不斷變化，一般取距隧道一個(gè)停車視距處的適應(yīng)亮度作為隧道照明設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，并稱之為隧道洞外亮度。洞外亮度的取值直接影響隧道入口段亮度的設(shè)計(jì)值，進(jìn)而影響過(guò)渡段等后續(xù)照明段的亮度設(shè)計(jì)值。隧道洞外亮度的合理取值對(duì)工程投資和運(yùn)營(yíng)過(guò)

3、程中的能耗影響很大。日本東京灣海底隧道曾在設(shè)計(jì)中做過(guò)詳細(xì)比較，在其他條件（包括設(shè)計(jì)車速等）相同的情況下，如果洞外亮度分別設(shè)定為4000cdm2與6000cdm2，則設(shè)備費(fèi)相差34%，年耗電量（kWh）相差達(dá)30%[1]。因此，合理確定隧道洞外亮度是科學(xué)確定隧道入口段亮度的前提條件，且對(duì)在保證交通安全的前提下實(shí)現(xiàn)隧道照明節(jié)能有著重要意義。國(guó)際上現(xiàn)行的隧道照明設(shè)計(jì)規(guī)范多用駕駛員20視場(chǎng)中的平均亮度L20或等效光幕亮度Lseq表達(dá)洞外亮度。L

4、20是指在接近段起點(diǎn)處、據(jù)地面1.5m高、正對(duì)洞口方向20視場(chǎng)實(shí)測(cè)得到的平均亮度；等效光幕亮度Lseq是考慮駕駛員開車時(shí)眩光源的光入射到駕駛員的眼中發(fā)生散射而產(chǎn)生的光幕亮度，是考慮瞬時(shí)適應(yīng)和大氣、汽車擋風(fēng)玻璃等透光介質(zhì)中的光學(xué)散射等的影響，在駕駛員視網(wǎng)膜上產(chǎn)生的光幕亮度。本文將對(duì)比分析用L20和Lseq表達(dá)隧道洞外亮度的確定方法及其合理性。1洞外亮度L20Schreuder在1962年進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中試圖用L20代表駕駛員駕車接近隧道

5、時(shí)的適應(yīng)亮度。CIE在1973年發(fā)布的26號(hào)出版物中建議，在3個(gè)不同位置測(cè)量駕駛員20視場(chǎng)內(nèi)的平均亮度，然后分別乘以不同的權(quán)重系數(shù)再取平均值作為注：①主要受隧道入口朝向的影響。暗環(huán)境在北半球指南向隧道入口（即駕駛員向北行駛進(jìn)入隧道）；亮環(huán)境在北半球指北向隧道入口（即駕駛員向南行駛進(jìn)入隧道）；對(duì)于東向或西向隧道入口，取暗環(huán)境和亮環(huán)境對(duì)應(yīng)的中間值。②主要受周圍景物亮度的影響。暗環(huán)境指周圍景物為低反射比的隧道入口；亮環(huán)境指周圍景物為高反射比的

6、隧道入口。③主要受隧道入口朝向的影響。暗環(huán)境在北半球指北向隧道入口（即駕駛員向南行駛進(jìn)入隧道）；亮環(huán)境在北半球指南向隧道入口（即駕駛員向北行駛進(jìn)入隧道）；對(duì)于東向或西向隧道入口，取暗環(huán)境和亮環(huán)境對(duì)應(yīng)的中間值。④停車視距為60m時(shí)，實(shí)際不會(huì)遇到天空百分比為35%的情況。該方法使用簡(jiǎn)單，適用于在設(shè)計(jì)階段無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可以利用的情況，僅需要隧道洞口的幾個(gè)基本參數(shù)，就可以通過(guò)查表快速得到洞外亮度的參考值，因而在一定時(shí)期內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)現(xiàn)行隧道照

7、明設(shè)計(jì)規(guī)范[1]也推薦了該方法，并根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，參考其他國(guó)家和地區(qū)的相關(guān)規(guī)范給出了類似于表1的表格。但該方法僅簡(jiǎn)單的考慮了隧道的幾個(gè)基本參數(shù)對(duì)洞外亮度的影響，而洞外亮度L20受地理位置、季節(jié)、天氣以及洞口形式、洞外植被種類等眾多因素的影響，且不同地點(diǎn)的天空亮度差別很大，洞外不同景物的反射率差別也很大。顯然，用該方法僅能得到近似的設(shè)計(jì)參考值，有時(shí)用該方法得到的洞外亮度值甚至可能與實(shí)際洞外亮度值相差較大。1.2用環(huán)境簡(jiǎn)圖法確定L20環(huán)

8、境簡(jiǎn)圖法是根據(jù)20視場(chǎng)內(nèi)天空、路面等各種景物的亮度及它們?cè)?0視場(chǎng)內(nèi)所占的面積百分比用式（1）計(jì)算得到L20：（1）thERC20=τLLρLγLL?式中：為天空所占百分比；為天空亮度；為道路所占百分比；為路面亮度；γCLρRL為景物所占百分比；為景物亮度；為隧道入口所占百分比；為隧道入口?ELτthL段亮度；。1=τργ?值得注意的是，式（1）中的隧道入口段亮度是需要根據(jù)洞外亮度L20確thL定的，即在計(jì)算確定L20時(shí)，還是一個(gè)未知數(shù)