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高速公路隧道照明节能减排对策

2018-07-21 23:56:34 来源网站: 百味书屋

  摘要:随着时代的进步,低碳经济与节能减排成为时代发展主旋律,基于高速公路隧道运营管理,在降本增效实践基础上,提出了照明节能减排的新策略,希望能够提高高速公路隧道照明节能减排效率。

  高速公路隧道施工中,其照明方案是否科学,对项目安全运营与节能降耗有很大的影响,在高速公路运营管理经费中,隧道照明电费是重要构成部分,有很大的绝对值,所以根据不同工况,深入研究并制定科学合理的隧道照明方案,具有非常重要的意义。

  1高速公路隧道照明设计影响因素

  1.1项目情况

  我国国土面积广阔,以山丘为主,为了改善交通局面,修建隧道扩大交通运输网是十分必要的。但因隧道系统自身设施配备难、能源耗费多、监控成本高且管控难等问题,项目施工环节亟待改进。实际施工中,必须要注意以下问题:项目自身线形、长度、交通运输及隧道内亮度与周边地理环境。

  1.2照明影响与特点

  基于标准设计车速,车辆通过隧道时,用时较短,但因亮度变化大,引起很多视觉问题。隧道内因环境封闭,导致车辆废气排放聚集,而形成烟雾,能够吸收与散射车辆发出的灯光,降低能见度,影响司机正常驾驶。进入隧道中,司机视觉由明亮到暗再到明亮,隧道内外光亮差异太大时,司机就无法适应这种视觉变化。

  1.3照明亮度

  一般,隧道照明可划分为入口段、过渡段、中间段及出口段等部分照明。相较之其他分段,入口段照明要求更加严格,亮度要从明亮自然光环境逐渐降低到较低水平。具体而言,白天要结合隧道外亮度、车速、入口处视场及隧道长度确定隧道入口段照明。

  2具体分析隧道节能减排策略

  2.1照明形式要具备高效性

  公路隧道建设中,逆光、顺光及对称是其照明主要形式。道路几何与气候处于同一条件时,比较上述照明形式,根据能见度确定其优势与不足。实践证明,与其他照明方式相比,顺光方式优势微乎其微,其正常使用与光照、隧道墙壁反射及路面状况等因素密切相关。公路隧道中,连续线形安装并使用照明灯具时,对称照明具有良好效果;只要符合条件,逆光照明才能保持良好视觉对比,并有效控制眩光处于可接受范围内。在公路隧道照明中,最佳的配光形式是逆光与宽光带对称相结合的照明形式,公路隧道入口与中间段,分别选用逆光与宽光带对称照明系统,是最为有效的一种照明组合系统。

  2.2合理应用照明智能化控制系统

  公路隧道建设中,必须要结合时间、天气、L20(S)洞外亮度、过往车辆、平均时速、异常火灾及养护等各方面因素,对照明做好控制。我国招商局重庆交科研设计院,率先提出根据三元参数即L20(S)洞外亮度、过往车辆与平均时速,对隧道照明合理设计控制模型。研究显示,相较之传统照明控制模式,该模型电能节省达到36.6%。公路隧道使用LED灯照明,使用无极调光控制方法,随着照明控制参数的改变,持续调节灯具使用功率,得到的亮度有所差异,以此对公路隧道实际照明情况进行平稳调控。传统分级调控方法,照明亮度分级较少,造成电能严重浪费;无极调光控制方法则能够根据照明需求曲线,优化控制效果实现“按需照明”的节能目的。另外,在一些高速公路中短期隧道照明系统远程监控难度大,结合GPRS技术中短隧道照明远程监控方案,总体照明节能率达到30%。

  2.3严格依照要求布置照明灯具

  公路隧道施工中,照明灯具布置形式主要有中间单排、两边对称及交错等三种方式。不同的布置方法,灯具使用数量及养护工作就不同。招商局重庆交科研设计院,通过研究试验发现,灯具中间单排布置效率明显高于两边布置,而两边交错又比对称布置效率高。此外,很多照明试验时,研究人员将灯具布置在公路隧道一侧,高度为6.3m,现阶段公路隧道管理中,这种布设方式为公路隧道养护维修提供了很大的便利,有很高的实用性。

  2.4科学预测交通量

  公路隧道照明设计中,交通量设计是重要基准参数,速度设计相同条件下,交通量设计不同,公路隧道照明需求就不同。比如设计速度是80km/h,相较之小交通量,理论上大交通量电能使用率多40%;速度设计为60km/h,从理论角度来看,相较之小交通量,交通量大的话,电能消耗多47%。山区高速公路建设运营管理中,交通量并不大,原因在于新建道路交通量是由趋势增长、转移及诱增三部分交通量构成的,实践证明,一般项目全线通车2年~3年后,转移与诱增交通量才会出现,通车初期只存在趋势增长交通量,且比较小。同时,我国高速公路工程建设相关可行性研究报告中,交通量预测准确性有待提高,与预测交通量相比,实际交通量并不大,因此科学预测交通量,为公路隧道优化设计并实施照明系统是十分必要的。

  2.5照明节电设施选用必须要科学

  隧道照明灯具中,智能化照明设备,属于一种特殊设计自耦降压装置,针对电网欠压问题,利用补偿电压器、控制电路、静态开关、中央处理器及多轴头变压器等实现快速自动补偿,负载正弦波电压稳定,以此将内外部用电条件综合分析,对电网浪涌或噪声、干扰、功率及谐波等进行抑制或优化处理,根据电压确定曲线,稳定设施电压,促使系统保持最佳电能效率。假设电网电压为390V/400V与410V,照明节电设备应用后,隧道照明系统节能率分别为20.2%,25.3%与30.9%。例如,重庆界水高速南湖段隧道施工中,其照明系统节能减排项目改造施工中,采用照明节电设备节能效果显著,电能节能率高达近30%。

  2.6对照明设置加强养护

  一旦公路隧道照明灯具投入使用后,同时就会引起光衰减,原因在于光源或灯具表面,被油污或尘埃附着住,降低了光的投射与反射能力,同时受光源自身光减少与失效等影响,隧道照明灯具养护措施不到位或没有,照明水平就大打折扣,降低路面可视度,不利于安全运营。所以,定期养护公路隧道照明系统是十分必要的,定期彻底清洁照明灯具,保持所需照明水平、节省投资与运营成本,为车辆安全通行提供保障。

  3结语

  随着社会化经济的快速发展,现代科技水平不断提高,一定程度上,为公路隧道照明带来了很大的发展机遇,照明系统发展前景广阔,有较好的社会与经济效益,因此在实际施工中,相关管理部门必须要重视这一技术的应用,以此为我国交通行业节能减排工作的顺利实施树立典范。


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