隧道照明反射增量系数研究

论文摘要

公路隧道具有缩短公路里程、提高交通运输效率、节省用地和保护生态环境等优越性。随着公路建设尤其是高速公路建设的蓬勃发展,在地形复杂地区,特别是多山地区,公路隧道方案被广泛采用,公路隧道项目日益增多,隧道照明设施的规模和数量越来越大,隧道照明能耗问题日渐突出。公路隧道照明目的是为了给驾驶者提供良好的视觉环境,保证隧道交通安全、快速、高效地运行。在保证照明质量的同时,隧道照明设计应当充分考虑隧道照明带来的能源消耗问题。本文以隧道照明反射增量系数为研究对象,探讨了国内外标准中对隧道中间段照明设计时所采用的计算方法,通过分析比较得出我国隧道照明国家标准中推荐的照明计算方法存在不足之处,即并未考虑隧道内表面对光线反射可以提高路面照明质量的作用,这对隧道照明节能产生了不利的影响。在查阅相关资料的基础上,本文简要分析了隧道内表面对光线反射提高路面照明质量的机理,并探讨了影响隧道照明反射增量系数的各个因素。对重庆、贵州23条隧道照明情况进行实地调研,结合调研所得结论将影响隧道照明反射增量系数的因素归结为隧道墙面反射系数、路面反射系数和路面墙面直射光通分配比三个影响因素。依据调研成果制作了研究隧道照明反射增量系数的隧道照明模型,并进行隧道照明反射增量系数研究。通过实验设置、实验测量和数据分析,得到三个影响量与反射增量系数之间的关系,并依据所得关系求得了适合于实际隧道照明情况下的隧道照明反射增量系数的估算值。利用隧道照明反射增量系数对隧道照明计算方法进行优化,即在隧道照明设计计算之时,将隧道内表面对光线的反射而提高路面照明质量的作用考虑在内,增加表征路面照度提高量的隧道照明反射增量系数K以修正隧道照明计算公式。使用优化后的照明计算公式对实际隧道照明进行计算验证,得到了良好的节能效果。最后,结合本文研究成果,建议在进行隧道照明设计时,从照明设计值的选择、照明光源、灯具、布灯方式、墙面和路面材料的选择几个方面着手,科学分析、合理选择最终达到节能的目的。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 论文选题的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 研究现状分析
• 1.3 本文研究的意义
• 1.4 本文研究的内容和目的
• 2 隧道照明反射增量系数影响因素研究
• 2.1 光线反射对隧道照明质量的影响
• 2.1.1 路面平均亮度
• 2.1.2 路面亮度均匀度
• 2.2 隧道照明反射增量系数的影响因素
• 2.2.1 隧道净空断面的几何尺寸
• 2.2.2 隧道照明光源
• 2.2.3 隧道照明灯具
• 2.2.4 隧道照明布灯方式
• 2.2.5 隧道内表面材料及反射特性
• 2.3 本章小结
• 3 重庆贵州隧道照明调研分析
• 3.1 隧道照明调研
• 3.1.1 隧道照明调研对象
• 3.1.2 隧道照明调研内容
• 3.1.3 隧道照明调研仪器及方法
• 3.2 隧道照明调研分析
• 3.2.1 隧道断面几何尺寸调研分析
• 3.2.2 隧道照明光源及布灯方式调研分析
• 3.2.3 隧道各表面材料调研分析
• 3.2.4 隧道路面与隧道墙面的光通分配比
• 3.3 本章小结
• 4 用隧道模型研究隧道照明反射增量系数
• 4.1 实验设计——隧道照明模型的建立
• 4.1.1 实验目的
• 4.1.2 隧道照明模型的构成
• 4.1.3 实验原理
• 4.1.4 实验参数的设定
• 4.1.5 实验方法和步骤
• 4.1.6 实验测量仪器
• 4.2 隧道照明模型内表面材料反射系数的测定
• 4.2.1 隧道模型内表面材料选择
• 4.2.2 隧道内表面材料反射系数测量
• 4.3 隧道照明模型模拟实验测量
• 4.4 隧道照明模型模拟实验结果分析
• 4.4.1 模拟沥青路面，反射增量系数研究
• 4.4.2 模拟混凝土路面，反射增量系数研究
• 4.4.3 综合分析
• 4.5 本章小结
• 5 隧道照明计算方法优化
• 5.1 隧道照明计算方法
• 5.2 隧道照明计算方法分析
• 5.3 隧道照明计算方法优化
• 5.4 优化后隧道照明计算方法的节能效果验证
• 5.5 本章小结
• 6 隧道照明节能设计
• 6.1 隧道照明设计所遵循的原则
• 6.2 隧道照明节能设计
• 6.2.1 隧道照明设计参数的选择
• 6.2.2 隧道照明光源的选择
• 6.2.3 隧道照明灯具的选择
• 6.2.4 隧道照明布灯方式的选择
• 6.2.5 墙面、路面材料的选择
• 6.3 本章小结
• 7 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 A 重庆贵州隧道调研数据
• 附录 B 材料反射系数实测数据
• 附录 C 隧道模型路面墙面平均照度数据
• 附录 D 攻读学位期间发表的学术论文