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隧道照明應用指南——亮度配置與照明設計的原則與實踐

所屬地區：廣東 - 廣州 發布日期：2025-06-13

發布地址: 廣東

全文約4500字，閱讀大概需要12分鐘，不想看的同學可以點個關注點個愛心點個贊再關掉哦！隧道照明是公路交通設施中不可或缺的一部分，其設計不僅關系到駕駛安全、交通效率，也直接影響照明系統的能耗與維護成本。合理的亮度配置與燈具布置，配合智能控制系統與應急照明設計，是實現安全、高效、綠色隧道照明的關鍵。本文結合《公路隧道照明設計細則》（JTG/T D70/2-01-2014）及典型工程實踐，系統梳理隧道照明的分區亮度配置、交通量折減邏輯、燈具布置方法、智能控制策略、應急照明構建與節能優化路徑，旨在為照明設計人員、建設單位與運營方提供專業參考。（文后附有操作實例）一、照明分區與功能目標隧道照明系統依據駕駛員視覺適應特性，按功能劃分為以下區域：
分區名稱功能目標設計意圖
入口段抑制“黑洞效應”高亮度引導視覺，緩解由明入暗
過渡段平滑亮度過渡逐級減弱照明強度，避免跳變式適應
基本段提供穩定視覺環境滿足隧道中部安全通行的最低視覺需求
出口段緩解“白洞效應”駕駛員由暗出明，提前適應外部光線
洞外引道夜間進出過渡提供夜間銜接照明，提升行車舒適性
二、亮度配置的設計依據1. 洞外亮度L20與入口段亮度Lth計算根據細則第4.1條，入口段設計亮度計算如下：Lth=L20×k其中：L20：洞外亮度（一般取3000 cd/m2，山區為典型值）；k：折減系數，依交通量、車型構成與運行年限等取0.02~0.07。示例：當L20 = 3000 cd/m2，k = 0.037 → Lth = 111 cd/m2。2. 各區段亮度配置參考
分區亮度（cd/m2）長度（m）
入口段1110～18080～120
入口段2上段一半同上
過渡段1~16.7100～140
過渡段2~5.55同上
基本段2.5～4.5視隧道長度而定
出口段17.5～13.530
出口段212.5～22.530
洞口引道≥2.0185～255
三、交通量與亮度折減交通量影響亮度折減系數k的設定，是實現節能與合理照明的重要依據。1. 設計交通量與車型構成折算交通量以設計年10年或20年的日均交通量（AADT）為基礎，折算成設計小時交通量（DHV），并依車型構成確定混合車流。
車型折算系數
小客車1.0
中客/中貨1.5
大貨車2.5
汽車列車4.0
2. 折減系數建議
交通規模k值推薦應用范圍
<60000.02–0.035次干道、低流量隧道
6000–150000.035–0.05一般高速公路
>150000.05–0.07干線高速、重車比高
3. 連續隧道亮度折減當兩個隧道間行駛時間<15s、前一隧道通行時間>30s時，后續隧道入口段亮度可折減25%~50%，優化視覺連續性并節約能耗。四、?燈具布置設計原則與細化燈具布置是隧道照明系統設計中至關重要的一環，它不僅關系到照度和亮度的分布均勻性，還影響光線連續性、眩光控制、施工難度和后期維護成本。1.布置形式根據《細則》第6.2.1條，燈具可采用以下布置形式：兩側對稱布置（常規推薦）：適用于中小型單洞隧道，照度分布均勻，便于維護；單側布置（特殊場合）：如通風、消防管線占用一側空間時采用，對應照明需適當加密；頂棚中心線布置：適用于特殊截面或新型LED長條燈具產品，有利于眩光控制與空間統一；帶狀連續布光：用于視覺導引要求高的長大隧道，可搭配格柵或線性模組光源；區段混合布置：加強段/出入口采用密集對稱布置，中段采用常規間距布置，節約投資。2.燈具間距設計《細則》第6.2.3條規定，燈具布置間距應避免產生不良頻閃效應，其設計原則如下：設計車速確定通過頻率f（Hz）：f=v/s其中：v：車輛速度（m/s）；s：燈具布置間距（m）；為避免不適頻閃區，應滿足：f<2.5Hz或f>15Hz實例參考：
設計速度建議間距（單側）
80 km/h≤12m
100 km/h≤14m
120 km/h≤15m
加強段（入口、出口）推薦密布間距：6~10m；基本段根據配光、反射率、光通量等因素綜合考慮，一般為12~16m。3.安裝方式與結構預留安裝高度：≥5.8m（防止大型車輛遮擋、濺水污染）；安裝方式：吊裝/吸頂式：適用于拱形或箱型斷面；壁掛側裝式：便于布線檢修，避免設備重疊；嵌入式或槽道隱藏式：多用于高等級、設計統一性強的隧道；燈具支架要求：100W以下支架厚度≥2mm；100W以上支架厚度≥2.5mm；支架應具備調節角度，表面做防腐處理；安裝預埋件：建議在隧道施工階段統一設置螺栓、膨脹螺管或軌道，以便燈具快速安裝與更換。4.防眩光設計為減少眩光對駕駛員視覺干擾，應采用以下措施：燈具帶有防眩光格柵，遮光角度控制在15°以內；盡量避免直接可視光源點位于駕駛員視線方向；照明布置應結合交通流向調整燈具安裝傾角（推薦下傾5°~15°）；對于連續行駛視覺敏感段，建議采用低眩光配光型燈具。5.維護與運維便利性考慮檢修方式：可拆式燈具外殼設計；電源與燈體分體安裝，便于快速更換；布線策略：獨立供電回路布置；燈具供電預留檢測口，便于定位故障；應急燈具識別：采用標簽/編碼/亮燈測試方式快速識別應急照明單元。五、?照明控制系統設計隧道照明控制系統不僅負責亮度調節，還直接關聯節能運行、安全響應和遠程管理。《細則》第11章強調照明控制應具備自動感知、分區調節、應急聯動和人工介入等功能。1.系統組成結構標準的智能控制系統通常包含以下組成：
控制部件功能描述
洞外亮度檢測儀安裝于隧道入口外側，實測L20值，輸出4～20mA標準電流信號
智能無級調光控制器將模擬信號轉換為0~5V輸出，調節LED恒流驅動器
LED恒流驅動電源響應控制信號線性調整輸出電流，實現無級亮度調節
中控軟件系統（上位機）參數配置、遠程控制、運行記錄、日志報警、掉電管理等
通訊網絡常用光纖/485/以太網，支持多隧道集中監控
EPS應急電源監測模塊斷電切換、自檢維保、調光應急狀態保持等功能
2.控制邏輯與模式照明控制應依據環境條件與運行時段，實現以下調光模式切換：
模式控制邏輯實現機制
自動亮度聯動洞外L20→入口段Lth計算→按比例輸出功率實時監測，1秒響應
時間控制（基本段）白天高亮/夜晚低亮上位機按時段下達調光指令
分區控制加強段、過渡段、基本段各自控制獨立控制器/可編程邏輯
維護手動模式檢修/突發情況下切換人工調光面板/遠程界面操作
故障保護通信中斷/掉電自動進入預設狀態默認輸出DC 4V維持基本照明功率
亮點：控制精度應達到256級以上；調光電壓控制與輸出光通線性關系誤差不應大于±5%。六、應急照明系統設計隧道應急照明系統是道路重大事故、自然災害或斷電情況下保障人員安全疏散與設備穩定運行的最后一道防線。1.配置方式與運行原理左側照明線路設為“應急照明”線路，使用EPS（Emergency Power Supply）不間斷電源；正常供電中，EPS系統維持浮充狀態；市電掉電后，自動切換為蓄電池供電；系統應支持應急照明運行時間≥60分鐘，同時向運維系統報警。2.關鍵技術要求
項目要求
切換時間≤0.5秒，確保視覺連續性
應急運行時間不小于60分鐘
應急照度不低于基本段照度的80%
故障預警EPS應具備過載、欠壓、溫升、自檢與遠程報警功能
接線設計應急燈具應與普通燈具獨立接線，避免單點故障擴散
電池選型推薦使用鋰電池/閥控鉛酸蓄電池，帶智能BMS管理
3.聯動策略建議應急照明應可與以下系統聯動運行：火災報警系統：觸發后保持所有應急燈常亮；監控系統：同步記錄EPS切換狀態與報警信息；疏散指示系統：保證通道燈、導向標識同步點亮；隧道廣播系統：提示人員撤離指引與區域狀態通報。七、?節能措施與實施路徑節能設計是隧道照明系統全生命周期成本控制的關鍵，《細則》第9章提出照明系統應具備顯著節能潛力，建議使用高效LED燈具、智能調光、分區控制等手段。1.節能目標建議目標值如下：
指標建議值
系統節電率（相較傳統系統）≥30%
年均節電量（通過控制系統）≥15%
整燈光效≥100 lm/W
燈具壽命≥50000 小時
功率因數≥0.95
諧波含量（THD）≤8%
2.節能技術體系構建
技術路徑應用策略
LED高效光源+恒流驅動采用恒流控制方式減少過熱與電壓漂移，提高光電轉換效率
無級調光控制系統精細化按需調光避免“過照明”，響應洞外亮度動態變化
時間段+交通流自適應調光在夜間、交通低峰自動調低輸出功率，降低負荷
熱管理優化設計燈具采用高導熱材料+散熱片/風道設計，延長壽命
照明回路分區設計基本段、加強段、過渡段獨立控制，便于分時運行管理
3.節能管理建議系統具備能耗統計與遠程數據上傳功能；配合高速公路機電平臺或SCADA系統，實現節能分析與智能調度；建議每季度進行用電結構分析，優化照明策略與分區啟停計劃。
隧道照明設計案例實操演示以下為一個高速公路單向雙車道隧道截面，假定交通流量為6000-15000，取K值0.035，則入口段1亮度標準為3000×0.035=105cd/m2。假定入口段1長度為100m，現在我們來計算入口段1所需的燈具數量和計算亮度。我們在平面上劃定車道范圍和燈具安裝線，并將畫好的平面導入到AGi32軟件。上圖中靠里的黑色線段為車道邊線，紅色線段為燈具安裝線。導入燈具，并按使用環境設置維護系數，這里我們選擇200W的隧道燈具。布置計算網格，我們只需要計算亮度和照度（細則里規定可以用照度換算亮度），我們可以選擇CIE140或BSEN13201的標準，只需勾選亮度和照度即可。可以看到圖中出來顯示計算網格以外，還會顯示亮度觀測點。設定燈具安裝高度為圖示高度5.8米，布置燈具，并設定燈具傾斜角。點擊計算我們即可得到亮度和照度值。通過軟件計算我們得出亮度值為127cd/m2，高出我們折算出的標準值105cd/m2，所以我們可以適當減少燈具數量，以不超出標準值太多。調整出的數量和亮度值沒有問題之后，我們即可導出計算報告。如果覺得僅計算數據不太直觀，想要更直觀的模擬圖，我們可以直接導入隧道模型，設置模型面類型為道路計算面后，再計算，即可同時得到數據和效果。這樣就完成一個入口段的計算，同理我們也可以計算出其他段的亮度值。當然，我們的軟件計算不拘泥于這一種截面形式，任何的隧道截面形式在軟件中的計算都是一樣的，弧形也好方形也好，都能計算。
隧道照明的本質不僅在于“看得見”，更在于“看得清、看得穩、看得久”。通過科學的亮度分區設計、精確的交通量分析、合理的燈具布置、高效的控制系統與完善的應急與節能機制，可以實現“安全、舒適、節能、智能”的現代化隧道照明。照明設計人員應基于規范，結合現場地理與交通特性，采用工程化與數字化手段共同構建未來可靠的道路光環境系統，同時也要熟練應用照明計算軟件，合理布置燈具，得出符合標準的計算結果，才能更好地應用于隧道照明工程。
6月6-8日，AGi32軟件實操戶外泛光及道路專場，歡迎報名。AGi32軟件體育照明實操訓練營預計將會在7月3-5日舉辦，地點廣州視聲，該期內容較以往將會有些許不同，除了我和李炳華老師的內容外，我們將會增加體育場館KNX控制的內容，感興趣的同學敬請留意。邵文濤

DIALux中國首席技術官AGi32軟件應用顧問獨立燈光顧問
高級照明設計師、講師15年照明行業經驗擅長多領域照明應用專注于照明行業應用知識分享

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