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前言
第1章光及光学指标
第2章人的视觉特性
第3章隧道照明的理论基础
第4章隧道照明灯具
第5章隧道加强照明
第6章隧道中间段照明
第7章隧道照明计算
第8章隧道照明系统测量
彩图
本书系统介绍了隧道照明的基本概念、基础理论和研究历程,对影响隧道照明的光学、材料学、电子学、生理学和心理学等因素进行了详细分析,阐述了不同隧道照明灯具的光学及电气特性、隧道入口加强照明计算方法、隧道中间段灯具配置参数对路面亮度均匀度的影响、计算机技术在隧道照明计算中的应用以及隧道照明的测量方法等,提出了提高隧道照明质量的相关理念和措施。
光效高优质高亮度LED光源
配光科学合理,满足隧道各个路段的照明均匀度和防眩光要求
光源模块化设计,每一块模块可单独安装拆卸,维护方便快捷,降低了一系列费用
系列产品种类丰富,可满足隧道的引入段、过渡段、根本段和出口段灯四个区段照明要求
无极灯,也称无电极灯、感应灯。是一种没有电极和灯丝的照明设备,它通过灯管外的磁环产生电磁波激发灯管内的物质工作。例如低压气体无极灯内充填的是汞蒸气和稀有气体的混合气体,汞原子被电离、激发后释放出紫外线照射到灯管壁的荧光物质上,荧光物质发出可见光。虽然也填充了汞,但其固汞含量要低于荧光灯。其工作频率通常达到数百万赫兹,远高于普通的白炽灯和节能灯。由于省去了灯丝和电极,可以制成环形、螺旋形或管状等各种形状。其工作寿命可达近10万小时,工作效率也很高。
钠灯,是指以金属钠蒸气为工作物质的照明装置。钠灯的灯管内也会充填汞和稀有气体,但实际上起作用的是钠蒸气。钠被电离、激发后会发射出589nm的黄色光线,这些光线直接用于照明,而不是像荧光灯那样激发荧光物质发出白色的可见光。
低压钠灯:工作时其电弧管内的蒸汽压为0.7~1.5帕,光近乎单色,集中在580纳米和589.6纳米,对人眼较敏感的黄光区域,所以发光频率高达150流明/瓦以上,但显色性太差,只用于不需分辨颜色的场合,特别是街道照明。
高压钠灯:提高纳的蒸汽压,并加入少量汞,光线的谱线更宽,所以显色性比低压钠灯好,色温为2100开,光效为72~130帕流/瓦,是道路照明的主要光源,也用于舞台等场合的照明。
第2版前言第1版前言第1章 土方工程1.1 土的分类与工程性质1.2 场地平整、土方量计算与土方调配1.3 基坑土方开挖准备与降排水1.4 基坑边坡与坑壁支护1.5 土方工程的机械化施工复习思考题第2...
第一篇 个人礼仪1 讲究礼貌 语言文明2 规范姿势 举止优雅3 服饰得体 注重形象第二篇 家庭礼仪1 家庭和睦 尊重长辈2 情同手足 有爱同辈第三篇 校园礼仪1 尊重师长 虚心学习2 团结同学 共同进...
第一篇 综合篇第一章 绿色建筑的理念与实践第二章 绿色建筑评价标识总体情况第三章 发挥“资源”优势,推进绿色建筑发展第四章 绿色建筑委员会国际合作情况第五章 上海世博会园区生态规划设计的研究与实践第六...
隧道照明中必须考虑某些特殊的视觉现象,为了对隧道照明进行优化设计,就有必要先了解些基本的视觉问题。在白天,驾驶员进入隧道时会遇到如下视觉问题:刚进入隧道由于白天隧道外的亮度相对于隧道内的高很多,如果隧道足够长,驾驶员看到的是黑乎乎的一个洞,这就是"黑洞"现象;如果隧道很短的话,在驾驶员面前就出一个"黑框"。进入隧道后由明亮的外部进入一个较暗的隧道,视觉会有一定的适应时间,然后才能看清隧道内部的情况,这种现象称为"适应的滞后现象 "。在隧道中间段,由于汽车排出的废气集聚,形成烟雾,汽车前照灯的光会被这些烟雾吸收和散射,形成光幕和降低前方障碍物与其背景(路面,墙面)之间的亮度对比度,影响障碍物的能见度,给视觉功能带来不利影响。隧道出口处会出现一个很亮的出口,对驾驶员会产生强烈的眩光,从而看不清路况,容易发生车祸。为此隧道照明通常分为入口照明,内部照明和出口照明。其中对入口照明的要求更加严格,要求从与外界相仿的亮度逐渐降低。具体而言,白天隧道入口照明的亮度要根据隧道外的亮度,车速,入口处的视场和隧道的长度来确定的。
国际照明委员会将隧道入口照明分为(从隧道口开始)阈值段和过渡段。而日本的隧道照明标准中更进一步将隧道入口照明分为引入段,适应段,过渡段。阈值段是为了消除"黑洞"现象,让驾驶员能在洞口辨认障碍物。隧道过渡段照明是为了避免阈值段照明与内部基本照明之间的强烈变化而设置的照明段,其照明水平进一步逐渐下降。
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1 工程常用图书目录(电气、给排水、暖通、结构、建筑) 序号 图书编号 图书名称 价格(元) 备注 JTJ-工程 -24 2009JSCS-5 全国民用建筑工程设计技术措施-电气 128 JTJ-工程 -25 2009JSCS-3 全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水 136 JTJ-工程 -26 2009JSCS-4 全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调 ?动力 98 JTJ-工程 -27 2009JSCS-2 全国民用建筑工程设计技术措施-结构(结构体系) 48 JTJ-工程 -28 2007JSCS-KR 全国民用建筑工程设计技术措施 节能专篇-暖通空调 ?动力 54 JTJ-工程 -29 11G101-1 混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(现浇混凝土框架、剪力墙、框架 -剪力墙、框 支剪力墙结构、现浇混凝土楼面与屋面板) 69 代替 00G101
当前我国高速公路路网正在不断完善中,成为国家现代化的一个重要标志,伴随着高速路路网的飞速发展,高速公路隧道照明成为人们关注的一个热点问题。隧道照明,简而言之就是采用光源确保隧道内行车视线的清晰,目的是为了给驾驶人提供良好的视觉环境,保证驾驶人安全,快速,舒适地驾驶车辆隧道。那么如何保证隧道的照明用电稳定呢?
利泰新电源生产的隧道照明用电专用稳压器采用补偿调压技术,是解决电源问题的最佳架构, 如市电高、 低压、电压瞬间跌落, 减幅振荡 , 以及浪涌电压和谐波干流等;可以对照明供电实时监控与跟踪,自动干滑调节照明电路电压,进而降低灯具和线路的工作温度,达到节电目的;设有过载、过压、欠压、缺相、短路、过热保护、防雷和故障诊断等功能;确保照明质量和行车安全的前提下,实现既节省电费,又延长灯具使用寿命的效用;具有自动,手动旁路功能,一旦出现故障可自动切换到电网供电,切换过程中不会引发瞬间灭灯现象,保证行车安全。
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照明设施隧道照明指隧道内的基本照明和洞口附近的缓和照明。基本照明是在隧道中部,为保证以设计车速行驶的车辆和行人安全通过隧道所需要的最低照明标准。驾驶人员由亮视场突然进入暗视场时,视觉机能有一个适应过程。为保证视觉机能的连续性,在洞外连接洞口的引道及驾驶员视野范围内,白天需要采取遮光措施,在洞内连接洞口的一段长度里需要进行缓和照明。同时,引道与洞内缓和段之间的亮度变化率,应有一个界限,以保证视觉连续和暗适应的过度。缓和照明段的长度决定于停车视距或驾驶人员的暗适应时间与设计车速的乘积。
隧道的应急设施指隧道内发生灾害性事故时,为防止酿成更大的次生性灾害而设置的各种设施。如通报装置、紧急警报装置、消防设备以及其他设施等。通报装置能使事故发现者立即在现场或附近向隧道管理站报告;紧急警报装置能向后续车辆和对行车辆的驾驶者发出紧急信号;消防设备指在隧道内设置的灭火器、消火栓和喷雾设备等;其他设施包括待避引导设备、备用电源和监视电视等。应急设施费用颇高,只有那些重要的、交通量大的长隧道才考虑使用。
一般隧道照明的主要目的是通过提供隧道路面上物体的最大可见度,来防止事故发生,并为穿过或进入隧道的驾驶员增强安全性和舒适性。
CIE 88-“公路隧道和地下通道照明指南”为隧道照明提供了一个指导方针,是许多国家法规的基础。它根据每一个的具体要求将隧道分成不同的区域。
首先,入口段需要非常高的亮度值,以便于驾驶员的眼睛能适应隧道中较暗的照明条件。入口段的长度由隧道中的最高限速来决定,因为越高的限速要求更长的入口段。
其次,在过渡段,路面上的亮度缓慢降低,直到达到隧道内部区域的照明水平,从而提供从入口处到中间段平滑的适应。在入口段的前半部分中,考虑维护因子为0.67,照明约为150-300 cd/m2,而内部区域通常限制在2-6 cd/m2。
目前公认的道路隧道照明的质量参数包括:总体和纵向道路表面照明的均匀性(理想的是没有频闪)、隧道墙面的照明、避免眩光以及色温和显色指数。近年来,半导体技术发展,LED逐渐取代传统隧道钠灯。许多国家标准将上述参数的要求进行了更新。
新的LED定制标准
除了例如瑞士ASTRA(BundesamtfürStraßen)提出的规定之外,奥地利ASFINAG的计划手册(PLaPB 800.562)是首个专门针对LED隧道照明系统的标准之一。
这个标准将集群引入到不同的隧道照明类别中,不仅详细说明了每个集群的不同照明要求,而且还规定了从18米(集群标准)到连续照明带之间灯具的不同距离。而且它还对能源效率、照明颜色及显色性作了不同的要求。
虽然显色性在隧道照明中似乎不是最重要的指数,但是鉴于道路隧道内不同信号颜色的数量不断增加,对于司机来说,快速区分黄色和红色、或蓝色和绿色至关重要。
而且,与传统的照明系统相比,LED系统的优势还体现在真正的彩色照明、高光效和高效的透镜分布。LED系统可以在隧道内部和入口区域提供模拟调光,从而消除了关闭整组灯具引起的路面亮度均匀性问题。
目前的LED隧道系统已经变成智能解决方案,可以将灯具的当前状态与司机实现交流。但是,关于将支援和控制电子设备需要在哪里集成,仍然在讨论中。一些隧道市场要求在灯具内安装智能驱动,而另一些则要求将所有电子设备安装在隧道内的维护间或入口处的控制建筑内。这两种解决方案都有优点,后者减少了维护工作。
基本上,在德国、奥地利以及瑞士,隧道灯具的一般特性和要求从CRI 20-30的钠灯转变为CRI为70甚至80、4000 - 4500 K的LED,甚至一些目前的项目需要功效甚至超过110 lm/W、系统寿命大于80,000小时(在此期间失败率少于10%)的系统。
图1 隧道亮度的适应曲线
灯具规格之外的要求
但是一些要求,尽管很重要,单靠照明设备是不能满足的。特别是早期的LED灯具比传统的灯具更耀眼,因此避免眩光就变得越来越重要。
一些规定已经要求阈值增量为8%甚至只有6%,因为较低的阈值增量意味着较少的眩光。阈值增量是光幕亮度与路面亮度的相对关系,越低的光幕亮度或较高的路面亮度都能减少眩光。光幕亮度本身取决于灯具的光通量和光分布。
灯具制造商可以开发出能最大限度提高路面亮度、同时还可以提供相对较低的光幕亮度的灯具,但是有一个关键因素是无法控制的。这就是路面的亮度系数q0,它决定了照度(lx)和亮度(cd/m2)之间的关系。根据路面等级,亮度系数通常在0.05和0.07之间变化。所以,q0可以改变道路上的亮度值约30%。反过来,灯具的光通量必须增加30%,这样会导致更高的光幕亮度和更高的阈值增量。
图2 舒适的隧道照明集群
图3 连续的隧道照明集群
功效要求及如何实现
一个有意义、但不一定能达到预期结果的要求就是发光效率,即lm / W。该值完美地描述了LED的效率,更高的发光效率代表更高的能源效率。对于所有具有对称光分布的隧道灯具来说,情况也是如此,这普遍适用于隧道的内部区域。由于市场上不同光学系统的透射率值差不多,几乎接近90%,而且光分布也提供了类似的路面亮度,因此发光效率是确定整个灯具能效的最佳选择。但是,入口段和过渡区的灯具呢?
通常,这些灯具会配备反光元件,可以将光线以非常水平的角度反射给驾驶员。
与对称光分布的灯具相比,反光的灯具提供了更好的亮度值。因此,反光的灯具在过去一直是隧道入口区的选择,既经济又高效。但是,这些灯具只能用于入口段和过渡区域,因为在这些区域,灯具距离较小。在中间段,反光的灯具在8-15m的照明距离会产生太多的眩光,同时也产生光线的均匀性问题。
如图4所示,反光灯具的峰值强度处于60°以上的垂直角度,更重要的是,光线几乎全部分布在一个方向上。这种“光线弯曲”会导致反射损失,从而降低透射率,导致灯具的发光效率降低。对于入口段和过渡段的灯具来说,发光效率值并未考虑在内。假设相同流明输入的情况下,60°以上峰值的反光灯具会在路面上产生相当高的亮度值,而55°的会小,尽管后者可能具有更高的透射率值和更高的发光效率。
图4 反射光线分布
图5 对称的光分布
这里还需要注意的是,在垂直角度更高处具有峰值强度的灯具不一定会产生更多的眩光。
因此,具体的表面功率密度更适于描述和要求隧道入口照明的能量效率,其包括已知的亮度值、入口段和过渡区的长度、以及所有安装的入口(反光)灯具的功耗。
结 论
几乎所有LED灯具的新标准都朝着正确的方向前进,会让照明质量稳步提升,当然也会让灯具更安全、更高的能源效率和更可持续性。
目前最先进的高科技照明灯具,由高档技术玻璃制成,可在8-12米的灯具距离内提供超过0.95的纵向均匀度。这意味着行车道中间的亮度值在隧道中几乎不会发生变化,从而实际上消除了路面上的所有频闪。
最新一代的灯管系统可提供高达125流明/瓦的功率,并将驾驶区内的灯具与维护室内的电源和控制电子设备完全分开。但是,还要面临一些挑战,不仅是技术上,而且法规也在不断发展中。