摘要：文章对公路隧道内照明节能设计以及通风节能设计的思路和方式进行介绍，分析公路隧道内通风和照明的关系，并提出了通风照明联动综合节能的设计方案，以供参考。
关键词：公路隧道；通风照明联动；综合节能技术
1引言
近年来在我国经济快速发展以及各项基础设施建设规模在不断扩大的同时，公路工程建设数量的不断增多以及建设覆盖范围的不断扩大，使得我国西部山区地区进行公路工程建设时的隧道工程数量也在不断增多。而在公路隧道工程中，隧道通风以及照明是比较重要的环节，其在公路隧道运营中不仅具有较高的能耗，而且还存在较为严重的能源浪费问题。这与目前我国提出要建设资源节约型以及环境友好型社会的策略不相符，这就需要在确保公路隧道中的通风以及照明系统的建设满足行车安全要求的前提下，对公路隧道通风和照明系统进行节能设计。
2隧道照明节能
公路隧道工程中照明节能主要是针对以下几个方面进行：一是光源。目前比较常用的光源主要有低压钠灯、高压钠灯、白炽灯、高压汞灯以及紧凑型荧光灯等种类，而比较新型的光源则主要是电磁感应无极灯以及LED灯等。在选择光源时，不仅要考虑其亮度、抗震性以及辐射性能，还要考虑其使用寿命以及能耗等，选择具有综合性价比的光源。二是照明设计参数。照明参数的设计需要根据隧道实际情况进行，通过对隧道洞外亮度值进行准确和快速的测试与估算来确定隧道洞外的亮度值，然后将此数值作为隧道照明节能设计的参照。三是灯具的布置方式。在对灯具布置密度进行确定时，不仅要确保照明强度和亮度符合要求，而且应尽量减少布置密度来减少灯具数量，避免造成照明灯具的浪费。四是墙面内饰材料。主要考虑的是内饰材料的反光性能，主要是通过反光涂料以及蓄能发光材料在确保隧道路面亮度水平符合标准要求的前提下，提高隧道侧壁的发射率来降低能耗，并且提高照度的均匀性来提高行车舒适度以及行车安全。五是照明控制方式。传统的手动控制和时序控制的方式不仅需要消耗较多的人力物力而且不利于照明节能的实现，因此可以通过逻辑开关控制法、模糊神经控制法以及无极调节控制法等控制方法与目前新型的LED灯具等进行结合，可以节省电能一半以上。
3隧道通风节能
隧道通风节能主要是从通风控制方式进行分析和讨论。目前新型的智能控制方式主要有以下几点：一是反馈式控制法。就是通过在隧道内进行烟雾透过率传感器以及CO浓度传感器的布置，实现对隧道内部实时的烟雾浓度和CO浓度的监测，并且将监测数值与控制目标值进行比较，如果超出目标值就会发出相应的控制信号并且根据具体的数值进行计算确定需要开启风机的数量，以最少的风机启动数量来满足隧道内排烟的实时需风量要求。此种方法比较适合在风机数量比较少的中短隧道中应用，这主要是由于此种控制方法不具备与事态常延迟现象进行预测的功能，风机也没有追踪性，在长时间的运转以及交通形式会发生较大变化和出现不良车辆等情况下产生较大的波动。二是程序控制法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆就是在对隧道的运营情况进行长时间的跟踪调查和分析之后，对隧道内的车流量规律进行掌握，通过程序编制来确保在隧道内车流量以及排污量比较高的时期控制开启适量的风机投入运行来满足隧道内排烟需风量的要求。三是前馈式控制法。此种方法比较适合在风机台数比较多的长、大隧道中，就是在隧道的前区段对隧道内的交通量、行车速度以及车辆构成等信息进行检测和分析，然后对隧道整体的交通量进行预测。通过数值模拟方法来对一定时间内的污染物浓度空间和时间的分布特征进行计算，将这些特征数值作为前馈信号与CO/VI传感器检测到的实际的污染物浓度产生的反馈信号一起来对风机进行控制。此种方法与单纯的反馈式控制法相比至少可以节省5%的电能消耗。四是前馈式智能模糊控制法。此控制法就是在前馈式控制法的基础上将产生的前馈信号与反馈信号输入AI模糊控制器中，通过模糊控制策略来推演对多种模拟通风方案进行评价，最后得出最优方案。此种方法最大的优点就是可以从细微处出发来确保通风效果的安定性，通过风机的优化组合来减少风机的开停时间，其节能效果更加显著，比单纯的反馈式控制法相比可以节省大概1/4的电能消耗。
此外，在对上述四种通风控制方式进行考虑的同时，仍然需要对自然风进行有效利用，这主要是由于自然风不需要进行机械通风设施的设置以及运行中也不需要进行额外电能的消耗，因此对隧道内自然风形成机理进行分析，并通过相应的计算方法对自然风节能通风进行设计和利用。
4隧道照明与通风之间的关系
隧道通常来说属于相对比较封闭的空间，在汽车行驶中产生尾气以及其他的颗粒物和灰尘之后，如果没有通过有效的通风设置向外部空间进行扩散，就会增加隧道空间中空气的污浊度，这就会对隧道内的照明产生不利影响。如果此时通风设施不开启，随着时间的推移会增加其污浊度，必须要增加照明公路和照明的能耗消耗才能满足要求。此外，高浓度的烟雾等也会对隧道内人员的身体健康造成危害。因此照明与通风之间的矛盾也是需要通过智能联通控制等方式进行解决的主要问题。第一种节能设计方案就是对隧道内的CO浓度进行监测，在超过150ppm时可以根据实际情况来进行一、两组风机的开启来降低浓度，而超过300ppm且持续时间超过15min时，联动控制软件就发出警告通知工作人员根据现场情况来确定通风装置的开启方案。此外，还要对隧道内的透过率VI进行实时监测，在VI超过10/km时就开启相应路段的风机，而VI超过151/km时通风联动控制系统软件也会发出警告给工作人员进行进一步的判断。第二种方案就是针对小交通流工况下，通过定期开机预案，如每周开启1、2组或者轮流开启的方式持续运行10min等方案来满足隧道内正常运营的要求。
5结论与展望
节能环保对于交通运输行业来说目前也成为全社会比较关注的话题，这就需要针对隧道中通风和照明设计的原理和要求，在满足交通运行基本需求的前提下，通过通风和照明联动节能设计来环节隧道运营中的能耗问题，减少隧道运营费用，延长灯具和电源的使用寿命。
参考文献：
[1] 程璟蓉. 公路隧道通风照明联动综合节能技术的探讨[J]. 工程技术:全文版, 2016(7):00155-00155.
[2] 郭炎伟, 付大喜. 公路隧道通风照明联动综合节能技术研究[J]. 建筑技术开发, 2018(12).
论文作者:柳贤熙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
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