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摘要：由于市政隧道中的复杂照明条件，特别需要模拟隧道中的照明。本文采用DIALux软件以两种方式模拟隧道照明系统，研究路面反射系数对照明计算结果的影响。体现了DIALux在照明设计中的重要作用。
关键词：DIALux；市政隧道；照明系统；反射系数
引言
合理的照明能为行人及车辆提供优质的视觉环境，为此中华人民共和国住房和城乡建设部制定了《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2015）[1]。但照明结果计算过程较为繁琐，而且现场环境复杂时很难单纯应用公式求得结果。
计算机技术的兴起和广泛使用为照明模拟的发展提供了动力。其中，DIALux照明设计软件以其简洁的操作界面和强大的照明灯具库成为当今最优质的照明计算软件，它能满足目前基本上所有照明设计及计算的要求[2][3]。
本文用DIALux软件对市政隧道照明进行了建模仿真计算，其中隧道的建模分别用了室内穹顶法和室外挤压体法，同时还分析了路面的反射系数对照明计算结果中的亮度影响。仿真计算结果符合标准规范，印证了DIALux在照明设计应用中有着重要的价值。
1公路隧道照明
文献[4]的方法一把隧道等效为一条道路，忽略了墙壁、天花板的影响，该方法虽然简单，但所计算得到的结果与实际误差很大。本文分别使用室内穹顶法和室外挤压体法分别对同一规格的隧道进行建模仿真，比较两种方法结果的差异。
1.1实验对象
某市政双洞双向隧道，单洞宽10m，净空高7m，建筑限界高5m，车行道路面铺设沥青。《公路隧道照明设计细则（2014年版）》中：平均亮度与平均照度间的换算系数无实测条件时，黑色沥青路面可取15lx/（cd·m-2），水泥混凝土路面可取10lx/（cd·m-2）。
本文仿真用照明灯具选用飞利浦专用LED隧道灯，安装高度5m，仰角45°。灯具防护等级为IP65，并能调整安装角度。养护系数取0.7，灯具采用双侧对称布置，灯距10m；光源为LED，功率55W，光通量5151lm。
1.2仿真结果
1.2.1室内穹顶法
室内穹顶法首先建立起一个狭长的长方体空间，其次用穹顶把该室内空间的天花板替换掉，得到隧道模型。然后调整空间环境中每个表面的材质以模拟隧道中的实际表面，营造处实际隧道中的环境。这是因为不同的材料会影响空间环境中每个表面的反射系数，这会直接影响照明的仿真计算结果。最后按照要求在穹顶两侧布置灯具。得到隧道的3D模型如图1所示。
图2 室内穹顶法计算报表
通过图2的报表输出，可得到隧道仿真的照度、亮度等结果，然后对比《公路隧道照明设计细则》中的隧道照明要求，看是否满足，从而判断灯具设置的合理性。通过对比规范，得出隧道内的照明亮度满足需求，能为驾驶员提供更舒适安全的驾驶环境。
1.2.2室外挤压体法
室外挤压体法首先要建立好道路模型，将其置入户外场景；其次要把CAD中的隧道横断面轮廓导入DIALux作为挤压体底图，利用挤压体制作隧道洞壁模型；然后确定空间环境中各个表面的材质；最后按照要求在穹顶两侧布置灯具。建立的隧道3D模型如图3所示。
图5 反射系数与平均亮度关系曲线
不难看出，路面反射系数与平均亮度存在正比例线性关系，适当提高路面的反光系数能提高隧道内的亮度。为了满足隧道路面高反光特性的要求，国际照明委员会（CIE）提出基于照明的共5个等级的路面分类，为R1至R5 [5]。
而沥青路面反光系数较低，造成平均亮度达不到较高标准。可将废玻璃破碎后掺入混合料铺在道路中，以改善隧道内沥青路面的反光性能。这样做不仅节约电能、降低隧道运营成本，还优化隧道内路面结构的抗滑、降噪和阻燃等性能，是一种很有发展前景的隧道路面结构形式[10]。该研究认为，当玻璃颗粒最大粒径为4.75mm，比例为10%~15%时掺入沥青路面，能获得最佳的路用性能[6]。
结论
由上述仿真结果可以看出，DIAlux软件能够完美地呈现照明设计人员的设计理念，结合隧道本身所处环境的照明需求，优化设计成果，提高工作效率。从而为车辆的运行创造更好的视觉效果，达到保障交通安全，提高交通运输效率的目的。
路面反射系数与平均亮度存在正比例关系，在沥青路面中掺入废玻璃颗粒能达到抗滑、降噪、阻燃和反光的效果，是一种很有发展前景的路面形式，能有效提高驾驶安全性。
参考文献：
[1]本社.城市道路照明设计标准[M]. 中国建筑工业出版社，2007.
[2]李翊君.DIALux软件在道路照明设计中的应用[J].城市道桥与防洪，2013（2）：99-101.
[3]张志远，杨春宇，马俊涛. 基于DIALux软件的道路照明设计[J].灯与照明，2015（1）：1-3.
[4]金绍晨.基于DIAlux的隧道照明仿真设计[J].物联网技术，2013（10）：26-28.
[5]史小丽，王选仓，刘昆.公路隧道反光沥青路面[J].长安大学学报（自然科学版），2009（3）：19-22.
[6]杨良，郭忠印，杨学良，等.OGFC面层在公路隧道防火中的作用[J].安全与环境学报，2004，4（4）：83-87.
论文作者:周密,刘湘东
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/21
标签：隧道论文; 路面论文; 穹顶论文; 系数论文; 亮度论文; 环境论文; 反射论文; 《防护工程》2019年第6期论文;