水电站进站隧洞照明系统设计探讨

黎俊

【摘要】水电站进站隧洞照明系统可以为工作人员提供比较良好的视觉环境，有助于保证工作人员的进出安全，因此要坚持“绿色照明”的原则，加强对水电站进站隧洞照明系统的设计和研究，对光源和控制方式进行合理的选择。本文以某一水电站工程为基础，利用DIAIux软件对其进站的隧洞照明系统进行了相关的设计研究和分析，希望帮助其隧洞照明系统得以不断完善和优化。

【关键词】隧洞照明系统；光源；照度

一、照度设计和光源选择研究

（一）水电站进站隧洞特点分析

对于高速公路隧洞照度的设计和研究，首先需要做的是对天空面积的百分比以及车速进行确定，在此基础上计算出出入口段的亮度，再根据入口段的亮度确定三个过渡段的亮度，因此对天空面积的百分比进行确定是设计高速公路隧洞照度的基础和前提条件。而水电站进站隧洞的照度和高速公路隧洞照度设计是不同的，它有其自身的特点，需要将隧洞的入口划分成为三个口段，其余均为中间段。这主要是由于水电站大多是建于山区，人际比较稀少。比如以本工程为例，需要通过一段比较长的弯曲山路才可以进入隧洞，因此车辆一直是处于低速运行状态，此外进出隧洞基本上是以工作人员为主，这是因为水电站的自动化程度比较高，基本上不需要人值班或者很少人值班，所以车流量比较少，这正是其同高速公路隧洞照度设计的区别所在，也是其独有的特点。

（二）照度设计分析

由上面的分析可以知道，在水电站隧洞中驾驶员不仅有足够的暗适应时间也有足够的明适应时间，并且撞车的可能性不高，所以水电站的隧洞照明度要求比较低，而且对照明的层次要求也比较低，因此不需要设置过渡段，如果安装间和隧洞照度差距比较大的话，则需要设置一段长度约为20m的过渡段进行照明。

（三）光源选择分析

由于在通常情况下隧道的照明光源功率都会比较大，所以本着节能、环保以及节约项目投资的角度分析，适合做光源的有高压钠灯、金属卤化灯以及LED灯，各自有其不同的特点，高压钠灯的光效最长，而且使用寿命也比较高，但是它的显色指数最差，通常被广泛运用于城市的道路照明，而金属卤化灯的光效比高压钠灯差，但是它的显色指数比较好，LED灯是今后灯具发展的大方向，在国内外已经有许多工程将原来的灯具改成了LED灯。因为在隧道内进行照明主要是为了让驾驶员能够看清路况以及周围的环境，因此它对光源的显色性没有过高的要求，因此出于节能的目的，在工作照明的时候选用的是高压钠灯。随着近几年LED灯的快速发展，其应用也变得更加广泛，但是相关技术依然没有高压钠灯成熟，此外大功率的LED灯具在散热方面性能也不是很好，可是由于启动的时间比较短，因此可以作为应急照明，此外如果隧洞没有安装通风设备的话，基于透雾性的考虑，应该选择高压钠灯更合适。

二、利用DIAIux计算照度

（一）模型建立

首先需要借助DIAIux进行隧洞的模型建立，因为隧道比较长，所以通常情况下水电站隧洞是采取借助该软件进行室内建立模型的办法，按照隧洞的尺寸建立200m左右的隧洞模型，另外因为隧洞内所有的表面都是混凝土，所以它的反射系数比较低，因此需要把所有表面的反射系数设置在0.2，在模型建立完成之后进行灯具的布置，一般采用中线布置、两端对称或者两侧交错布置的方法。由于在隧道内不容易进行灯具的维护，而且隧洞通风比较差，因此选择维护计划为户外安装，以三年为维护周期。

（二）照度计算

在模型建立完成之后，需要对它的照度进行计算，由软件进行计算并自动生成与之相对应的项目报表，在此基础上可以对灯具的参数位置以及隧道内所有表面的照度进行查看。在夜间只需要对一侧灯具开启，而且截取的夜间点照度表的部分照度值如下所示：

并且需要设置加强段照明，从而实现隧洞内照度从进入口到中间段有一个缓慢降低的过渡，并使用LED灯作为应急照明，它是由变压器室内的UPS进行集中供电，而且也具有工作照明的作用。

（三）控制方法

要想更好的贯彻“绿色照明”的原则，不仅仅需要使用比较高效的光源，也需要对光源的控制方式进行不断的优化升级，因为只有良好、高效的控制方式才可以实现节能效果的最大化。因此对水电站隧洞照度控制应该需要根据时间、季节以及周围环境进行，设置两套或者两套以上的灯具组，一组灯具为夜间照明，另一组为白天照明。在白天需要开启隧洞内的所有灯具，而在夜间的话需要关闭隧洞内的一侧灯具，由于水电站的隧洞车流量比较小，因此在阴天的情况下灯具的开关情况同夜间相同。通常情况下采用的是经纬仪办法，将隧洞所在的经度以及纬度输入，可以自动调节以适应不同的时间和季节，因此是一种较为简单、经济、有效的控制方式，可是为了对多种控制方式进行有效的切换，需要将控制信号全部输送到计算机监控系统中，也就是将隧洞的照明系统并入到电站的SCADA系统中，借助计算机系统来设定灯具的开关方案，从而使得对灯具控制更加灵活。另外，由于水电站的隧洞和高速公路隧洞照明不一样，水电站隧洞不允许外面的车辆随意进出，因此外来人员如果想要进站的话需要提前预约，所以在白天的上下班时间可以将全部的光源打开，其他时间就只需要开启一部分的光源，在夜间因为车流量和行人基本上很少，甚至可以将光源全部关闭，从而更好的达到节能的目的。

参考文献：

[1]何康.山区公路隧道照明节能控制技术要点[J].交通世界,2019(10):104-105.

[2]李红.溪洛渡水电站右岸泄洪洞施工照明设计[J].灯与照明,2018,33(02):22-23.