談隧道通風(fēng)照明節(jié)能技術(shù)應(yīng)用
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摘要：首先介紹了隧道通風(fēng)系統(tǒng)的主要組成，并對(duì)隧道通風(fēng)照明節(jié)能技術(shù)進(jìn)行說明，其主要可以劃分為技術(shù)節(jié)能和管理節(jié)能兩大類。然后對(duì)隧道運(yùn)營期間的照明節(jié)能問題進(jìn)行分析，主要包括照明控制方式與方案問題、工作人員專業(yè)性問題、照明燈具質(zhì)量及調(diào)光方式問題、照明設(shè)備的保養(yǎng)問題和通風(fēng)系統(tǒng)問題。最后針對(duì)這些問題提出了相關(guān)的解決措施，旨在為隧道通風(fēng)照明節(jié)能技術(shù)提供參考。
關(guān)鍵詞：隧道工程；通風(fēng)照明；節(jié)能技術(shù)
引言
隧道工程建設(shè)主要包括前期勘測(cè)、方案設(shè)計(jì)、測(cè)量控制以及土方開挖等內(nèi)容。在工程方案設(shè)計(jì)過程中，必須考慮通風(fēng)照明節(jié)能問題。需針對(duì)隧道通風(fēng)照明技術(shù)存在的問題進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與改進(jìn)，以此提升隧道通風(fēng)照明的節(jié)能效果。隧道照明節(jié)能方法主要包括全自動(dòng)控制加強(qiáng)段燈和基本段燈，通過此類方法能夠減少浪費(fèi)，降低能源消耗。優(yōu)化隧道通風(fēng)照明設(shè)施并進(jìn)行節(jié)能化設(shè)計(jì)，能起到明顯的節(jié)能效果。
1隧道通風(fēng)系統(tǒng)組成
隧道通風(fēng)系統(tǒng)主要包含CO、NOx氣體濃度檢測(cè)器、車輛進(jìn)出檢測(cè)器、風(fēng)速風(fēng)向探測(cè)器、煙霧濃度檢測(cè)器、中央計(jì)算機(jī)和風(fēng)機(jī)。通過相關(guān)檢測(cè)器可以獲得信號(hào)，并將其傳輸?shù)娇刂破髦?，由中央處理器?duì)風(fēng)機(jī)的開啟與關(guān)閉進(jìn)行控制，以此達(dá)到通風(fēng)效果。
2隧道通風(fēng)照明節(jié)能技術(shù)
2.1技術(shù)節(jié)能
從技術(shù)角度進(jìn)行節(jié)能處理，必須改善傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷與不足，以此達(dá)到照明節(jié)能效果。對(duì)于技術(shù)改善問題，需聯(lián)合現(xiàn)代科技進(jìn)行創(chuàng)新開發(fā)，全面提升能源的有效利用率，以此達(dá)到節(jié)能減排效果。通過技術(shù)節(jié)能的方式，可以從照明設(shè)備與供配電系統(tǒng)方面入手，開展專項(xiàng)技術(shù)研究，不斷提升研發(fā)速度，從根本上提高照明節(jié)能技術(shù)優(yōu)勢(shì)。通過技術(shù)節(jié)能的方式，可以對(duì)變壓器進(jìn)行節(jié)能處理，采用動(dòng)態(tài)無功自動(dòng)裝置，確保無功損耗與負(fù)荷達(dá)到平衡狀態(tài)，以此實(shí)現(xiàn)變壓器節(jié)能效果。注重照明設(shè)備的節(jié)能研究，研發(fā)高效光源（如LED燈）、燈具和反光器等照明設(shè)備，通過現(xiàn)代設(shè)備降低能源消耗。技術(shù)節(jié)能不能降低照明質(zhì)量，若為了達(dá)到節(jié)能效果，過度降低照明強(qiáng)度，就會(huì)使駕駛?cè)藛T產(chǎn)生視覺疲勞，從而發(fā)生交通事故。所以在進(jìn)行技術(shù)節(jié)能時(shí)，不僅要將照明系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)的能量損失降到最小，還要確保照明質(zhì)量。
2.2管理節(jié)能
管理節(jié)能要求管理人員管理能力與規(guī)范行為高度統(tǒng)一，科學(xué)管理照明設(shè)備。通過管理節(jié)能措施，能夠提升照明設(shè)計(jì)效率，保證照明質(zhì)量，還可以對(duì)具體施工與設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，以此滿足節(jié)能減排的要求。設(shè)計(jì)人員需采用光控等方式代替原有開關(guān)和燈具，以此提升隧道內(nèi)照明效率。照明光控、時(shí)控流程如圖1所示。
3隧道運(yùn)營期間的照明節(jié)能問題
3.1照明控制方式與方案問題
當(dāng)照明控制方案與設(shè)計(jì)方案不合理時(shí)，極易加大能源損耗，從而產(chǎn)生人力、物力及電能浪費(fèi)問題?，F(xiàn)階段，有些公路隧道和城市隧道未采用遠(yuǎn)程操控照明和自動(dòng)控制照明的方式，多采用管理人員人工控制的方式，不僅降低了管理效率，還會(huì)加大照明損耗。隧道照明所產(chǎn)生的電能浪費(fèi)因素較多，多數(shù)原因都是由技術(shù)問題所致。當(dāng)前隧道照明常用的控制方法為時(shí)序分級(jí)調(diào)光控制法，此方法的控制模式較簡(jiǎn)單，可靠性較高，因此被廣泛應(yīng)用于隧道照明當(dāng)中。然而此種照明技術(shù)需攻克自動(dòng)控制設(shè)備問題。由于照明方式無法按照光線變化、天氣與車輛交通量等參數(shù)自動(dòng)化控制照明系統(tǒng)，并且會(huì)受到照明配電回路的影響，從而出現(xiàn)無效照明和過度照明問題，加大電能浪費(fèi)。
3.2工作人員專業(yè)性問題
盡管綠色節(jié)能和照明節(jié)能的概念被人們所熟知，然而一些隧道工作人員對(duì)于照明節(jié)能概念存在認(rèn)知誤差。隧道照明系統(tǒng)需要進(jìn)行技術(shù)更新和升級(jí)，以此實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。有些隧道管理人員過度關(guān)注節(jié)約用電問題，未意識(shí)到照明設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行效果，從而導(dǎo)致隧道照明方案不具備科學(xué)性。
3.3照明燈具質(zhì)量及調(diào)光方式問題
不同照明燈具的質(zhì)量差異較大，隧道照明必須采用優(yōu)質(zhì)的燈具，如果采用劣質(zhì)燈具，會(huì)增加隧道照明系統(tǒng)的運(yùn)營成本。在運(yùn)營過程中，隧道照明系統(tǒng)一般采用時(shí)序控制法，采用4級(jí)調(diào)光方式。然而夜間沒有根據(jù)交通量大小進(jìn)行分級(jí)調(diào)控。因此必須針對(duì)照明系統(tǒng)調(diào)光提出完善方案。
3.4照明設(shè)備的保養(yǎng)問題
車輛在經(jīng)過隧道后，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)出入口照明亮度不足。該問題不僅與照明燈具的亮度有關(guān)，還與照明工具的保養(yǎng)管理有關(guān)。如果隧道內(nèi)的灰塵流動(dòng)較大，不注重照明燈具的清理，將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備表面存在嚴(yán)重污染，降低照明質(zhì)量，導(dǎo)致設(shè)備損壞。所以隧道管理人員應(yīng)及時(shí)清理照明設(shè)備，注重?zé)艟邇?nèi)外部的保養(yǎng)工作，定期涂抹潤滑劑，防止燈具銹蝕。
3.5通風(fēng)系統(tǒng)問題
在隧道工程建設(shè)過程中，過度設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)的問題比較突出，是導(dǎo)致隧道通風(fēng)節(jié)能差的主要原因。單向隧道采用斜豎井集中通風(fēng)和排風(fēng)行半橫向通風(fēng)方式，所應(yīng)用的風(fēng)機(jī)數(shù)量較多，備用率低。
4隧道照明節(jié)能問題的解決措施
4.1嚴(yán)格控制照明燈具質(zhì)量
高壓鈉燈的壽命前期工作電壓上升會(huì)提升燈泡功率，縮短壽命，在燈泡的壽命后期，會(huì)降低燈泡功率與發(fā)光效率，從而對(duì)燈泡使用壽命造成影響。傳統(tǒng)電感是鎮(zhèn)流器存在功率低、損耗大等問題，電子鎮(zhèn)流器的功率高則節(jié)能效果顯著。
4.2建立和完善行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
近年來，我國了多項(xiàng)關(guān)于公路隧道照明問題的文件，包括隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范，照明設(shè)計(jì)細(xì)則，照明燈具等，逐漸完善公路隧道照明行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。然而該類設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不全面，隧道內(nèi)所使用的洞內(nèi)照度儀、LED燈、LED誘導(dǎo)燈、洞外亮度儀等照明設(shè)備缺乏行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，需要編制關(guān)于隧道定向光照明設(shè)計(jì)指南。
4.3推廣應(yīng)用新型隧道照明技術(shù)
技術(shù)人員應(yīng)研發(fā)新型隧道照明系統(tǒng)，如研發(fā)色溫可調(diào)節(jié)的LED照明設(shè)備用于隧道入口，解決晴天與雨霧天氣的燈光轉(zhuǎn)化問題；研發(fā)用于短隧道照明的風(fēng)能和太陽能等新能源發(fā)電技術(shù)；研發(fā)隧道洞口的減光與遮光技術(shù)；解決隧道內(nèi)照明環(huán)境與土建裝飾材料的協(xié)調(diào)性問題；蓄能自發(fā)光與反光涂料在小流量隧道以及夜間照明節(jié)能應(yīng)用等，以實(shí)現(xiàn)典型工程示范化與產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)產(chǎn)業(yè)化。
4.4注重隧道照明節(jié)能技術(shù)的理論基礎(chǔ)研究
技術(shù)人員應(yīng)圍繞中間視覺等課題進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，圍繞隧道照明設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行一系列模擬試驗(yàn)，以此獲得新的基礎(chǔ)理論研究成果。盡管我國在照明節(jié)能技術(shù)探索方面遇到較多問題，然而在技術(shù)發(fā)展水平日益提升的背景下，可以通過現(xiàn)代化技術(shù)處理難題。隧道管理照明人員必須注重學(xué)習(xí)專業(yè)的技術(shù)，熟練掌握照明節(jié)能知識(shí)，使其能夠積極主動(dòng)地進(jìn)行照明設(shè)備保養(yǎng)，不斷提升實(shí)際操作能力。照明節(jié)能技術(shù)研發(fā)人員必須不斷提升專業(yè)能力。在保證車輛運(yùn)行安全的同時(shí)，提升照明設(shè)備的節(jié)能效率。隧道交通管理部門應(yīng)加大管理力度，不斷提升相關(guān)人員的管理水平與能力。
4.5合理設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)
首先明確風(fēng)機(jī)數(shù)量，減少閑置風(fēng)機(jī)和備用風(fēng)機(jī)。按照隧道內(nèi)交通量增長(zhǎng)情況，采用一次設(shè)計(jì)分期實(shí)施方案，以此實(shí)現(xiàn)通風(fēng)節(jié)能效果，還能夠防止通風(fēng)系統(tǒng)超規(guī)模設(shè)置。隧道入口的第1組射流風(fēng)機(jī)應(yīng)與隧道進(jìn)口控制在100m左右，通過調(diào)整該參數(shù)，不會(huì)影響隧道自然通風(fēng)。風(fēng)機(jī)配電設(shè)施占據(jù)總通風(fēng)系統(tǒng)投資的60%，在縮短第1組風(fēng)機(jī)與洞口布設(shè)距離后，臨近各種風(fēng)機(jī)的電纜減少100m，可以降低通風(fēng)系統(tǒng)的成本造價(jià)。
4.6調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量
如隧道內(nèi)部設(shè)置了大型軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)，則需要調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，可通過臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)、變頻調(diào)節(jié)、動(dòng)葉調(diào)節(jié)和靜葉調(diào)節(jié)等方式。通過相關(guān)調(diào)研能夠看出，公路隧道通風(fēng)大型軸流風(fēng)機(jī)，很少應(yīng)用動(dòng)葉可調(diào)方式，管理人員認(rèn)為此種調(diào)節(jié)方式的作用不大。大型軸流風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)節(jié)器成本較高，在運(yùn)行過程中極易出現(xiàn)故障，因此采用靜葉可調(diào)和臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)作為常用風(fēng)量調(diào)節(jié)方式。
5結(jié)語
綜上所述，隨著國家對(duì)于節(jié)能減排的要求不斷提升，隧道通風(fēng)照明節(jié)能技術(shù)能夠滿足時(shí)展要求，照明節(jié)能也將朝著綠色照明方向發(fā)展。在未來發(fā)展中，技術(shù)人員將不斷加大照明節(jié)能技術(shù)的研究力度，注重理論知識(shí)創(chuàng)新與升級(jí)，建立健全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，全面提升隧道照明節(jié)能效率與質(zhì)量。
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作者：蔡彬峰 單位：浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司
