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配光曲线和布灯方式对隧道照明功耗及照明效果的影响
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2021-03-06
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灯具的配光曲线和布灯方式影响着灯具利用系数,而灯具利用系数又影响灯具功率和路面照度,进而影响照明系统的功耗和路面照明效果。为此,文章建立了基于灯具配光曲线和布灯参数的隧道照明利用系数计算模型,选择了4种配光曲线,对每种配光曲线均采用中央布灯、拱顶侧偏布灯、对称布灯和交错布灯4种常用布灯方式进行优化和仿真,对隧道中间段的配光曲线和布灯方式的节能性和照明效果进行了研究。研究结果表明:对称布灯是最节能且照明效果最好的布灯方式;中央布灯方式的照明效果仅次于对称布灯方式;除了特殊形状的配光曲线,交错布灯方式功耗最大,照明效果最差;沿隧道横向的配光曲线是尖顶水滴状较好,适用于除交错以外的3种布灯方式;沿隧道纵向的配光曲线最好是对称蝶形分布曲线,适用于4种布灯方式;横向配光曲线是尖顶水滴状,纵向配光曲线是对称蝶形分布曲线时,适用于4种布灯方式,且都有较好的节能性和照明效果;对称倾斜式配光曲线,其倾斜配光剖面最好与隧道横向一致,适用于对称和拱顶侧偏两种布灯方式。
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配光曲线和布灯方式对隧道照明功耗及照明效果的影响
现 代 隧 道 技 术
MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY
Vol.55 ,No.6 ,Total.No.383 Dec.2018
第 55 卷第 6 期(总第 383 期) 2018 年 12 月出版
摘 要 灯具的配光曲线和布灯方式影响着灯具利用系数,而灯具利用系数又影响灯具功率和路面照度,进
而影响照明系统的功耗和路面照明效果。为此,文章建立了基于灯具配光曲线和布灯参数的隧道照明利用系数计
算模型,选择了 4 种配光曲线,对每种配光曲线均采用中央布灯、拱顶侧偏布灯、对称布灯和交错布灯 4种常用布灯
方式进行优化和仿真,对隧道中间段的配光曲线和布灯方式的节能性和照明效果进行了研究。研究结果表明:对称
布灯是最节能且照明效果最好的布灯方式;中央布灯方式的照明效果仅次于对称布灯方式;除了特殊形状的配光曲
线,交错布灯方式功耗最大,照明效果最差;沿隧道横向的配光曲线是尖顶水滴状较好,适用于除交错以外的 3 种布
灯方式;沿隧道纵向的配光曲线最好是对称蝶形分布曲线,适用于 4种布灯方式;横向配光曲线是尖顶水滴状,纵向
配光曲线是对称蝶形分布曲线时,适用于 4种布灯方式,且都有较好的节能性和照明效果;对称倾斜式配光曲线,其
倾斜配光剖面最好与隧道横向一致,适用于对称和拱顶侧偏两种布灯方式。
关键词 隧道照明 配光曲线 布灯方式 灯具利用系数 节能
中图分类号:U453.7 文献标识码:A
文章编号:1009-6582(2018)06-0131-08
DOI: 10.13807/j.cnki.mtt.2018.06.018
配光曲线和布灯方式对隧道照明功耗
及照明效果的影响
杨 超 李 敏 肖 宇 徐一航
(华东交通大学机电与车辆工程学院, 南昌 330013)
修改稿返回日期:2017-12-21
基金项目:国家自然科学基金项目(61463015).
作者简介:杨 超(1969-),男,工学博士,教授,主要从事隧道照明节能优化与节能控制方面的研究工作,E-mail:[email protected].
1 引 言
灯具的配光曲线形状和布灯方式对照明系统的
功耗和路面照明效果都有很大影响。Angel 等
[1]
以
照明功耗最小为目标对隧道照明和街道照明灯具的
配光曲线进行了优化;Lai 等
[2]
也以照明功耗最小为
目标对隧道各区段照明灯具的配光曲线进行了优
化,给出了隧道各区段优化的配光曲线形状。但是,
根据实际灯具的配光曲线和布灯方式研究照明系统
的节能性和照明效果的文献很少。灯具利用系数是
影响照明系统节能性的重要参数,它直接反映路面
接收到灯具总光通量的比例,是照明设计、优化的一
个重要指标。《JTG/J D70/2-01-2014 公路隧道照明
设计细则》
[3]
给出了采用灯具利用系数曲线图计算
隧道路面平均水平照度的方法;季佳俊
[4]
仿真研究
了 LED 灯与高压钠灯不同布灯方式、不同高度、不
同间距对灯具利用系数的影响规律;韩文元等
[5]
在
固定灯具安装高度、横向安装距离和安装仰角的情
况下,对 20 种不同的公路隧道照明灯具的利用系数
进行了测试,得出了公路隧道照明灯具利用系数的
取值范围。但是,在隧道照明优化、设计过程中,当
灯具配光曲线、灯具布置参数等发生变化时,文献
[3]给出的方法计算精度低,而文献[4,5]给出的方法
无法应用。为了简化计算,国内隧道照明设计和布
灯参数优化研究中,通常直接根据灯具的利用系数
曲线
[6]
或取灯具利用系数为某一固定值
[7~9]
进行计
算,由此带来设计计算上的误差。另外,很多隧道照
明节能研究文献则避开灯具利用系数。
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