【正文】 ＜θ “ 1／ 2照度角”的求法：將燈軸垂直于水平面，若燈下水平面上某點(diǎn)，其水平照度為燈軸下方照度的 l／ 2時(shí)，則此點(diǎn)和光中心連線與燈軸線形成的夾角即為 1／ 2照度角。＜θ≤ 27176。 直接照明器按最大允許距高比分類 表 重慶交通大學(xué)教案 195 分類名稱 距高比 s／ h 1/2照度角 θ≤ 14176。 5）間接照明器：照明器的絕大部分光通（ 90％ ~100％）向上，設(shè)計(jì)得好時(shí)，全部天棚成為一個(gè)照明光源，達(dá)到柔和無陰影的照明效果，由于照明器向下光通很少，只要布置合理直接眩光與反射眩光都很小。但因反射面的形狀、材料與處理差異很大，或出口面上的裝置不同，出射的光線分布有的很寬、有的集中，變化很多。以增加光線的透過率； C、增加區(qū)域Ⅰ減少區(qū)域Ⅲ，即增加直接出射光部分 ； D、當(dāng)區(qū)域Ⅱ縮小到零時(shí)，區(qū)域Ⅲ內(nèi)的光線全部反射向區(qū)域Ⅰ中、當(dāng)反射出來光線的角度與區(qū)域Ⅰ的直接出射光線角度全吻合時(shí)，可獲得高的光輸出比。光源在照明器內(nèi)由于燈腔溫度較高，光源發(fā)出的光通比裸露點(diǎn)燃時(shí)或少或多，同時(shí)光源輻射的光通量經(jīng)過照明器光學(xué)部件的反射和透射必然要引起一些損失，所以照明器光輸出比總是小于 1，其值可用下式計(jì)算 %10012 ????? （ ） 式中： 1? —— 照明器內(nèi)光源裸露點(diǎn)燃時(shí)出射的光通量， lm； 2? —— 照明器出射的光通量， lm。范圍內(nèi)的亮度值，應(yīng)由制造廠測試后提供給用戶。發(fā)光體射向空間的每根光線都可以用球體上各點(diǎn)坐標(biāo)表示，將光源射向球體上光強(qiáng)相同的各方向上的點(diǎn)用線聯(lián)結(jié)起來，構(gòu)成封閉的等光強(qiáng)曲線（類似于地球表面的等高線），就能表示光強(qiáng)在空間各方向的分布。3002001000C 0C 45C 90cd/1000lm 圖 極坐標(biāo)配光曲線 圖 不對稱照明器配光曲線 為了便于比較不同照明器的配光特性，通常將光源化為 1000lm光通量的假想光源來繪制光強(qiáng)分布曲線，當(dāng)被測光源不是 l000lm時(shí)，可用下式換算： ?? II s ???1000 （ ） 式中： ?I —— 換算成光源光通量為 1000lm時(shí)θ方向的光強(qiáng)， cd； ?I? —— 照明器在θ方向的實(shí)際光強(qiáng)， cd； s? —— 照明器實(shí)際配用的光源光通量， lm。光強(qiáng)曲線（ cd)光源為10 00 （1m ） 0 176。90 176。?平面角的面相應(yīng)的稱為 C4 C90、C270?平面。 圖 。 1) 極坐標(biāo)配光曲線 在通過光源中心的測光平面上，測出照明器在不同角度的光強(qiáng)值。照明器通稱照明燈具或簡稱燈具。隨著新一代光源的不斷問世，應(yīng)積極選擇，應(yīng)用新光源。 在常用的電光源中，光效較高的有高壓鈉燈、金屬鹵化物燈和熒光燈等；顯色性較好的有白熾燈、 鹵鎢燈、熒光燈、金屬鹵化物燈等；壽命較長的，目前國內(nèi)生產(chǎn)的光源有高壓汞燈和高壓鈉燈；能瞬時(shí)啟動、再啟動的光源是白熾燈、鹵鎢燈等；輸出光通量隨電壓波動變化最大的是高壓鈉燈、最小的是熒光燈。所以如何解決耐臟和削弱眩光作用就是需要研究的問題了。頂棚在裝修方法上曾有過反復(fù)，過去美國改造舊隧道時(shí)，為了利用頂棚的二次反射增加路面亮度，采用過貼瓷磚的辦法。提高墻面的反射率，對改善照明效果十分有益，一般均采用明亮的顏色作為內(nèi)裝的基本色調(diào)。 背景長度(m) 車速（ km／ h） 圖 隧道照明的效果，不僅取決于電燈的亮度，而且與背景空間的反射率密 切相關(guān)。為了使照明可靠，確保連續(xù)性，必須保證有兩個(gè)以上獨(dú)立電網(wǎng)供電。同時(shí)還要注意到隧道的特點(diǎn)，即它是一個(gè)封閉空間。由于自然光的影響范圍很小，一般僅為 2倍隧道入口高度（約 10m）的范圍，除洞外散射光較強(qiáng)時(shí)，可以考慮不作人工照明外，在 10m以外因自然光影響很小， 不再考慮它的影響，所以只按人工亮度計(jì)算，這樣做能使計(jì)算得以簡化。后者在出口引道上設(shè)置曲線，并在曲線外側(cè)設(shè)置擋墻、種植高大常青喬木等，擋住直射的陽光。其方法主要有兩個(gè)：即在洞內(nèi)出口段設(shè)置曲線，或在洞外設(shè)置曲線段并作遮擋。例如，出口洞外為空闊環(huán)境、面向大海、面對雪山等高亮度并能形成眩光時(shí)，出口則應(yīng)加強(qiáng)照明，否則無須作加強(qiáng)照明。其減少的程度以不會因此而導(dǎo)致交通事故為限度，一般折減系數(shù)可以取 。 表 交通方式 項(xiàng) 目 單 向 2 車 道 對 向 2 車 道 交通量（小汽車 輛 /d） ＞ 15， 000 7000~15， 000 ＜ 7， 000 ＞ 6， 000 ＜ 6， 000 重慶交通大學(xué)教案 189 折 減 系 數(shù) 隧道長度與 L3有一定關(guān)系：隧道長，適應(yīng)時(shí)間也長， L3可以適當(dāng)?shù)慕档停环粗?L3就高。 表 L3的區(qū)分 隧道類別 L3（ cd/m2） 一般值 最低值 最高值 山嶺隧道（ V≤ 60km/h） 2~3 1~ 高速公路隧道 20~30 40 城市隧道 5~10 交通量多的重要隧道可乘以倍數(shù)（根據(jù)重要性 ，可以取到 2），交通量少的可乘以折減系數(shù)。該適應(yīng)時(shí)間取決于基本段亮度與適應(yīng)段亮度之比，可參照圖 確定。前者按“強(qiáng)烈日光”，“有云”，“陰天”，“黎明或傍晚”，“夜間”等 5級調(diào)節(jié)，并由光電元件自 重慶交通大學(xué)教案 188 動控制。在此范圍內(nèi)白天可以省略人工照明，但在夜間為了保持照明的連續(xù)性 ，仍應(yīng)進(jìn)行照明。 一些國家規(guī)定的 L2值雖然有所不同，但是大體上都是經(jīng)過 2S即可完成對 L2的適應(yīng)過程，爾后開始對下一段的適應(yīng)。注視時(shí)間長，車速低，則 L2低 ；反之則高。因而L2/L1應(yīng)該有一個(gè)恰當(dāng)?shù)谋戎?。司機(jī)在引入段行駛時(shí)，已經(jīng)適應(yīng)那里的亮度水平，當(dāng)他處于適應(yīng)點(diǎn)位置觀察隧道內(nèi)部時(shí)，至少應(yīng)當(dāng)滿足在停車視距以遠(yuǎn)處能識別 20 20cm的正方形障礙物（實(shí)換算長度、與背景間的亮度對比 C＝ 20％）。 2） CIE法（ CIE：國際照明委員會） 6 32 1112131 LLLL ??? （ ） 式中： L11—— 距洞口為 D1處面向洞口的前視亮度，在數(shù)值上 D1=V（ m）（其中 V為車速 數(shù)值），參見圖 ； L12—— 距洞口為 D2處面向洞口的前視亮度，在數(shù)值上 D 2=2V（ m）； L13—— 距洞口為 D3處面向洞口的前視亮度，在數(shù)值上見 D3=3V（ m）。在實(shí)際取值中存在一定困難，即用哪一點(diǎn)的亮度代表洞外亮度合適。 在照明設(shè)計(jì)中，車速與洞外亮度是兩個(gè)主要基準(zhǔn)值，車速已由道路等級限定，洞外亮度值要由道路照明設(shè)計(jì)者進(jìn)行周密調(diào)查后確定。(1) 接近段 在道路隧道各照明區(qū)段中，在洞口（設(shè)有光過渡建筑時(shí)，則為其入口）前，從注視 重慶交通大學(xué)教案 186 點(diǎn)到適應(yīng)點(diǎn)之間的一段道路，在照明上稱為接近段。短隧道的照明問題比較復(fù)雜，本教材不作專題討論。 充分考慮視覺適應(yīng)規(guī)律，可以把亮度維持在一個(gè)較低的水平上，根據(jù)情況，甚至可以維持在最低的水平上 。有了充足的、甚至是較高的亮度水平，那么其它問題比較好解決。這里大體上應(yīng)滿足兩點(diǎn)，即視覺信息的不間斷性和照明的經(jīng)濟(jì)性，前者要求有較高的亮度，后者要求用較低的亮度，照明設(shè)計(jì)者則應(yīng)該把它們統(tǒng)一起來。這種狀態(tài)要持續(xù)一個(gè)暗適應(yīng)過程所需的時(shí)間，其長短與洞外亮度和洞內(nèi)亮度的大小等有關(guān)。但是由洞外亮度（約 4000cd／ m2）降到洞內(nèi)中間段亮度（山嶺隧道為 2－ 3cd／ m2城市隧道 5－10cd／ m2的比率卻很大。這種場合采用高桿照明，在照亮道路的同時(shí)也照亮環(huán)境，可以獲得與白天相似的良好誘導(dǎo)性。如在分隔帶的斷頭，分流處的前端，為了標(biāo)明其位置，應(yīng)設(shè)置視線誘導(dǎo)標(biāo)志。另外，有的用不同顏色的路面顯示其不同的用途，如把 自行車道做成暗紅色以示區(qū)別。道路標(biāo)志的能見度，還同本身的反射特性和路面反射特性之間的差異有關(guān)。在隧道內(nèi)墻面也可以起誘導(dǎo)作用，但隧道內(nèi)的誘導(dǎo)作用首先要求有足夠的照明，使誘導(dǎo)標(biāo)志成為可以視見的。 眩光等級 G與主觀上對不舒適感覺評價(jià)的相應(yīng)關(guān)系為： G=1：無法忍受 G＝ 3：干擾 G=5：允許的極限 G＝ 7：滿意 G=9：無影響 (4) 誘導(dǎo)性 為了保證交通安全，道路的走向，道路的界限，道路交叉點(diǎn)以及特殊地點(diǎn)都應(yīng)該清晰可見，這就要求有良好的誘導(dǎo)性。 88176。時(shí)所必須的相對閾對比增量來獲得，并將這個(gè)量命名為閾增量 TI，以％表示。故有效對比為： ? ? ? ? ? ?VbbVbVVbbe f fVbe f f LL LLLL LLLLL LLLC ???? ??????? 000有效 （ ） 式中： beffL —— 有效背景亮度， beffL ＝ bL ＋ VL VL —— 等效光幕亮度； 其余符號意義同前。在眩光條件下的總視感，必須把光幕亮度疊加在無眩光時(shí)景物成象亮度之上。該眩光減少司機(jī)駕駛運(yùn)行的舒適程度，用眩光控制等級（ G）表示。 (3) 眩光限制 道路照明的眩光可以分為兩類：失能眩光和不舒適眩光。 maxminLLUl ? （ ） 式中： Lmax— 從車道線中心線上測得的最大亮度； Lmin—— 從車 道線中心線上測得的最小亮度。 對于隧道總均勻度包括路面和兩側(cè) 2m高范圍內(nèi)的墻面，晝間 U0≥ 0． 7；夜間 U0≥ 0． 5。 1） 總均勻度（ U0） 照明裝置保證提供良好的路面平均亮度后，路面上一些局部區(qū)域還可能出現(xiàn)最小亮度 重慶交通大學(xué)教案 182 Lmin。 2 40平均亮度（nt）亮度對比 平均亮度 圖 Lav和亮度對比 C的關(guān)系 (2) 路面亮度均勻度 保證亮度均勻度是為了給司機(jī)提供良好的能見度和視覺上的舒適性。但是正如前面已經(jīng)敘述過的，路面（背景）亮度越高，眼睛的對比 靈敏度越好（亮度對比閾ε越?。?。 識別時(shí)間還受視覺適應(yīng)的影響，不論是暗適應(yīng)還是明適應(yīng)，識別時(shí)間都受到影響。煙霧濃度相同時(shí)，不同類型光源的效果不同，其視距也不同，如 τ100＝ 0． 5時(shí)，鈉燈視距為 80m，螢光燈視距為 45m。顯然，α +ρ +τ =1，所以τ是小于 1的系數(shù)。 3）透過率 在道路隧道中的空氣里，或多或少的存在著污染物質(zhì)。來自對象（或背景）的不同波長的光線將受到不同程度的散射。如果司機(jī)在霧中打開前大燈，會出現(xiàn)“白壁現(xiàn)象”。 霧粒子半徑通常 大于 3～ 5μ m，所以它對可見光的散射無選擇性。所以波長越短的光線，受到的散射效應(yīng)也越強(qiáng)，而長波則不易被散射。 2）空氣的散射作用 散射是指空氣組成成份把原來向一個(gè)方向傳播的光變成向各個(gè)方向傳播，使原來光線減弱的現(xiàn)象。在陽光照射下產(chǎn)生光幕亮度，見圖 。 光幕還影響到對象和背景的亮度對比，設(shè)因光幕作用亮度對比由 C變化為 C′，則 ? ? ? ???????????????????VbbVbVVbbbLLLLLLLLLLCLLLC000 （ ） 顯而易見 C′≤ C。在傳播的過程中必然受到兩種作用：一種是吸收作用，即空氣把其中一部分光通轉(zhuǎn)換成其它形式的能量；另一種是散射作用，即空氣使其中另一部分光通偏離了原來傳播方向，散向任意方向。隧道內(nèi)的背景主要是路面和墻面，頂棚也可以 是背景。 如果 S→∞，則β A＝ 0，若△β =β B β A = TSb =10″，可求得 ST=1340m。 故 ???? ?? TTSbSN2 （ ） 若使△β =δ =10″， ST＝ 100m處的 B點(diǎn)具有體觀視覺，取 b＝ ，則 N= 即，觀察 100m處的對象，背景應(yīng)大于 ，小于 內(nèi)。前者可選擇合適的照明器，使道路外延約 5m處的照明水平，不少于其毗鄰的車道內(nèi) 5m處的亮度值的 50％。另外，設(shè)置的道路標(biāo)志圖案。另外，在彩色斑駁的背景上，人眼的視角閾將要加大，這主要是背景亮度不均勻造 重慶交通大學(xué)教案 178 成的，顏色的作用是非常次要的。 亮度對比是識別對象的主要因素，顏色對比則為輔助因素。例如波長為 580～ 595nm的是黃色， 480～ 580nm的是綠色， 620～ 760nm的是紅色等單色光。 顏色可以分為非彩色和彩色兩大類。這里容易說明，為什么在背景很暗，如果障礙物（對象）的亮度也很暗時(shí)，或者說 C很小時(shí)，則障礙物與背景可以溶合的道理了