隧道自然光過(guò)渡設(shè)計(jì)淺議

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1、DOI:10.13547/j.cnki.dxgcysd.2013.02.0092013年地下工程與隧道2013第2期UNDERGROUNDENGINEERINGANDTUNNELSNo．2隧道自然光過(guò)渡設(shè)計(jì)淺議彭子暉(上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院)摘要:從闡述隧道設(shè)置自然光過(guò)渡的作用入手，介紹了隧道自然光過(guò)渡長(zhǎng)度確定的方法，結(jié)合工程實(shí)例，分析了不同減光建筑形式———遮陽(yáng)棚、遮光棚、遮光板的自然光過(guò)渡的效果及其對(duì)隧道運(yùn)營(yíng)、維護(hù)、投資等影響，介紹了上海長(zhǎng)江隧道出入口段自然光過(guò)渡的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以供類(lèi)似工程設(shè)計(jì)參考。關(guān)鍵詞:隧道洞口自然光過(guò)渡減光建筑照度值在進(jìn)出隧道洞口時(shí)，人眼需要

2、一定的時(shí)間來(lái)適起到了一個(gè)讓人眼瞳孔的收放適應(yīng)從外界光照到應(yīng)環(huán)境亮度的變化。相關(guān)研究表明，進(jìn)入隧道的暗洞內(nèi)環(huán)境光變化過(guò)程的作用。如果直接跳過(guò)接近適應(yīng)要比出隧道時(shí)的明適應(yīng)所需時(shí)間長(zhǎng)的多。而段不采用自然光過(guò)渡，隧道洞口處的黑洞效應(yīng)將會(huì)大部分隧道都是雙向的，進(jìn)口段和出口段平行設(shè)劇增，常常導(dǎo)致駕駛員瞳孔收放速度跟不上洞口內(nèi)置。從景觀角度來(lái)講，一般進(jìn)口和出口的自然光過(guò)外的光環(huán)境變化速度，甚至出現(xiàn)瞬間失明的現(xiàn)象，渡采用同等長(zhǎng)度的對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，而若注重工程經(jīng)濟(jì)并且使得洞內(nèi)加強(qiáng)照明的耗能劇增。故從隧道行性，出口段的自然光過(guò)渡可以短于入口段的自然光車(chē)安全性和運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性考慮，隧道設(shè)置自然光過(guò)渡過(guò)渡。人

3、工光過(guò)渡則按亮度計(jì)算出加強(qiáng)照明過(guò)渡應(yīng)是較為合理的設(shè)計(jì)。段的長(zhǎng)度。2自然光過(guò)渡長(zhǎng)度的確定1自然光過(guò)渡的重要性既然自然光過(guò)渡主要的功能是使人眼適應(yīng)外隧道入口的光過(guò)渡一般由3個(gè)階段組成:接近界光至洞內(nèi)光線的變化過(guò)程，其長(zhǎng)度S主要與以下［1］段，入口段和過(guò)渡段(見(jiàn)圖1)。接近段處在洞外幾個(gè)參數(shù)有關(guān):洞外照度Eout(Lx)、洞內(nèi)照度Ein自然光亮度向洞口亮度變化的過(guò)渡段，若采用照明(Lx)、駕駛員出入隧道口處人眼所需要的適應(yīng)時(shí)間燈具來(lái)減光，不經(jīng)濟(jì)且效果不佳。而采用特殊建筑T(s)、隧道設(shè)計(jì)車(chē)速V(km/h)。［2］造型的自然光過(guò)渡，可以將室外光線合理地過(guò)渡到根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究及計(jì)算模型

4、，得出進(jìn)入隧洞口處的規(guī)范亮度值。洞內(nèi)入口段和過(guò)渡段的減道洞口和出隧道洞口人眼所需適應(yīng)時(shí)間的計(jì)算公光則主要由加強(qiáng)照明來(lái)完成。自然光過(guò)渡在其中式分別為:0．6031Tin=0．0204(Eout－Ein)(1)0．6012Tout=0．0201(Eout－Ein)(2)隧道自然光過(guò)渡長(zhǎng)度S=VT/3．6－Dth－Dtr(3)［1］式中:Dth為入口段長(zhǎng)度(m)，可按規(guī)范計(jì)算;Dtr為［1］過(guò)渡段長(zhǎng)度(m)，可按規(guī)范計(jì)算。3自然光過(guò)渡的形式隧道洞口自然光過(guò)渡減光建筑的基本形式有遮陽(yáng)棚、遮光棚和遮光板等。遮陽(yáng)棚的頂棚一般為圖1隧道入口亮度遞減趨勢(shì)示意圖透光構(gòu)造，不允許陽(yáng)光直射到路面上

5、，是為了減弱—8—第2期彭子暉:隧道自然光過(guò)渡設(shè)計(jì)淺議自然光亮度而修建的棚狀構(gòu)造物;遮光棚雖然也是以防眩功能為主的構(gòu)造物，通過(guò)遮擋主視野范圍內(nèi)一種減光措施，但它允許太陽(yáng)光直射道路面上，這太陽(yáng)耀眼的強(qiáng)光來(lái)起到防眩的作用。各種遮光建是遮光棚和遮陽(yáng)棚的本質(zhì)區(qū)別;而遮光板則是一種筑形式的利與弊見(jiàn)表1。表1各種減光建筑形式比較表減光建筑形式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)工程實(shí)例1．雨雪與環(huán)境污染會(huì)造成減光效果不穩(wěn)定;1．減弱自然光亮度;2．增加工程投資;上海市新建路隧2．封閉式結(jié)構(gòu)降低雨雪引起的車(chē)輛滑移，減少雨3．運(yùn)營(yíng)期間維護(hù)工作量大;遮陽(yáng)棚道;上海市打浦路雪對(duì)路面基層侵蝕，延長(zhǎng)使用壽命;4．增加了隧道封閉

6、段長(zhǎng)度，不利于隧道內(nèi)通風(fēng)、隧道浦西出口3．對(duì)隧道周邊環(huán)境起到一定的隔聲作用消防;5．頂部大面積嵌裝透光材料，增加城市光污染1．減光效果好，不受自然環(huán)境因素影響;1．形態(tài)較為古板，景觀較差;上海市外環(huán)線隧2．工程投資少;遮光棚2．路面容易產(chǎn)生斑馬線條，容易使駕駛員感到道;上海市大連路3．運(yùn)營(yíng)期間維護(hù)工作量小;不適隧道4．不增加隧道通風(fēng)段長(zhǎng)度1．形式較為輕盈，景觀性較好;上海市復(fù)興路隧道2．工程投資少;遮光板減光效果較差，難以起到良好的過(guò)渡效果上層進(jìn)出口;3．運(yùn)營(yíng)期間維護(hù)工作量小;上海市翔殷路隧道4．不增加隧道通風(fēng)段長(zhǎng)度上述3種減光建筑形式中，從單一的光過(guò)渡功2)和打浦路隧道浦西

7、出口仍使用了遮陽(yáng)棚的形式，能需求來(lái)考慮，遮陽(yáng)棚透明材質(zhì)的污染及運(yùn)營(yíng)期間希望在起到遮光效果的同時(shí)，又起到一個(gè)隔音棚的的維護(hù)是其主要的弊端。然而，為了降低隧道洞口作用，為周邊居民提供一個(gè)相對(duì)寧?kù)o的環(huán)境。噪音對(duì)周邊居民的影響，上海市新建路隧道(見(jiàn)圖圖2上海市新建路隧道洞口遮陽(yáng)棚遮光棚形式的光過(guò)渡運(yùn)用較多，一般以光格柵的閃爍頻率。明暗交替的閃爍頻率與行車(chē)速度及條來(lái)阻擋自然光進(jìn)入駕駛員仰視20°的視野范圍遮光棚梁間距關(guān)系式為:內(nèi)，并將頂部格柵透光面積由引道向洞口依次遞f=V/d(4)減。早前的上海外環(huán)隧道和大連路