地下工程低碳理論與應(yīng)用 課件 -第1章 緒論

西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院地下工程系《地下工程低碳理論與應(yīng)用》2025年1月2日西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院地下工程系第7

章地下工程運(yùn)營(yíng)期低碳節(jié)能技術(shù)本章內(nèi)容提要本章教學(xué)目標(biāo)：了解交通隧道利用自然風(fēng)節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)方法了解地下工程通風(fēng)機(jī)組優(yōu)化配置技術(shù)了解照明燈具布置及控制技術(shù)、發(fā)光涂料、新能源及新材料等在隧道照明中的應(yīng)用掌握運(yùn)營(yíng)期低碳節(jié)能技術(shù)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用場(chǎng)景交通隧道利用自然風(fēng)節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)方法1照明節(jié)能技術(shù)在隧道運(yùn)營(yíng)期的應(yīng)用地下工程通風(fēng)機(jī)組優(yōu)化配置技術(shù)本章內(nèi)容提要23發(fā)光節(jié)能涂料在隧道照明中的應(yīng)用4新能源技術(shù)在隧道運(yùn)營(yíng)期的節(jié)能應(yīng)用5新材料在隧道運(yùn)營(yíng)期的節(jié)能應(yīng)用6交通隧道利用自然風(fēng)節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)方法1交通隧道利用自然風(fēng)節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)方法一7.1.1隧道自然風(fēng)氣象觀測(cè)物理量獲取自動(dòng)氣象站系統(tǒng)：集氣象數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、傳輸和管理于一體的無(wú)人值守的氣象采集系統(tǒng)。PH自動(dòng)氣象站用于測(cè)量氣溫、相對(duì)濕度、照度、雨量、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、輻射等基本氣象要素，具有顯示、自動(dòng)記錄、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、超限報(bào)警和數(shù)據(jù)通訊等功能。交通隧道利用自然風(fēng)節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)方法一7.1.1隧道自然風(fēng)氣象觀測(cè)物理量獲取在自動(dòng)氣象站直接布線不方便的情況下，中心氣象計(jì)算機(jī)可以與多臺(tái)PH自動(dòng)氣象站通過(guò)移動(dòng)GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)組成氣象監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。交通隧道利用自然風(fēng)節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)方法一7.1.2隧道自然風(fēng)風(fēng)速確定1.自然風(fēng)風(fēng)速計(jì)算方法根據(jù)氣象站采集的氣象數(shù)據(jù)，對(duì)各個(gè)時(shí)刻氣象數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的隧道內(nèi)各區(qū)段及斜井內(nèi)的自然風(fēng)進(jìn)行計(jì)算。為了反映隧道內(nèi)自然風(fēng)變化的真實(shí)情況，必須借助統(tǒng)計(jì)分析方法，獲得各區(qū)段風(fēng)速的頻率分布，從而使隧道的通風(fēng)設(shè)計(jì)具有一定的可靠度。交通隧道利用自然風(fēng)節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)方法一7.1.2隧道自然風(fēng)風(fēng)速確定1.自然風(fēng)風(fēng)速計(jì)算方法在隧道營(yíng)運(yùn)期間，車輛通過(guò)隧道時(shí)的消耗功率所轉(zhuǎn)變的熱量、隧道中各種電力設(shè)備所散發(fā)的熱量、隧道圍巖通過(guò)襯砌傳導(dǎo)的熱量共同影響著洞內(nèi)氣溫。同時(shí)考慮到洞內(nèi)交通阻滯以及其他極端情況，現(xiàn)令洞內(nèi)空氣溫度依次取15℃、20℃、25℃、30℃。在這四種可能的洞內(nèi)氣溫情況下，分別結(jié)合洞外氣象參數(shù)求出隧道內(nèi)各區(qū)段的自然風(fēng)，然后統(tǒng)計(jì)分析自然風(fēng)風(fēng)速頻率分布。交通隧道利用自然風(fēng)節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)方法一7.1.3隧道自然風(fēng)利用模式及節(jié)能設(shè)計(jì)方法1.隧道利用自然風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)流程通風(fēng)方式的對(duì)比傳統(tǒng)通風(fēng)方式自然通風(fēng)自然風(fēng)的計(jì)算2～3m/s根據(jù)氣象資料計(jì)算自然風(fēng)的利用作為阻力考慮作為動(dòng)力考慮通風(fēng)方式選擇不考慮自然風(fēng)情況根據(jù)自然風(fēng)分布進(jìn)行設(shè)計(jì)通風(fēng)手段機(jī)械通風(fēng)方式自然利用為主、機(jī)械通風(fēng)為輔控制方式火災(zāi)/正常運(yùn)營(yíng)控制按照自然風(fēng)控制節(jié)能不節(jié)能節(jié)能通風(fēng)效果較好較好應(yīng)用對(duì)象需要進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)的隧道位于氣象分隔帶或自然風(fēng)較大的隧道交通隧道利用自然風(fēng)節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)方法一7.1.3隧道自然風(fēng)利用模式及節(jié)能設(shè)計(jì)方法1.隧道利用自然風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)流程利用自然風(fēng)進(jìn)行通風(fēng)的設(shè)計(jì)思想：根據(jù)隧道所處位置的氣象條件，或完全利用自然風(fēng)，或利用少量通風(fēng)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行輔助和補(bǔ)充，對(duì)自然風(fēng)誘導(dǎo)、控制、調(diào)節(jié)，從而達(dá)到隧道通風(fēng)的目的。通風(fēng)系統(tǒng)最大限度的利用自然能和最小限度的人工干預(yù)。交通隧道利用自然風(fēng)節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)方法一7.1.3隧道自然風(fēng)利用模式及節(jié)能設(shè)計(jì)方法1.隧道利用自然風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)流程只有當(dāng)主隧道內(nèi)常年存在風(fēng)向恒定的自然風(fēng)，且自然風(fēng)風(fēng)向與機(jī)械通風(fēng)方向同向時(shí)，才可以利用自然風(fēng)進(jìn)行通風(fēng)。一般處于氣象分隔帶或洞口兩端壓差大的隧道可以利用自然風(fēng)進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)。得出隧道內(nèi)的全年自然風(fēng)風(fēng)速、風(fēng)向規(guī)律是利用自然進(jìn)行節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。交通隧道利用自然風(fēng)節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)方法一7.1.3隧道自然風(fēng)利用模式及節(jié)能設(shè)計(jì)方法2.隧道機(jī)械通風(fēng)方向確定《公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)細(xì)則》規(guī)定：“在通風(fēng)計(jì)算中，一般可將自然通風(fēng)力作為隧道通風(fēng)阻力考慮；但當(dāng)確定自然風(fēng)作用引起的洞內(nèi)風(fēng)速常年與隧道通風(fēng)方向一致時(shí)，宜作為隧道通風(fēng)動(dòng)力考慮”。因此，機(jī)械通風(fēng)方向應(yīng)綜合考慮自然風(fēng)和交通風(fēng)的作用。交通隧道利用自然風(fēng)節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)方法一7.1.3隧道自然風(fēng)利用模式及節(jié)能設(shè)計(jì)方法3.隧道自然風(fēng)利用模式（1）自然風(fēng)利用原則——分段原則隧道自然風(fēng)風(fēng)速vn（m/s）自然風(fēng)的利用情況射流風(fēng)機(jī)送風(fēng)豎井排風(fēng)豎井策略Avn>v0動(dòng)力不開(kāi)啟風(fēng)機(jī)開(kāi)啟風(fēng)機(jī)開(kāi)啟風(fēng)機(jī)（或關(guān)閉風(fēng)機(jī)，打開(kāi)輔助風(fēng)道）策略B0<vn<v0動(dòng)力開(kāi)啟部分風(fēng)機(jī)開(kāi)啟風(fēng)機(jī)開(kāi)啟風(fēng)機(jī)策略Cvn<0阻力開(kāi)啟全部風(fēng)機(jī)開(kāi)啟風(fēng)機(jī)開(kāi)啟風(fēng)機(jī)地下工程通風(fēng)機(jī)組優(yōu)化配置技術(shù)2地下工程通風(fēng)機(jī)組優(yōu)化配置技術(shù)二1.軸流風(fēng)機(jī)安裝高度對(duì)效率的影響隨著軸流風(fēng)機(jī)安裝高度增加，風(fēng)機(jī)的效率也是增加的；當(dāng)安裝高度為2.8m時(shí)，風(fēng)機(jī)的效率有所減小，這是由于風(fēng)機(jī)的上緣逐漸靠近隧道拱頂造成的。當(dāng)風(fēng)機(jī)的安裝高度在1.4~2m時(shí)，其效率變化幅度不大。7.2.1軸流風(fēng)機(jī)效率提高方法不同安裝高度的風(fēng)機(jī)效率曲線圖地下工程通風(fēng)機(jī)組優(yōu)化配置技術(shù)二2.并聯(lián)風(fēng)機(jī)橫向間距對(duì)效率的影響隨著軸流風(fēng)機(jī)橫向間距增大，風(fēng)機(jī)的效率也是增加的。當(dāng)并聯(lián)風(fēng)機(jī)組的橫向間距小于4m時(shí)，風(fēng)機(jī)的效率是逐漸減小的，隨著風(fēng)機(jī)靠近隧道壁面，風(fēng)機(jī)效率也下降較大。當(dāng)并聯(lián)風(fēng)機(jī)橫向間距在4~8m之間變化時(shí)，風(fēng)機(jī)的效率變化不是很大。7.2.1軸流風(fēng)機(jī)效率提高方法不同橫向間距的風(fēng)機(jī)效率曲線圖地下工程通風(fēng)機(jī)組優(yōu)化配置技術(shù)二3.軸流風(fēng)機(jī)并聯(lián)臺(tái)數(shù)對(duì)效率的影響（1）相同功率的風(fēng)機(jī)同型號(hào)軸流風(fēng)機(jī)并聯(lián)時(shí)，一臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)與兩臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，隨著風(fēng)機(jī)流量的增大，風(fēng)機(jī)的效率變化不是很大。在相同的流量下，開(kāi)啟一臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的效率比開(kāi)啟兩臺(tái)時(shí)要大。7.2.1軸流風(fēng)機(jī)效率提高方法風(fēng)機(jī)的流量（m3/s）98.8106.4114.0121.6129.2一臺(tái)風(fēng)機(jī)0.9180.9200.9260.9290.932兩臺(tái)風(fēng)機(jī)0.8770.8800.8820.8860.887不同風(fēng)機(jī)出口風(fēng)速下的風(fēng)機(jī)效率地下工程通風(fēng)機(jī)組優(yōu)化配置技術(shù)二3.軸流風(fēng)機(jī)并聯(lián)臺(tái)數(shù)對(duì)效率的影響（2）不同功率的風(fēng)機(jī)隨著功率差值比增大，風(fēng)機(jī)效率下降的較大。當(dāng)兩臺(tái)并聯(lián)軸流風(fēng)機(jī)的差值比大于一定值時(shí)，將導(dǎo)致小功率的風(fēng)機(jī)不能正常運(yùn)行，這在風(fēng)機(jī)的選型中應(yīng)給予重視。7.2.1軸流風(fēng)機(jī)效率提高方法不同功率差值比下的風(fēng)機(jī)效率曲線圖地下工程通風(fēng)機(jī)組優(yōu)化配置技術(shù)二4.自然風(fēng)對(duì)并聯(lián)風(fēng)機(jī)效率的影響（1）開(kāi)啟一臺(tái)風(fēng)機(jī)開(kāi)啟一臺(tái)時(shí)，未開(kāi)啟的兩個(gè)風(fēng)機(jī)風(fēng)道內(nèi)出現(xiàn)了較為強(qiáng)烈的回流現(xiàn)象，該現(xiàn)象降低了軸流風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量或排風(fēng)量，而且使兩臺(tái)未運(yùn)行的風(fēng)機(jī)產(chǎn)生了反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，對(duì)風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行是非常不利的。7.2.1軸流風(fēng)機(jī)效率提高方法無(wú)自然風(fēng)下水平面速度標(biāo)量圖

無(wú)自然風(fēng)下風(fēng)機(jī)出口附近局部速度矢量圖地下工程通風(fēng)機(jī)組優(yōu)化配置技術(shù)二4.自然風(fēng)對(duì)并聯(lián)風(fēng)機(jī)效率的影響（1）開(kāi)啟一臺(tái)風(fēng)機(jī)在風(fēng)機(jī)出口端壓力逐漸增加，在漸縮段內(nèi)壓力達(dá)到最大；而在風(fēng)機(jī)入口端漸擴(kuò)段壓力較低，在風(fēng)機(jī)入口附近壓力達(dá)到最小。因此，在未開(kāi)啟風(fēng)機(jī)的風(fēng)道內(nèi)形成了明顯壓力差，導(dǎo)致了回流現(xiàn)象的發(fā)生。7.2.1軸流風(fēng)機(jī)效率提高方法地下風(fēng)機(jī)房水平面壓力分布圖地下工程通風(fēng)機(jī)組優(yōu)化配置技術(shù)二4.自然風(fēng)對(duì)并聯(lián)風(fēng)機(jī)效率的影響（2）開(kāi)啟兩臺(tái)風(fēng)機(jī)在風(fēng)機(jī)的入口處和漸擴(kuò)段附近出現(xiàn)了較為強(qiáng)烈的渦流現(xiàn)象。與開(kāi)啟一臺(tái)風(fēng)機(jī)時(shí)的情況相同，開(kāi)啟兩臺(tái)時(shí)在未開(kāi)啟的風(fēng)機(jī)風(fēng)道內(nèi)出現(xiàn)了非常強(qiáng)烈的回流現(xiàn)象。7.2.1軸流風(fēng)機(jī)效率提高方法無(wú)自然風(fēng)下水平面速度標(biāo)量圖

無(wú)自然風(fēng)下風(fēng)機(jī)出口附近局部速度矢量圖地下工程通風(fēng)機(jī)組優(yōu)化配置技術(shù)二4.自然風(fēng)對(duì)并聯(lián)風(fēng)機(jī)效率的影響（2）開(kāi)啟兩臺(tái)風(fēng)機(jī)在風(fēng)機(jī)出口端壓力逐漸增加，在漸縮段內(nèi)壓力達(dá)到最大；而在風(fēng)機(jī)入口端的漸擴(kuò)段壓力較低，在風(fēng)機(jī)入口附近壓力達(dá)到最小。因此，在未開(kāi)啟風(fēng)機(jī)的風(fēng)道內(nèi)形成了明顯的壓力差，導(dǎo)致了回流現(xiàn)象的發(fā)生。7.2.1軸流風(fēng)機(jī)效率提高方法地下風(fēng)機(jī)房水平面壓力分布圖地下工程通風(fēng)機(jī)組優(yōu)化配置技術(shù)二4.自然風(fēng)對(duì)并聯(lián)風(fēng)機(jī)效率的影響（3）開(kāi)啟三臺(tái)風(fēng)機(jī)在風(fēng)機(jī)出口前方處形成了較為均勻的壓力分布，氣流在進(jìn)入漸縮段的入口附近達(dá)到最大值。7.2.1軸流風(fēng)機(jī)效率提高方法無(wú)自然風(fēng)下水平面速度標(biāo)量圖

無(wú)自然風(fēng)下風(fēng)機(jī)出口附近局部速度矢量圖地下風(fēng)機(jī)房水平面壓力分布圖地下工程通風(fēng)機(jī)組優(yōu)化配置技術(shù)二4.自然風(fēng)對(duì)并聯(lián)風(fēng)機(jī)效率的影響并聯(lián)軸流風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)影響其效率，隨著并聯(lián)軸流風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)的增加，風(fēng)機(jī)效率變低；在自然風(fēng)與軸流風(fēng)機(jī)氣流方向一致時(shí)，其軸流風(fēng)機(jī)效率大于自然風(fēng)與軸流風(fēng)機(jī)氣流反向時(shí)的效率。7.2.1軸流風(fēng)機(jī)效率提高方法開(kāi)啟風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)的風(fēng)機(jī)效率曲線圖地下工程通風(fēng)機(jī)組優(yōu)化配置技術(shù)二1.送風(fēng)口送風(fēng)對(duì)主隧道影響范圍隧道內(nèi)的靜壓同樣在風(fēng)機(jī)出口125m左右達(dá)到最大值，隨后由于沿程阻力的影響逐漸降低直到隧道出口。從隧道送風(fēng)口至前方200m的范圍內(nèi)，具有較大的湍流強(qiáng)度，因此從隧道內(nèi)的湍流強(qiáng)度來(lái)看，送風(fēng)道的影響范圍為200m。7.2.2斜豎井送排風(fēng)對(duì)射流風(fēng)機(jī)影響隧道內(nèi)靜壓分布圖隧道內(nèi)湍流強(qiáng)度分布圖地下工程通風(fēng)機(jī)組優(yōu)化配置技術(shù)二2.排風(fēng)口排風(fēng)對(duì)主隧道影響范圍在距離排風(fēng)口20m以內(nèi)，其靜壓的增加幅度較大；隨著遠(yuǎn)離排風(fēng)道的入口，靜壓逐漸增大，隨后由于沿程摩阻損失，靜壓逐漸增大直到隧道出口。在距離排風(fēng)口20m以內(nèi)，風(fēng)速增加幅度也較大，并在排風(fēng)口處達(dá)到最大值。在距離排風(fēng)口20m以后，隧道內(nèi)的風(fēng)速變化逐漸變緩。7.2.2斜豎井送排風(fēng)對(duì)射流風(fēng)機(jī)影響隧道內(nèi)靜壓分布圖隧道內(nèi)風(fēng)速分布圖照明節(jié)能技術(shù)在隧道運(yùn)營(yíng)期的應(yīng)用3照明節(jié)能技術(shù)在隧道運(yùn)營(yíng)期的應(yīng)用三7.3.1隧道照明燈具的種類及性能隧道照明燈具的性能要求是高效節(jié)能。目前應(yīng)用于公路隧道的燈具主要有白熾燈、緊湊型熒光燈、高壓汞燈、低壓鈉燈和高壓鈉燈等。光源種類白熾燈緊湊型熒光燈高壓鈉燈低壓鈉燈金屬鹵化物燈LED熒光燈額定功率/W10~1505~5535~100018~18035~3500185~150光效/(lm/v)1560120150701080平均壽命/h1000~2000600018000~280005000800010000060000顯色指數(shù)95~99>8025~85—60~907580色溫/k2400~29002500~65001900~2800—3000~650045003800啟動(dòng)穩(wěn)定時(shí)間瞬時(shí)快速4~5min—4~10min快速瞬時(shí)再啟時(shí)間瞬時(shí)快速3min—10~15min快速瞬時(shí)閃爍不明顯高頻不明顯明顯—明顯明顯不明顯耐震性能較差較好較好—好好好照明節(jié)能技術(shù)在隧道運(yùn)營(yíng)期的應(yīng)用三7.3.2新型照明節(jié)能燈具1）電磁感應(yīng)無(wú)極燈（簡(jiǎn)稱無(wú)極燈）優(yōu)勢(shì)：無(wú)電極、壽命長(zhǎng)、光衰低、高效節(jié)能。2）白光LED光源優(yōu)勢(shì)：功耗低、壽命長(zhǎng)（正常發(fā)光6×104~105h）、抗震動(dòng)、無(wú)輻射照明節(jié)能技術(shù)在隧道運(yùn)營(yíng)期的應(yīng)用三7.3.3隧道照明燈具的布置在隧道照明系統(tǒng)中，通過(guò)研究照明燈具的光源特性，以及空間環(huán)境對(duì)光線亮度的影響，在燈光亮度滿足需求的前提下對(duì)燈具進(jìn)行優(yōu)化布置，經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究其節(jié)能效果也是非常顯著的。如何在滿足照明強(qiáng)度要求的前提下，使燈具的布置密度最小，減少燈具數(shù)量，以求達(dá)到節(jié)能的效果，也是隧道照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的一個(gè)方面。照明節(jié)能技術(shù)在隧道運(yùn)營(yíng)期的應(yīng)用三7.3.4隧道照明節(jié)能控制技術(shù)1.可控硅斬波型照明節(jié)能裝置采用可控硅斬波原理，通過(guò)控制晶閘管可控硅的導(dǎo)通角，將電網(wǎng)輸入的正弦波電壓斬掉一部分，從而降低輸出電壓的平均值，達(dá)到控壓節(jié)電的目的。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)照明系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)速度快、精度高，可分時(shí)段實(shí)時(shí)調(diào)整，有穩(wěn)壓作用，因?yàn)橹饕请娮釉鄬?duì)來(lái)說(shuō)體積小、設(shè)備輕、成本低。照明節(jié)能技術(shù)在隧道運(yùn)營(yíng)期的應(yīng)用三7.3.4隧道照明節(jié)能控制技術(shù)2.自耦降壓式調(diào)控節(jié)能裝置通過(guò)一個(gè)自藕變壓器機(jī)芯，根據(jù)輸入電壓高低情況，接連不同的固定變壓器抽頭，將電網(wǎng)電壓降低至5、10、15、20V等幾個(gè)檔，從而達(dá)到降壓節(jié)電的目的。優(yōu)點(diǎn)：克服了可控硅斬波型產(chǎn)品產(chǎn)生諧波的缺陷。實(shí)現(xiàn)電壓的正弦波輸出，結(jié)構(gòu)和功能都很簡(jiǎn)單，可靠性也比較高。照明節(jié)能技術(shù)在隧道運(yùn)營(yíng)期的應(yīng)用三7.3.4隧道照明節(jié)能控制技術(shù)3.太陽(yáng)能照明節(jié)能裝置太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能有兩種基本途徑。一種是把太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為熱能，另一種是通過(guò)光電器件將太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)換為電能。從隧道照明角度看，一般采用“太陽(yáng)光發(fā)電”，即通過(guò)轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成電能利用。因?yàn)楣怆娹D(zhuǎn)換裝置通常利用半導(dǎo)體器件的光伏效應(yīng)原理進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因此又稱太陽(yáng)能光伏技術(shù)。照明節(jié)能技術(shù)在隧道運(yùn)營(yíng)期的應(yīng)用三7.3.4隧道照明節(jié)能控制技術(shù)4.智能照明調(diào)控節(jié)能裝置采用RISC指令集的高速微處理器對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)運(yùn)算，動(dòng)態(tài)調(diào)整電壓、電流，進(jìn)而形成對(duì)電能質(zhì)量的有效控制和補(bǔ)償。根據(jù)照明調(diào)控系統(tǒng)的反饋電壓和電流動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出，達(dá)到啟動(dòng)、軟過(guò)渡、穩(wěn)壓、節(jié)能的目的。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)化電力質(zhì)量、有效保護(hù)電光源、延長(zhǎng)使用壽命、智能照明調(diào)控、適應(yīng)性好、可靠性高、配置靈活等。照明節(jié)能技術(shù)在隧道運(yùn)營(yíng)期的應(yīng)用三7.3.5基于智能控制的隧道照明節(jié)能研究1.隧道照明節(jié)能的智能控制算法1）通過(guò)灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)隧道所需要的照明亮度進(jìn)行預(yù)測(cè)，利用預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)隧道燈光配置進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)按需照明的節(jié)能效果。2）基于優(yōu)化模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隧道照明節(jié)能系統(tǒng)，該控制算法在承秦高速公路秦皇島段槐尖山隧道中應(yīng)用，其節(jié)能達(dá)到40%左右的效果。3）PID控制算法PID閉環(huán)反饋控制算法模糊PID控制算法照明節(jié)能技術(shù)在隧道運(yùn)營(yíng)期的應(yīng)用三7.3.5基于智能控制的隧道照明節(jié)能研究2.隧道照明節(jié)能研究的智能通信國(guó)內(nèi)外的隧道照明通信網(wǎng)絡(luò)：簡(jiǎn)潔的LonWorks總線傳統(tǒng)的RS485總線高效的CAN總線無(wú)線或者物聯(lián)網(wǎng)發(fā)光節(jié)能涂料在隧道照明中的應(yīng)用4發(fā)光節(jié)能涂料在隧道照明中的應(yīng)用四7.4.1隧道使用發(fā)光節(jié)能涂料的技術(shù)指標(biāo)序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)要求序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)要求1容器中的狀態(tài)無(wú)硬塊、攪拌后呈均勻狀態(tài)11耐人工老化老化時(shí)間840h2施工性涂刷2道無(wú)障礙粉化≤1級(jí)3低溫穩(wěn)定性3次循環(huán)不變質(zhì)變色≤2級(jí)4干燥時(shí)間表干≤2h外觀變化無(wú)起泡、剝落、裂紋5涂膜外觀正常12耐燃燒時(shí)間/min≥106耐水性96h無(wú)異常13火焰?zhèn)鞑ケ戎怠?57耐堿性48h無(wú)異常14阻火性阻火性損失/g≤15.08涂層耐溫變形5次循環(huán)無(wú)異常碳比體積/cm2≤759耐洗刷性＞5000次15材料反射率≥0.8510耐污染性＜15%16余暉降至0.005cd/m2≥2h發(fā)光節(jié)能涂料在隧道照明中的應(yīng)用四7.4.2發(fā)光節(jié)能涂料在公路隧道增光照明的應(yīng)用多功能蓄能發(fā)光材料為改性稀土鋁酸鹽，其吸收不可見(jiàn)光后轉(zhuǎn)化成可見(jiàn)光，輔助隧道照明可增光增亮、節(jié)約能耗；同時(shí)，其轉(zhuǎn)換的可見(jiàn)光光譜在480~580nm范圍，能彌補(bǔ)人造光源的光譜不連續(xù)性，提升隧道內(nèi)的視覺(jué)環(huán)境效果、增加視距；除此之外，其蓄能后延時(shí)發(fā)光，可提高隧道發(fā)生火災(zāi)等突發(fā)事故時(shí)的引導(dǎo)逃生效率。發(fā)光節(jié)能涂料在隧道照明中的應(yīng)用四7.4.3內(nèi)裝材料與高壓鈉燈組合照明優(yōu)化技術(shù)1.內(nèi)壁采用深色防火涂料根據(jù)瀝青路面亮度與照度的換算取值16.5lux/cd·m2，則路面的平均亮度換算值為8.7cd/m2，滿足規(guī)范中規(guī)定。發(fā)光節(jié)能涂料在隧道照明中的應(yīng)用四7.4.3內(nèi)裝材料與高壓鈉燈組合照明優(yōu)化技術(shù)2.內(nèi)壁采用58%反射率瓷磚在相同光通量條件下，當(dāng)對(duì)隧道內(nèi)表面兩側(cè)3米高度范圍內(nèi)設(shè)置具有58%反射率的瓷磚時(shí)，路面平均照度、照度均勻性與照明效率有明顯提高，可以節(jié)約光能量約為6.9%。發(fā)光節(jié)能涂料在隧道照明中的應(yīng)用四7.4.3內(nèi)裝材料與高壓鈉燈組合照明優(yōu)化技術(shù)3.內(nèi)壁采用85%發(fā)光節(jié)能涂料在相同光通量條件下，當(dāng)對(duì)隧道內(nèi)表面兩側(cè)3米高度范圍內(nèi)涂設(shè)具有85%反射率的發(fā)光節(jié)能涂料時(shí)，路面平均照度與照明效率有明顯提高，可以節(jié)約光能量約為12.6%。發(fā)光節(jié)能涂料在隧道照明中的應(yīng)用四7.4.4發(fā)光涂料最優(yōu)鋪設(shè)范圍方法在該隧道模型條件下，在3米高度范圍內(nèi)鋪設(shè)時(shí)的性價(jià)比最高。鋪設(shè)范圍(M)平均照度(lx)平均亮度(cd/m2)能效值最小照度與平均照度比值亮度提高率鋪設(shè)用料長(zhǎng)度(M)單位長(zhǎng)度效率比不鋪設(shè)1438.74.360.57500

31619.83.860.65112.64%34.21%4.5416810.23.70.66117.24%4.53.83%5.7117410.53.570.66520.69%63.45%6.5181113.440.6726.44%7.53.52%718911.53.290.66432.18%93.58%墻壁全截面20012.13.110.66539.08%10.53.72%新能源技術(shù)在隧道運(yùn)營(yíng)期的節(jié)能應(yīng)用5新能源技術(shù)在隧道運(yùn)營(yíng)期的節(jié)能應(yīng)用五7.5.1雷家坡1#隧道太陽(yáng)能棚熱自然通風(fēng)應(yīng)用雷家坡1#隧道多種能量綜合利用的自然通風(fēng)系統(tǒng)主要利用太陽(yáng)能、風(fēng)能地?zé)崮艿绕渌芰繉?shí)現(xiàn)隧道的通風(fēng)換氣。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2014年12月3日隧道通車運(yùn)營(yíng)以來(lái)，該套通風(fēng)系統(tǒng)使隧道在洞內(nèi)不開(kāi)啟風(fēng)機(jī)的情況下能夠24小時(shí)持續(xù)保持良好的通風(fēng)狀態(tài)，同時(shí)節(jié)約電費(fèi)260多萬(wàn)元，有效減少了運(yùn)營(yíng)成本。新能源技術(shù)在隧道運(yùn)營(yíng)期的節(jié)能應(yīng)用五7.5.2府村川隧道太陽(yáng)能熱水防凍系統(tǒng)用于隧道消防管道防凍的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)由太陽(yáng)能集熱裝置、管道循環(huán)裝置、智能控制裝置、輔助加熱裝置、儲(chǔ)熱裝置及附屬裝置等六部分組成。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，太陽(yáng)能熱水防凍系統(tǒng)熱水供應(yīng)穩(wěn)定可靠，其溫度能夠完全滿足消防管道防凍設(shè)計(jì)要求。新能源技術(shù)在隧道運(yùn)營(yíng)期的節(jié)能應(yīng)用五7.5.3太陽(yáng)能組件在隧道誘導(dǎo)燈及廣場(chǎng)照明中的節(jié)能應(yīng)用南小坪和武家莊隧道洞口誘導(dǎo)燈和主線治超站廣場(chǎng)照明引入了太陽(yáng)能工程。因未設(shè)洞外引導(dǎo)燈，夜間洞口線形輪廓不明顯。為改善洞口夜間行車環(huán)境，在洞口設(shè)置太陽(yáng)能LED誘導(dǎo)燈設(shè)施。由于治超廣場(chǎng)開(kāi)闊，所需照明范圍廣，且接收光照條件較好，因此在部分區(qū)域采用太陽(yáng)能LED照明方案可行，有利于照明節(jié)能，可降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。新能源技術(shù)在隧道運(yùn)營(yíng)期的節(jié)能應(yīng)用五7.5.4十天高速朱家溝隧道太陽(yáng)能供電工程朱家溝隧道太陽(yáng)能光伏發(fā)電采用切換型并網(wǎng)供電系統(tǒng)，白天日照充分時(shí)，光伏發(fā)電與公共市電網(wǎng)絡(luò)分離，直接利用太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)供電，當(dāng)日照不足、夜間及持續(xù)陰雨天氣時(shí)，自動(dòng)切換到公共市電電網(wǎng)向隧道內(nèi)負(fù)載供電。該方案既能確保隧道用電可靠及持久