2013年第2期地下工程与隧道UNDERGROUNDENGINEERINGANDTUNNELS2013No．2隧道自然光过渡设计浅议彭子晖(上海市隧道工程轨道交通设计研究院)摘要:从阐述隧道设置自然光过渡的作用入手，介绍了隧道自然光过渡长度确定的方法，结合工程实例，分析了不同减光建筑形式———遮阳棚、遮光棚、遮光板的自然光过渡的效果及其对隧道运营、维护、投资等影响，介绍了上海长江隧道出入口段自然光过渡的优化设计，以供类似工程设计参考。关键词:隧道洞口自然光过渡减光建筑照度值在进出隧道洞口时，人眼需要一定的时间来适应环境亮度的变化。相关研究表明，进入隧道的暗适应要比出隧道时的明适应所需时间长的多。而大部分隧道都是双向的，进口段和出口段平行设置。从景观角度来讲，一般进口和出口的自然光过渡采用同等长度的对称设计，而若注重工程经济性，出口段的自然光过渡可以短于入口段的自然光过渡。人工光过渡则按亮度计算出加强照明过渡段的长度。1自然光过渡的重要性隧道入口的光过渡一般由3个阶段组成:接近段，入口段和过渡段(见图1)［1］。接近段处在洞外自然光亮度向洞口亮度变化的过渡段，若采用照明灯具来减光，不经济且效果不佳。而采用特殊建筑造型的自然光过渡，可以将室外光线合理地过渡到洞口处的规范亮度值。洞内入口段和过渡段的减光则主要由加强照明来完成。自然光过渡在其中图1隧道入口亮度递减趋势示意图起到了一个让人眼瞳孔的收放适应从外界光照到洞内环境光变化过程的作用。如果直接跳过接近段不采用自然光过渡，隧道洞口处的黑洞效应将会剧增，常常导致驾驶员瞳孔收放速度跟不上洞口内外的光环境变化速度，甚至出现瞬间失明的现象，并且使得洞内加强照明的耗能剧增。故从隧道行车安全性和运营经济性考虑，隧道设置自然光过渡应是较为合理的设计。2自然光过渡长度的确定既然自然光过渡主要的功能是使人眼适应外界光至洞内光线的变化过程，其长度S主要与以下几个参数有关:洞外照度Eout(Lx)、洞内照度Ein(Lx)、驾驶员出入隧道口处人眼所需要的适应时间T(s)、隧道设计车速V(km/h)。根据相关实验研究及计算模型［2］，得出进入隧道洞口和出隧道洞口人眼所需适应时间的计算公式分别为:Tin=0．0204(Eout－Ein)0．6031(1)Tout=0．0201(Eout－Ein)0．6012(2)隧道自然光过渡长度S=VT/3．6－Dth－Dtr(3)式中:Dth为入口段长度(m)，可按规范［1］计算;Dtr为过渡段长度(m)，可按规范［1］计算。3自然光过渡的形式隧道洞口自然光过渡减光建筑的基本形式有遮阳棚、遮光棚和遮光板等。遮阳棚的顶棚一般为透光构造，不允许阳光直射到路面上，是为了减弱—8—DOI:10.13547/j.cnki.dxgcysd.2013.02.009第2期彭子晖:隧道自然光过渡设计浅议自然光亮度而修建的棚状构造物;遮光棚虽然也是一种减光措施，但它允许太阳光直射道路面上，这是遮光棚和遮阳棚的本质区别;而遮光板则是一种以防眩功能为主的构造物，通过遮挡主视野范围内太阳耀眼的强光来起到防眩的作用。各种遮光建筑形式的利与弊见表1。表1各种减光建筑形式比较表减光建筑形式优点缺点工程实例遮阳棚1．减弱自然光亮度;2．封闭式结构降低雨雪引起的车辆滑移，减少雨雪对路面基层侵蚀，延长使用寿命;3．对隧道周边环境起到一定的隔声作用1．雨雪与环境污染会造成减光效果不稳定;2．增加工程投资;3．运营期间维护工作量大;4．增加了隧道封闭段长度，不利于隧道内通风、消防;5．顶部大面积嵌装透光材料，增加城市光污染上海市新建路隧道;上海市打浦路隧道浦西出口遮光棚1．减光效果好，不受自然环境因素影响;2．工程投资少;3．运营期间维护工作量小;4．不增加隧道通风段长度1．形态较为古板，景观较差;2．路面容易产生斑马线条，容易使驾驶员感到不适上海市外环线隧道;上海市大连路隧道遮光板1．形式较为轻盈，景观性较好;2．工程投资少;3．运营期间维护工作量小;4．不增加隧道通风段长度减光效果较差，难以起到良好的过渡效果上海市复兴路隧道上层进出口;上海市翔殷路隧道上述3种减光建筑形式中，从单一的光过渡功能需求来考虑，遮阳棚透明材质的污染及运营期间的维护是其主要的弊端。然而，为了降低隧道洞口噪音对周边居民的影响，上...
