基于双向反射分布函数的公路隧道照明计算方法及节能措施

任昱豪， 何世永， 潘国兵， 梁 波

(1. 重庆交通大学土木工程学院， 重庆 400074； 2. 重庆交通大学 省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室， 重庆 400074)

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我国隧道工程的规模不断扩大，随之而来的是巨额的运营电费和维护费用，如何在保证行车安全的前提下有效降低隧道照明能耗迫在眉睫。隧道内壁辅助照明作为一种新思路被提出[1-3]，即借隧道侧壁对灯具光线的反射作用以提高隧道内部的照明水平，从而适当降低隧道照明设计标准，达到节能减排的目的。国内外相关规范对隧道内饰材料作出以下说明： 《公路隧道照明设计细则》[4]提出"路面两侧2 m高范围内墙面宜铺设反射率高的材料，当墙面反射率达到0.7时，路面亮度可以增加10%"； 北美照明协会发布的技术文件[5]认为，应采用初始反射率至少为50%的墙面材料； 日本隧道照明标准中也提出，对路面照度亮度计算时要考虑隧道表面反光作用[6]。

为合理利用反光增量，需要找到准确确定反光增量的计算方法，这将有助于建立更准确的隧道照明设计标准，对实现隧道照明节能有着重要意义。潘国兵等[7]基于DIALux软件仿真，提出了一种反光增量的计算方法，即用反射系数描述侧壁反射特性。杨韬等[8]基于墙面反射系数、路面反射系数以及光通分配比例提出隧道照明反射增量系数，但在该方式下难以体现不同反射特性材料增光效应的差异。

对材料反光特性描述的准确性决定反光增量计算方法的准确性，因此，考虑使用双向反射分布函数 (BRDF)[9]描述光线在侧壁材料上的反射特性。……