趙先順

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

0 引言

隨著國(guó)內(nèi)人口不斷增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的加速,中心區(qū)域用地需求越來(lái)越大。由于土地面積的限制,大型的地下空間整體開(kāi)發(fā)已成為當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)。在這樣的前提下，地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道應(yīng)運(yùn)而生。其定義為用于連接各地塊地下車庫(kù)并直接與城市道路相銜接的地下車行道路[1]。其功能定位和服務(wù)對(duì)象是40%的過(guò)境交通和60%的到發(fā)交通。

地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道作為介于城市道路隧道與地下停車庫(kù)之間一種地下道路，其線路較長(zhǎng)且多為環(huán)形，出入口較多且設(shè)計(jì)時(shí)速較低（20 km/h）。因此，在電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面有別于傳統(tǒng)意義的道路隧道與地下車庫(kù)，有必要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的探討和研究。

1 關(guān)于負(fù)荷等級(jí)確定的探討（見(jiàn)表1）

從表1對(duì)比分析可以得出道路隧道與地下車庫(kù)在負(fù)荷等級(jí)分類上大致相同，僅在基本照明與排水泵的負(fù)荷等級(jí)確定上存在較大區(qū)別。通過(guò)查閱相關(guān)資料可以明確電力負(fù)荷等級(jí)是根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)模、電力負(fù)荷因事故中斷在政治或經(jīng)濟(jì)上造成的影響或損失的程度來(lái)確定的。根據(jù)這個(gè)原則下面對(duì)照明和排水泵分別進(jìn)行分析。

表1 道路隧道與地下停車庫(kù)負(fù)荷等級(jí)列表

排水泵作為隧道的重要?jiǎng)恿ω?fù)荷按一級(jí)負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì)是因?yàn)榇蟛糠值呐潘迷O(shè)置在隧道的出入口和最低點(diǎn)處，主要作用是排出流入隧道的雨水和隧道內(nèi)部的滲漏水。隧道內(nèi)由于有大量車輛通行，在暴雨情況下如果排水泵電源不夠可靠造成水泵停止運(yùn)行，可能會(huì)使大量雨水涌入隧道內(nèi)造成車輛的拋錨，從而有可能導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。地下車庫(kù)排水泵負(fù)荷等級(jí)是根據(jù)其建設(shè)規(guī)模確定的，對(duì)于一類高層和二類高層其排水泵有著不同的負(fù)荷等級(jí)。地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道多建設(shè)在大型城市的區(qū)域，連接著這片區(qū)內(nèi)主要的商業(yè)辦公地下車庫(kù),高峰時(shí)段的車流也會(huì)比較密集，在同樣的緊急情況下斷電可能造成的人員和財(cái)產(chǎn)損失也不小。另外，考慮到其連接的又基本都是一、二類高層、超高層建筑的地下車庫(kù)，無(wú)論是參考公路隧道還是地下車庫(kù)，筆者都認(rèn)為把地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道的排水泵定為一級(jí)負(fù)荷是合理的。

道路隧道的一般照明按一級(jí)負(fù)荷設(shè)計(jì)。筆者認(rèn)為主要原因是道路隧道的車速較快，如果突然出現(xiàn)照明斷電的情況容易使駕駛員突然緊張，而其10%的應(yīng)急照明又無(wú)法滿足通行需要，所以容易造成車輛事故并進(jìn)而產(chǎn)生人員傷亡。而且，道路隧道一般是連接城市主干路或次干路，其交通的高峰流量較大，萬(wàn)一內(nèi)部發(fā)生事故會(huì)造成其救援的難度極大，并會(huì)影響周邊道路出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間堵塞，造成不良社會(huì)影響和財(cái)產(chǎn)損失。地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道的主要功能是連接周邊地下車庫(kù)，減少對(duì)周邊地面道路交通的影響，雖然兼顧交通通行的功能，但其交通流量與一般道路隧道相比較少。其次，由于在聯(lián)絡(luò)道內(nèi)行駛的車輛車速較低（20 km/h），所以，即便在其一般照明突然斷電的情況下，依然可以依靠10%的應(yīng)急照明和車輛本身的照明正常通行，避免造成交通事故。因此，在一般照明的負(fù)荷等級(jí)定義上比起道路隧道適當(dāng)降低有其合理性。綜上所述，筆者認(rèn)為可以把地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道的一般照明負(fù)荷等級(jí)定在道路隧道和地下車庫(kù)之間，即為二級(jí)負(fù)荷。

2 關(guān)于變電所的設(shè)置原則的探討（見(jiàn)表2）

表2 道路隧道與地下停車庫(kù)變電所設(shè)置原則列表

從表2中，可以得出在變電所的設(shè)置方面，地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道與兩者有較大的差異。與道路隧道相比，地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道的線路較為復(fù)雜，多為環(huán)線形式，而道路隧道線路多為直線；與地下車庫(kù)相比，地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道的管線附設(shè)路由受到線路的影響并不能選擇相對(duì)最近的路由。所以，地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道的變電所設(shè)置原則應(yīng)有相對(duì)獨(dú)立的原則。根據(jù)筆者在工作中的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）項(xiàng)目?jī)?nèi)的最大用電設(shè)備負(fù)荷為消防排煙風(fēng)機(jī)，且風(fēng)機(jī)房多設(shè)置在主線環(huán)路側(cè)；（2）距離變電所的最遠(yuǎn)端負(fù)荷為出入口的雨水泵，但由于地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道的出入口坡道較陡、設(shè)計(jì)限高較低造成了出入口的敞口面積比城市道路隧道小一些，所以雨水泵的功率較小；（3）消防泵房在主要考慮水損和末端壓力的情況下一般設(shè)置在主線環(huán)路南北側(cè)或者東西側(cè)。根據(jù)以上特點(diǎn)，地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道變電所設(shè)置可以得出以下的原則:（1）變電所應(yīng)設(shè)置在主線環(huán)路東西或者南北兩側(cè)；（2）應(yīng)優(yōu)先考慮結(jié)合風(fēng)機(jī)房設(shè)置,能與風(fēng)機(jī)房與水泵房一起設(shè)置為最佳；（3）需復(fù)核至最遠(yuǎn)端負(fù)荷線路即出入口雨水泵的線路壓降。

3 關(guān)于照明設(shè)計(jì)的探討（見(jiàn)表3）

表3 道路隧道與地下停車庫(kù)照明對(duì)比表

地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道作用是連接周邊多個(gè)地下車庫(kù)與市政道路，在其進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)，無(wú)論是參考道路隧道還是地下停車庫(kù)都不盡合理。從表3中，可以得出道路隧道對(duì)于燈具布置的頻閃有較高要求，對(duì)于一般照明的亮度、均勻度要求都有所不同。下面對(duì)于地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道的照明設(shè)計(jì)的三個(gè)主要方面進(jìn)行分析。

3.1 關(guān)于照度標(biāo)準(zhǔn)的選擇

道路隧道的中間段亮度主要取決于車輛行駛的速度，而地下車庫(kù)行駛車速非常低，但由于存在人車混流的情況，且需要滿足停車辨識(shí)度的要求，所以在同等速度下對(duì)于照度的要求更高。地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道的設(shè)計(jì)時(shí)速為20 km/h,介于道路隧道和地下車庫(kù)之間，又有著用于連接兩者的功能，根據(jù)司機(jī)的行駛軌跡即城市道路-車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道-地下車庫(kù)，其亮度在視覺(jué)上是一個(gè)漸變的過(guò)程。所以，地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道的亮度更靠近地下車庫(kù)較為合適，但如果采用全部提高基本端的亮度標(biāo)準(zhǔn)的方式既不合理，也不節(jié)能。因此，筆者認(rèn)為參考道路隧道出入口的做法在聯(lián)絡(luò)道與地下車庫(kù)的出入口處設(shè)置局部的加強(qiáng)照明是一種可行的方法。如圖1所示是一個(gè)典型的地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道與地下車庫(kù)的出入口，其車庫(kù)入口閘機(jī)距離聯(lián)絡(luò)道一般不小于40 m，需提供7輛小汽車的排隊(duì)長(zhǎng)度。參考道路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范，當(dāng)車速為20 km/h時(shí)，入口段總長(zhǎng)度可取1倍的照明停車視距即20 m，出口段長(zhǎng)度可取30~40 m。所以，對(duì)于地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道而言，考慮出入口處約40 m的加強(qiáng)照明已可以滿足要求。地下停車庫(kù)行車道亮度約為3.3 cd·m2，考慮到內(nèi)外環(huán)境亮度較大會(huì)引起黑洞效應(yīng)或造成視覺(jué)適應(yīng)滯后的情況，會(huì)對(duì)行駛安全有較大影響，所以對(duì)于該入口段區(qū)域的亮度靠近地下車庫(kù)的亮度取3 cd·m2是合適的。對(duì)于中間段照明的亮度，筆者認(rèn)為雖然地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道的設(shè)計(jì)時(shí)速比起城市道路隧道的最低40 km/h更低，但由于其一般建設(shè)區(qū)域都為國(guó)內(nèi)大型、特大型城市的CBD區(qū)域，適當(dāng)提高其亮度標(biāo)準(zhǔn)有其合理性。所以，地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道的中間段亮度還是匹配城市道路隧道取1.5 cd·m2較為合適。

圖1 地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道出入口示意圖

3.2 關(guān)于照明均勻度的要求

從表3中可以看出，道路隧道更注重縱向均勻度即路面中線上均勻度的要求，而地下車庫(kù)則對(duì)總體均勻度的要求較高。究其原因筆者認(rèn)為道路隧道功能是交通通行，所以對(duì)于司機(jī)在行駛過(guò)程中路面的照明均勻度有著更高的要求，而駛?cè)氲叵萝噹?kù)內(nèi)的車輛其主要目的是為了尋找合適的停車位，車輛本身的速度很低，況且車庫(kù)內(nèi)會(huì)有行人的走動(dòng)，照明需要兼顧車輛和人行的需求，所以其總體均勻度需要達(dá)到0.6。由于車庫(kù)除了正常的照明外還可能會(huì)設(shè)置一些廣告燈箱，所以要達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)并不困難。地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道的設(shè)計(jì)車道寬為3 m，道路隧道車道最小寬為3.5 m，司機(jī)在其內(nèi)部行駛的難度顯然更大，另外由于其線路往往非常復(fù)雜且出入口較多，在不增加燈具能耗滿足節(jié)能要求的情況下適當(dāng)提高聯(lián)絡(luò)道內(nèi)的照明縱向均勻度是有必要的，故取0.8。而對(duì)于總體均勻度，與道路隧道相同，車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道內(nèi)并沒(méi)有行人，無(wú)需考慮人車混流的狀況，所以總體均勻度還是取0.4。

3.3 關(guān)于燈具布置的要求

由于駕車經(jīng)過(guò)亮度在空間上產(chǎn)生周期性變化的區(qū)域，如遮光板（包括透光式和不透光式）或分別安裝的燈具所產(chǎn)生的變化，會(huì)有閃爍的感覺(jué)。在特定情況下，閃爍會(huì)導(dǎo)致不舒適，有時(shí)甚至造成嚴(yán)重的后果。道路隧道與地下車庫(kù)相比，設(shè)計(jì)車速高出許多，故在頻閃方面有較高的要求。地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道車速雖然介于兩者之間，但由于其本身兼顧交通通行的功能，所以參考道路隧道計(jì)入頻閃的影響較為合理。

閃爍造成的視覺(jué)不舒適感的程度取決于：（1）每秒鐘輝度變化的次數(shù)（閃爍頻率）；（2）整個(gè)體驗(yàn)的總持續(xù)時(shí)間；（3）每個(gè)期間內(nèi)亮度的峰（亮）谷（暗）比（輝度調(diào)制深度）及上升陡度（上升時(shí)間）。以上的幾點(diǎn)都與車速和燈具的布置間距有較大關(guān)系。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以得出閃爍頻率的計(jì)算公式為：

式中：f為 XX 頻率，Hz；v為車速，m/s；d為燈具安裝間距，m。

地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道確定車速為20 km/h（=5.6m/s），根據(jù)表3中頻閃要求通過(guò)計(jì)算可以得出燈具間距范圍為小于0.37 m或大于2.24 m。

4 工程案例

武漢二七核心商務(wù)區(qū)地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道，該項(xiàng)目位于漢口濱江國(guó)際商務(wù)區(qū)（見(jiàn)圖2）。地下聯(lián)絡(luò)道用于連接周邊14個(gè)地塊，并與二七路越江隧道有兩個(gè)接口。主線3車道長(zhǎng)約1.8 km，出入口匝道2車道約1.2 km，暗埋段總長(zhǎng)約3 km。

圖2 武漢二七地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道示意圖

由于該工程需考慮與二七路越江隧道的連接，據(jù)了解該隧道的設(shè)計(jì)時(shí)速為80 km/h,設(shè)計(jì)基本段亮度為4 cd·m2,故在與其連接的出入口加強(qiáng)照明按 4 cd·m2進(jìn)行設(shè)計(jì)，主線基本段按 1.5 cd·m2，與車庫(kù)連接的出入口按3 cd·m2，采用目前主流的DIALux照明設(shè)計(jì)軟件對(duì)主線二車道、三車道和出入口進(jìn)行仿真模擬如圖3、圖4所示，得出的結(jié)論如表4所列。

圖3 地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道二車道仿真圖

圖4 地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道三車道仿真圖

表4 武漢二七地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道燈具列表

5 結(jié)語(yǔ)

地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道作為人口密集化國(guó)際大都市解決市中心地面交通擁堵的一種方式，會(huì)越來(lái)越多地出現(xiàn)在今后的生活中。筆者通過(guò)分析其與城市道路隧道和地下車庫(kù)在負(fù)荷等級(jí)、變電所的設(shè)置、基本照明設(shè)計(jì)幾個(gè)方面的特點(diǎn)，得出了較為適合地下車庫(kù)聯(lián)絡(luò)道的設(shè)計(jì)基本原則，并在實(shí)際項(xiàng)目中進(jìn)行應(yīng)用。希望能夠?yàn)橥性诖祟愴?xiàng)目電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)提供借鑒。