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原文传递隧道照明光源色温的视觉功效与节能研究

论文题名：	隧道照明光源色温的视觉功效与节能研究
关键词：	隧道照明;光源色温;视觉功效;节能技术
摘要：	隧道为半封闭管状建筑物，由于其特殊性，司乘人员在通过隧道可能存在“黑洞”、“黑框”、“视觉适应滞后”、“白洞”等视觉现象。为减小该视觉现象对司乘人员的影响，保证隧道内的安全通行，需要进行隧道照明。目前，隧道照明质量主要通过路面平均亮度、路面亮度均匀度等指标进行评价。然而，隧道大多数区域属于中间视觉环境，亮度计或亮度测量方式却均基于明视觉理论。另外，基于亮度的隧道照明质量评价无法反映出光生物效应对人体的影响。　　论文以光源色温为研究对象，利用现有中间视觉领域最直接、有效的研究方法——视觉功效法，通过光源色温与小目标可见度试验和基于对比度的光源色温与视觉功效试验，分别从可见度和反应时间两个角度深入研究了光源色温与视觉功效的影响。最后基于等效照明节能理念，分析了光源色温的节能效果。论文的主要研究内容和结论如下: 　　①在理论基础方面，论文从隧道照明节能和光源色温影响下的视觉功效两个方面进行了国内研究现状的调研，指出国内隧道照明节能主要通过照明设计参数优化、布灯方式、隧道灯具选择、侧壁光反射比、照明控制、自然光的利用等途径进行研究。针对视觉功效理论，首先基于隧道这一特殊场所介绍了隧道照明的视觉特性和现有隧道照明评价方法。然后，从可见度和反应时间两个角度阐述了视觉功效的影响因素; 　　②在光源色温与小目标可见度试验方面，利用自制室内模型装置，从人眼可见度角度研究了光源色温、小目标尺寸、路面平均亮度对小目标可见度值的影响。通过研究得到:光源色温、路面平均路面亮度、小目标尺寸与小目标可见度值呈正比关系。当路面平均亮度超过某亮度值后，其对小目标可见度值的促进作用逐渐减弱。而小目标随着尺寸的增大，其对小目标可见度值的促进作用却愈发明显; 　　③在基于对比度的光源色温与视觉功效试验方面，通过改装室内模型装置，从反应时间角度研究了光源色温、对比度、背景亮度、视标偏心角等参数对人体反应时间的影响。通过研究得到:光源色温、背景亮度与反应时间呈反比关系，视标偏心角与反应时间呈正比关系。背景亮度的增加对反应时间缩短的促进作用逐渐减小，表明背景亮度过大对视觉功效作用不大却徒增耗能。另外，背景亮度的提高能够改善周边视觉区域处的视觉功效; 　　④在光源色温节能效果方面，基于等效照明节能理念，对光源色温的隧道照明节能效果进行了分析。通过研究得到:若小目标可见度值以6.03为标准值，相比光源色温6000K，光源色温4500K、3000K达到相同视看效果需分别增加耗能125％、400％;若人的反应时间以295ms为标准值，相比光源色温5000K，光源色温4000K、3000K达到相同视觉作业能力需分别增加耗能150％和500％左右。
作者：	肖尧
专业：	土木工程；桥梁与隧道工程
导师：	梁波
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2015