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重点节能低碳推广技术:自发光标识在公路工程中的应用

发布时间:2020-08-17 浏览次数:3093来源:养护在线

自发光标识在公路工程中的应用
1.技术概要
   公路隧道自发光标识应用指利用不耗电的自发光材料替代耗电的传统照明灯具,自发光材料是利用光的吸取和发射是原子(分子或离子)体系不同能量状态跃进的物理过程的结果。当原子受到具有能量的光子照射时,处于低能状态的原子吸取这部分能量跃进到高能状态,这个过程称为受激吸取。无光环境时,处于激发状态的原子,由于原子本身的内部矛盾,跃进到低能态,并放出光子,因此自发光材料的发光实际是蓄光后的释放,发光能持续一定时间,可以做到无污染、无排放、零能耗。利用稀土元素激活的碱土铝酸盐长余辉自发光材料的自吸光、长余辉的发光特性,针对公路上的光源特点进行技术创新,配制成公路车灯敏感型蓄光自发光材料。成功研发适合公路交通环境条件下具有夜间自发光警(指)示功能的系列公路(隧道)自发光标识,具有安装方便、成本低廉的特点,有极高的推广应用价值。
2.适用范围
   该技术具有安装方便、成本低廉的特点,可设置于有行人、非机动车出行的路段。可以安装在任何需要提供夜间安全指示警示的地方,在公路上只需固定在路沿、金属护栏、砼护栏、隧道壁、路缘带等部位。特别是适用于各等级人车混合交通量较大路段、临水临崖高落差路段、桥梁及无照明隧道和边通车边施工路段,提供安全警示作用。
3.技术内容
(1)发光材料相关技术指标
   项目使用的稀土元素激活的碱土铝酸盐长余辉发光材料,是在传统蓄光夜间自发光材料基础上,适合公路交通条件特点,研制的系列超长超亮余辉发光材料。车灯敏感型快激发黄绿色自发光材料及慢激发蓝绿色自发光材料,吸取25~1000LX范围内的各种可见光5~15分钟后,即可在无光源条件下连续发光12小时,并可无限次反复使用。
   其发光涂层有关技术指标如下:
   D65标准光源,照度1000Lx,激发时间10min,亮度计Ls-100测得的发光亮度:


   表1 自发光材料余辉亮度检测对比表

   注:西班牙国家标准系当前国际上自发光材料余辉亮度最高的标准。
   项目研制的系列公路夜光标识牌,无论是阴天、雨天、晴天,标识通过白天吸光后,在夜间能12小时自发黄绿色的光,在黑暗无光线条件下,视距在100-200m,预估使用寿命8年。
(2)自发光节能照明标识的功能和作用
   ①自发光反光道口警示柱。在夜间为无照明交通工具和行人提供警示。夜间无光源环境下,自发光部分人眼可视距离不小于100m。应用于公路与其他道路的交叉路口,未安装护栏的临水、临崖、高驳坎等危险路段及桥头等位置。
   ②自发光反光柱式轮廓标。起到公路边缘线的安全警示作用。应用于两边无防护设施的公路边缘。
   ③自发光附着式轮廓标。在夜间为无照明交通工具和行人提供警示。夜间无光源环境下,自发光部分人眼可视距离不小于100m。设置在无灯光照明公路沿线的金属护栏上。
   ④自发光弯道线性诱导标。在夜间为无照明交通工具和行人提供警示。夜间无光源环境下,自发光部分人眼可视距离不小于100m。设置在公路弯道金属护栏顶。
   ⑤自发光反光圆形及长方形警示指示标识。在夜间为无照明交通工具和行人提供警示。夜间无光源环境下,自发光部分人眼可视距离不小于150m。安装于混凝土防护墙上、隧道口、未设护栏的需要光亮指示警示的部位。
   ⑥自发光钢质护栏条标。在夜间为无照明交通工具和行人提供警示。夜间无光源环境下,自发光部分人眼可视距离不小于100m。设置无灯光照明公路沿线的金属护栏上。
   ⑦自发光隧道人行道标。为在隧道通行的交通工具和行人提供安全通行辨识和指引。在无光源环境下,常人可视距离不小于50m。应用于隧道人行道内。
   ⑧自发光隧道紧急逃生标。当隧道内发生危急情况时,为人员撤离逃生提供指引。无光源环境常人可视距离不小于100m。应用于隧道人行道内壁。
   ⑨自发光地名标。在夜间为无照明交通工具和行人提供目标指引。夜间无光源环境下,自发光部分人眼可视距离不小于200m。应用于无灯光照明的风景区道路,城市道路和其他道路。
   ⑩自发光公路施工路段警示标。在夜间为无照明交通工具和行人提供警示。夜间无光源环境下,自发光部分人眼可视距离不小于200m。应用于道路施工路段。
4.案例分析
(1)技术应用单位
   市公路管理局
(2)技术应用情况
   项目应用总里程251km,按在农村公路、旅游公路、行人多及高边坡、高驳坎、临水临崖等一些危险路段上安设照明的原则,总投资554万元,连续安装标识路段160km。
(3)效益分析
   按实际情况分道路和隧道两部分进行节能减排量和经济效益的测算及分析。
   ①道路部分节能测算
   原计划按住建部道路照明设计标准,采用每公里安装250W普通高压钠灯20盏,按每天使用10小时计算,理论日用电量为8000kWh/d,公路照明每年耗电量为:
   8000kW•h/d×365d×10-4=292万kWh/年
   项目采用零能耗的自发光照明,项目实施后的能耗值为零。与原设计方案相比年节能量为:
   (292万kWh-0)×0.326×10-3=951.9tce
   ②隧道部分节能测算
   项目解决了10个公路隧道,共计2277m无灯光照明问题,满足当地群众安全通行的要求。根据相关规范进行设计,隧道电灯设计耗电量按照60公里时速,照明分回路控制,采用高压钠灯的日能耗为:3840kWh/d,每年耗电量为:
   3840kWh/d×365d×10-4=140kWh /年。
   与原设计方案相比年节能量为:
   (140万kWh-0)×0.326×10-3=456.4tce。
   ③节能降碳效益分析
   综合以上,项目实施后每年可节约标煤:951.9+456.4=1408.3tce减少CO2排放3511t。
   ④经济效益分析
   项目应用后每年可节省用电292+140=432万kWh,按电费0.6元/kWh计算,共可获得经济效益259万元。
5.推广建议
   建议应用企业在进行新改建工程、安保工程、路面及桥隧大中修工程的同时统一设计、同步实施。

 

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