摘要：隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市道路照明工程已成為城市的一個重要窗口。如何節(jié)省運營管理費用，最大限度地發(fā)揮路燈的社會、經(jīng)濟效益，選擇經(jīng)濟合理的供配電方式，靈活準確的控制管理模式，找到一種行之有效的節(jié)能方法是目前路燈系統(tǒng)設(shè)計中的一個重點和難點。本文在綜合分析了城市道路照明系統(tǒng)的功能、設(shè)計原則和標準的基礎(chǔ)上，提出道路照明的總體設(shè)計思路與節(jié)能設(shè)計方法。

　　關(guān)鍵詞：城市道路;路燈;照明;設(shè)計

　　隨著城市化進程的不斷加快，全國許多城市都在大量地修建城市道路，以解決交通堵塞的問題，城市道路的規(guī)劃設(shè)計中照明設(shè)計就是其中一個重要內(nèi)容，城市公共道路照明工程已經(jīng)成為了代表一個城市形象的重要標志之一，同時也是城市建設(shè)不可缺少的公用設(shè)施之一。如何節(jié)省運營管理費用，最大限度地發(fā)揮路燈的社會、經(jīng)濟效益，選擇經(jīng)濟合理的供配電方式，靈活準確的控制管理模式，是目前城市道路照明系統(tǒng)設(shè)計中的一個重點和難點。本文在綜合分析了城市道路照明系統(tǒng)的功能、設(shè)計原則和標準的基礎(chǔ)上，提出道路照明的總體設(shè)計思路與設(shè)計方法。

　　1城市道路照明的功能性和裝飾性

　　城市道路照明作為功能照明，其目的是在夜間為駕駛?cè)藛T和行人提供一個良好的視覺條件和光環(huán)境，能清晰地看清路上的障礙物、行人及車輛等，讓司乘人員和行人安全，舒適通行。因此，城市道路照明的功能性是主要的。

　　城市道路照明作為景觀照明，是照明工程中的一種形式、燈飾藝術(shù)的一個分支，也是環(huán)境美化藝術(shù)不可替代的組成部分之一。它是景觀環(huán)境設(shè)計的主要手段之一。因為燈飾和燈光的設(shè)計和選材處理等都能有效的體現(xiàn)和發(fā)揮時代的特征和美的旋律。景觀照明最能演染環(huán)境氣氛、提高喜慶氛圍。它是人類進步和現(xiàn)代文明發(fā)展的體現(xiàn)。城市道路照明的裝飾性是次要的。

　　2城市道路照明的設(shè)計原則和標準

　　城市道路照明設(shè)計必須滿足城市電力規(guī)劃規(guī)范等國家現(xiàn)行的有關(guān)標準和規(guī)范的要求;使城市道路照明技術(shù)先進、科學(xué)合理、節(jié)省能源。能為駕駛員及行人提供安全、舒適、經(jīng)濟、節(jié)能的良好環(huán)境。在道路照明的設(shè)計中，我們一般遵循以下原則：(1)應(yīng)突出城市特色。每一個城市都有一個定位：或是現(xiàn)代繁華，富含現(xiàn)代意識;或是古樸典雅，富含歷史文化;或是異域風(fēng)光，富含民族風(fēng)情等。根據(jù)城市定位確定該地區(qū)的燈光定位，形成一個整體規(guī)劃，這是一個城市燈光環(huán)境規(guī)劃設(shè)計的前提。(2)應(yīng)按城市區(qū)域功能的劃分來確定各燈光景區(qū)的表現(xiàn)主題：如商業(yè)區(qū)要燈光變幻、氣氛熱烈;行政中心區(qū)則要莊重大方、高雅嚴肅;旅游區(qū)要溫馨祥和、絢麗多彩。(3)合適的光特性，如光強分布、燈具表面亮度，遮光角等。應(yīng)要求燈光與自然環(huán)境、建筑環(huán)境、人文環(huán)境和城市片區(qū)功能的和諧一致，不同的環(huán)境、不同的載體要有不同的主題思想、表現(xiàn)手法和實現(xiàn)方法。(4)、符合使用場所的環(huán)境條件。應(yīng)注重白天景觀的美化和保持，并有效控制光污染現(xiàn)象的發(fā)生。(5)、經(jīng)濟性，如燈具光輸出比、電氣安裝容量、初投資及維護運行費用。(6)、符合防觸電保護要求。

　　3城市道路照明的設(shè)計方法

　　3.1確定道路狀況

　　目前城市道路狀況評價指標主要包括以下幾個方面：(1)道路寬度(2)中央隔離帶寬度(3)非機動車道及人行道寬度(4)道路表面材料及表面反射系數(shù)。

　　3.2根據(jù)道路狀況，確定道路等級及相應(yīng)標準

　　通常情況下，可將城市道路照明分為機動交通道路照明和人行交通道路照明兩類，機動交通道路又可劃分為快速路、主干路、次干路、支路四個等級，快速路紅線寬度60-70米，一級主干路紅線寬度50-60米，二級主干路紅線寬度40-50米，次干路紅線寬度25-40米，支路紅線寬度15-25米。表一給出了機動交通道路照明標準值，包括路面平均亮度、總均勻度、縱向均勻度、眩光限制、環(huán)境比等機動交通道路照明的評價指標。

　　表一機動交通道路照明標準值

　　道路級別 平均亮度Lav(cd/m2)維持值 總均勻度U0最小值 縱向均勻度UL最小值 眩光限制TI(%)最大初試值 環(huán)境比SR最小值

　　快速路 1.5/2.0 0.4 0.7 10 0.5

　　主干道 1.5/2.0 0.4 0.7 10 0.5

　　次干道 0.75/1.0 0.4 0.5 10 0.5

　　支路 0.5/0.75 0.4 -- 15 --

　　注：①若交通控制系統(tǒng)和道路分隔系統(tǒng)較好者選低擋值，反之宜選高檔值。

　�、诖蟪鞘泻吐糜纬鞘锌蛇x高檔值，而一般中小城市可選低檔值。

　�、圻x擇指標要符合當?shù)鼐唧w要求和實際情況。

　　從表1中可看出，根據(jù)道路級別、交通密度、交通復(fù)雜程度、交通分隔狀況、交通控制設(shè)施及城市大小與是否是旅游城市等選擇適宜的照明標準值，但是對誘導(dǎo)性這個影響駕駛員舒適性的定性指標，不能用光度參數(shù)進行表示，所以只能采用數(shù)字照明設(shè)計方法

　　3.3選擇布燈方式：

　　道路照明應(yīng)根據(jù)道路和場所特點、照明要求，選擇單側(cè)布置、雙側(cè)交錯布置、雙側(cè)對稱布置、中心對稱布置和橫向懸索布置，也可以采用高桿照明的方式布燈。布燈方式與道路寬度、燈的間距、燈具安裝高度、燈具仰角、燈具配光類型以及路面、周圍環(huán)境有很大關(guān)系。根據(jù)道路所需的照度和亮度標準要求。城市快速路、主干路一般選擇雙側(cè)對稱或中心對稱方式，次干路、支路可選擇單側(cè)或雙側(cè)交錯布燈，以利于節(jié)能。當然，每一條道路都有出入口、交叉口、人行橫道等特殊區(qū)域(即交會區(qū))，道路交會區(qū)對照明的要求比較高，在考慮節(jié)能的同時，應(yīng)重點考慮對機動車的眩光抑制和良好的誘導(dǎo)性，照明設(shè)計標準規(guī)定交會區(qū)的平均照度值比平常路段高出50%-100%。一條道路照明的布燈方式往往是以一種方式為主，其他方式作為補充，不能簡單呆板地處理。

　　燈具布置的基本規(guī)律為：高級別道路采用對稱布置，燈桿高度較高;低級別道路采用交錯或單側(cè)布置，燈桿高度較低。同時，為保證照度、照度均勻度和眩光控制要求，燈具安裝高度、路面有效寬度、燈具安裝間距之間必須保持適當比例。(1)對稱布燈(2)交錯布燈(3)單側(cè)布燈(4)中央布燈。路燈的布局，取決于規(guī)劃的要求、路面寬度及路面型式。對特殊地點的路燈布置可參照《城市道路照明指南》內(nèi)的路燈布置方式。

　　3.4選擇燈具及光源功率

　　城市道路照明應(yīng)采用高強氣體放電燈具，如高壓汞燈、高壓鈉燈和金屬鹵化物燈。高壓汞燈具有光效高、耐震、耐熱、壽命長、用電省的特點。但顯色性差。適用于道路、廣場、車站、碼頭、工地等場所使用。高壓鈉燈具有光效高、紫外線輻射小，環(huán)境溫度影響小、可在任意位置點燃，耐震、壽命長等優(yōu)點，特別是它具有較強的透霧能力。因此特別適用于道路照明等較大空間照明。金屬鹵化物燈具有光效高、顯色性好，尺寸小、功率大，所需啟動電流小�？闺妷翰▌臃�(wěn)定性比較高等特點，是比較理想的第三代光源，適用于要求照度高。顯色性好的繁華街道和立交橋的照明。

　　在進行道路照明規(guī)劃設(shè)計時，還要對道路照明的燈具類型選擇原則作出規(guī)定，這是因為不同的燈具類型對節(jié)能、控制及光污染均要產(chǎn)生影響，根據(jù)道路照明設(shè)計標準規(guī)定，半截光型燈具的安裝間距S可在安裝高度H的3.5倍內(nèi)選取，而截光型燈具的安裝間距僅在安裝高度的3倍內(nèi)選取，所以道路照明燈具布置就與節(jié)能和投資多少有關(guān);此外，在一般情況下，光污染的1/3左右是由道路照明造成的，而且不同的燈具類型對光污染的貢獻大小亦不同，

　　在進行城市道路照明設(shè)計時，光源的節(jié)能要綜合考慮：在沒有特殊要求的一般城市道路上照明光源還是選用光效高、造價低、壽命長的高壓鈉燈;在道路交叉口、廣場、大型建筑及公園人口和一些需要明顯改善視覺環(huán)境的場合，著重考慮使用金鹵燈。

　　3.5選擇燈桿規(guī)格

　　為了減弱眩光，提高照明質(zhì)量，避免路邊樹木遮擋燈光，應(yīng)考慮安裝高度、間距以及懸臂長度。道路照明的設(shè)計中，都選用拔梢鋼桿，內(nèi)外熱鍍鋅表面噴塑，燈桿壁厚不小于4mm，具有較強的抗彎能力。

　　(1) 燈桿高度

　　普通燈具安裝高度一般在15m以下，隨著燈具安裝高度的增加，眩光越來越少，整個照明的快適應(yīng)性增加，道路的照度均勻度逐漸提高，但燈具利用率下降，道路平均照度降低。根據(jù)以往的經(jīng)驗，氣體放電燈的安裝高度一般在l0-l5m比較合適的(高桿燈除外)，如果燈具安裝高度不妥，將會引起眩光。

　　(2)燈桿間距

　　燈桿的間距和道路平均照度有關(guān)，可按下列公式計算出燈桿的平均間距：

　　S=2×Ф×N×U(K×W×E)

　　S---燈桿間距(m)(單側(cè)排列燈桿間距為S/2);

　　Ф---光源光通量(lm);

　　N----燈具光源數(shù);

　　U-----燈具利用系數(shù)(可查表);

　　K-----維護系數(shù)(一般取1.4);

　　W----道路寬度(m);

　　E----路面平均照度(lx)。

　　3.6節(jié)能設(shè)計

　　目前電力能源的緊張已對我同經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活的便利造成了影響，很多地方不得不拉閘限電，實行錯峰用電，以緩解用電緊張的局面。作為城市道路照明工程設(shè)計，在保證照度和均勻度以及良好誘導(dǎo)性等滿足要求的前提下，節(jié)能也是必須考慮的問題之一。

　　3.6.1道路照明水平的確定

　　目前國內(nèi)設(shè)計行業(yè)在進行道路設(shè)計時，一般多參考兩本標準規(guī)范進行設(shè)計，即《城市道路設(shè)計規(guī)范》CJJ377—90和《城市道路照明設(shè)計標準》CJJ45—9l。近年來，隨著城市化進程的加快，城市道路建設(shè)飛速發(fā)展，道路建設(shè)標準也有了很大的提高，道路寬度由原來的兩車道、四車道到今天的六車道，八車道甚至更寬敞，而路面材料也由原來的傳統(tǒng)的柏油馬路到SMA改性瀝青路面，立交橋，交通樞紐也與日俱增。一般道路照明水平的確定主要包括以下兩個方面：(1)選擇合理的照度水平;主行車道一般都不低于雙向四車道，中間設(shè)有隔離帶，若按照規(guī)范要求，這些道路的照明設(shè)計標準應(yīng)為：平均照度(維持值)15—20lx，照度均勻度不低于0.35-0.4，而實際上這些道路最終的照明設(shè)計標準均遠遠大于該標準，多為原標準的1.5-2.5倍。而通過調(diào)查以及相關(guān)人員的親身體驗，這些道路均具有較好的行車視看質(zhì)量和舒適度。(2)采用新型的節(jié)能光源及照明器。為了獲得經(jīng)濟合理的路面照度(亮度)分布、均勻度和限制眩光，一般說來，在合理的間距和安裝高度下，采用較大功率和較高的安裝高度，比較小的功率和較小的安裝高度更為經(jīng)濟合理，更能得到滿意的均勻度和眩光指標，燈具效率也更高。這就要求設(shè)計者根據(jù)實際情況恰當?shù)卮_定照明器的安裝高度、間距、仰角及燈的排列方式。此外，高桿照明在廣場照明、立交橋照明等大面積照明的場合具有明顯的不可替代的優(yōu)勢，在這樣的場合下考慮選擇高桿照明。

　　3.6.2采用新型的節(jié)能光源及照明器

　　采用新型的節(jié)能光源及照明器包括：(1)合理選用優(yōu)質(zhì)高效節(jié)能的電光源;在一般的道路照明通常使用的光源有高壓鈉燈、金鹵燈。一般情況下，多數(shù)設(shè)計人員愿選擇高壓鈉燈，因為在相同的電功率下，高壓鈉燈光通量要比金鹵燈大4O%左右，且它的透霧性能比較好，而在相同的道路照明要求下，金鹵燈光源的電耗多于高壓鈉燈。(2)選用優(yōu)質(zhì)高效的燈具;燈具的利用系數(shù)越高，光源發(fā)出的光的利用率越大。利用系數(shù)主要決定于燈具的控光能力，也和路寬、燈高、臂長以及燈具的仰角等有關(guān)。(3)提高燈具維護系數(shù);，燈具的維護工作是影響照明質(zhì)量持續(xù)的一個重要因素。照明光通量衰減原因有兩個：一是光源自身點燃時間較長，光通量逐漸衰減;另一是隨工業(yè)化發(fā)展，使燈具內(nèi)反射器及透光表面受到嚴重污染和腐蝕，引起照度值下降。為提高燈具的維護系數(shù)，可改進對反射面的處理，如采用玻璃鋁膜代替原來電解拋光的陽極氧化的傳統(tǒng)鋁反射器表面，它可延長使用壽命，估計l0年效率只降低10%左右。(4)城市道路照明供電系統(tǒng)的設(shè)計。為了節(jié)約能耗，目前我國絕大多數(shù)的城市和地區(qū)仍然采用了路燈隔盞關(guān)燈的省電方法，其中的弊病不言而喻——不僅導(dǎo)致了路面亮度分布不勻，給治安及交通安全埋下了隱患，而且不能避免后半夜電網(wǎng)電壓的升高對路燈壽命的減損，因此不能做到真正意義上的節(jié)能。而智能光源降壓一穩(wěn)壓一凋光技術(shù)是一項能讓路燈亮起來，同時又消耗帚少能源的道路照明控制系統(tǒng)。

　　4結(jié)論

　　城市道路照明涉及的電氣技術(shù)知識范圍相當廣泛，設(shè)計對照明工程的實施及其效果起著非常關(guān)鍵的作用，應(yīng)在充分理解相關(guān)規(guī)范、標準的前提下，對個案進行深入研究，采用切合實際的照明方案、配電方案，才能作出經(jīng)濟技術(shù)指標先進的成果。此外，在進行城市道路照明設(shè)計時，要提出符合照明標準的多套方案，經(jīng)綜合技術(shù)性、經(jīng)濟性分析比較后，選取最佳的方案。要堅持以人為本，創(chuàng)建以功能性綠色照明為主，建立適宜、舒適的城市照明環(huán)境。不能簡單地通過降低照明效果來實現(xiàn)節(jié)能。應(yīng)在確保符合照明設(shè)計標準，通過多種技術(shù)、管理措施來實現(xiàn)節(jié)能降耗，實現(xiàn)真正意義上的節(jié)能。

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