道路照明若干問題的思考

道路照明若干問題的思考摘

要：本文主要介紹要從道路照明工程設計中走出道路照明越亮越好、重美觀輕功能的誤區(qū)，從而大力宣傳道路照明是一門科學，必須按國家頒發(fā)的《城市道路照明設計標準》進行設計和建設，必須堅持以功能性照明為主，裝飾性照明為輔的原則。

關鍵詞：功能性裝飾性燈具效率照度亮度水平太陽能路燈

引言：城市道路是整個城市公用設施中一個十分重要的組成部分，而城市道路照明既是城市功能性照明的主體，又是城市夜間景觀照明的點、線、面三大夜景元素中的線元素，其作用好比城市夜景的骨架，非同小可。

1、問題的提出

從建國初到現(xiàn)在，我國城市道路照明從無到有，從弱到強，從量的增多到質的飛躍，發(fā)展迅速，成就巨大！據(jù)全國道路照明專委會和總站統(tǒng)計：到2004年底對全國(不含香港、澳門和臺灣地區(qū))628個城市、縣的普查統(tǒng)計顯示，城市道路照明計有路燈922萬盞，為1979年統(tǒng)計的路燈總數(shù)57萬盞的16倍，而且在路燈光源、燈具、燈桿和供電線路等方面都發(fā)生了質的飛躍[1]。路燈控制由傳統(tǒng)的“手控”不斷變革為“時控”、“光控”、“時控一體化”直至目前有108個大中城市采用現(xiàn)代化的“三遙”(遙控、遙測、遙信)控制方式、明顯提高了道路照明的社會效益和經(jīng)濟效益[2]?？傊删秃艽?，但問題也不少，比如路燈燈形問題，燈具效率問題，路面照度、太陽能路燈和小街小巷的照明問題等值得我們注意。本文就以上問題，經(jīng)筆者的調研與思考，發(fā)表點淺見，不當之處，請讀者指正。

2、路燈燈具的燈型(功能性和裝飾性)問題

城市道路照明作為功能照明，其目的是在夜間為駕駛人員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阻物、行人及車輛等，讓司乘人員和行人安全，舒適通行。因此，路燈燈具的功能性是主要的，路燈的裝飾性是在保證其功能性要求的前提下考慮的一個附帶的因素。對這個問題，國家標準CJJ45-2006對路燈燈具的要求：第3.2.1條規(guī)定：機動車道應采用功能性燈具，具體規(guī)定：(1)快速路、主干路必須采用截光型、半截光型燈具；

(2)次干路應采用半截光型燈具；

(3)支路宜采用半截光型燈具。第3.2.2條規(guī)定：禁止機動車通行的商業(yè)街道，居住區(qū)道路、人行地道、人行天橋以及有必要單獨設燈的非機動車道，宜采用裝飾性和功能性結合得好的燈具或具有較高機械強度的裝飾性燈具。教訓因此對路燈燈具的功能性和裝飾性的關系，應是以功能性為主，兼顧美觀裝飾性，可是有些城市路燈燈具和燈桿的造型只重美觀、輕功能，以致造成能源浪費和嚴重的光污染。這方面的典型案例是北京長安街的華燈和大連中山路、人民路和迎客路上108火的槐花燈，還有大連星海廣場的周邊120火的酒杯燈。這幾種路燈的教訓十分深刻，影響也是十分嚴重的！之一是只重燈的外觀裝飾性，輕視路燈的功能性，顛倒了路燈功能性和裝飾性的關系；教訓之二路燈能耗甚大，光的利用率很低，經(jīng)測試路燈95%以上的光線射向天空，只有不到5%的光線照到路面；教訓之三是道路照明光污染十分嚴重；教訓之四是由于路面照度太低，只好燈桿增裝投光燈進行照射，以致道路照明的直射眩光和雨天路面反射眩光嚴重，司乘人員及行人感到路燈十分刺眼；教訓之五是因每根桿上的燈太多，最多的有120只光源和燈罩，路燈維修工作量十分繁重；教訓之六是因華燈燈桿上附加的投光燈、監(jiān)視器、擴聲設施等太多，破壞了原燈外觀造型，以致華燈的日景并不美觀[3]。華燈、槐花燈、酒杯燈，在北京和大連使用多，全國不少城市也相繼使用，而且派生出五花八門的多火裝飾性路燈，造成嚴重的能源浪費和光污染，情況十分嚴重。因此日前(2005年8月9日)建設部發(fā)文(建城函[2005]234號)關于進一步加強城市照明節(jié)電工作的通知明文要求，各城市不準再在城區(qū)干道范圍使用多光源裝飾性庭園燈，這是十分正確和及時的。如何處理好功能性和裝飾性的關系？(1)設計理念上應明確認識兩種照明的目的、對象、性質和要求；

(2)設計原則上把握住功能和裝飾照明的關系，克服重裝飾，輕功能，盲目攀比的傾向。讓我們總結經(jīng)驗，吸取教訓，共同努力創(chuàng)造更多更好的功能合理、造型美觀的路燈作品！下面介紹幾種較好燈型。

3、路燈燈具的效率問題

路燈燈具效率(luminaireefficiency)按國際照明委員會的術語和定義稱燈具的光輸出比。Bommel的道路一書也稱光輸出比(luminairelightoutputratio)。建議我們以后改用這一名稱，以便和國際接軌。為什么今天講燈具效率？上月在北京照明展覽會看了幾家路燈燈具公司的樣本，不少鈉燈燈具的效率超過80%，有的甚至高于85%，快到90%了。效率高應是好事，但這么高值得注意，并不是好現(xiàn)象！道路照明高壓鈉燈燈具效率應該有多高？著名道路照明專家Bommel在道路照明一書中分析燈具中光的控制情況，見圖1[4]。路燈燈具效率的組成，見圖2。直射光占光源光通比：2×75.9°/360=0.42

反射光占光源的光通比：1-0.42=0.58圖1路燈燈具對光的控制圖2路燈燈具效率的組成理論上燈具效率：h=(0.42+0.58×0.8)×0.85=75%。一般情況路燈燈具效率在70%左右[5]。

原因：光源在密封的路燈燈具內點燃時燈管電壓、功率和光通的輸出比燈具外測量要高得多造成的，數(shù)據(jù)見表1[6]。

試驗：400W高壓鈉燈路燈燈具表1光源在燈具內外的數(shù)據(jù)條件管壓(V)照度(lx)環(huán)境溫度光通量燈具外1025412541680燈具內114.657317933386注：試驗數(shù)據(jù)張曉同志提供。傳統(tǒng)測量：燈具效率h=80.1%據(jù)試驗光源在燈具內的照度比燈具外上升6%，按CIE的規(guī)定燈具效率應為74.1%。燈具結構不合理造成光源管壓上升，所以高的燈具效率是以損失光源壽命為代價的值得引起注意！燈具效率并非越高越好！1.注意測試方法和CIE一致；2.注意燈具結構設計。#Next#

4.路面的照度或亮度水平問題

據(jù)筆者調查，北京、上海、廣州、太原、大連、煙臺與呼和浩特等城市，一些新建的主要道路(主干道)照明的路面平均照度，幾乎都比國標或國際標準規(guī)定的照度值高出不少，路面平均照度的平均值達到511x多，個別路面平均照度竟然高達105lx!另據(jù)道路照明標準修編組的同志介紹，無論是北京、上海、常州、揚州、武漢、長春、成都、無錫、寶雞、杭州、銀川等城市都有一些道路照明的平均照度在45lx(即亮度在3cd/m2)以上，甚至有道路的路面平均照度達140lx。還有全國道路照明總站調查的雙條道路的平均照度高達66lx，最亮的達109lx[7]。大量的試驗研究表明，駕駛員評價為“好”的道路照明所對應的平均亮度約為1.5cd/m2(相當15lx)，并非越亮越好！另外多高的亮度或照度，國家和國際上是有標準的，CIE95年最新標準中規(guī)定M1級路為2cd/m2(20lx)。M5級路才0.5cd/m2(5lx)美國標準才1.2cd/m2(12lx)，澳大利亞標準1-1.5cd/m2。99年北京路燈處赴美考察報告，介紹美國主要道路照明的照度一般為10-20lx之間，著名的法國巴黎香榭麗舍大街的平均照度也只有17lx，澳大利亞道路照明的路面照度約10-20lx，路面亮度約1cd/m2[8-10]。對照我國原城市道路照明設計標準CJJ45-91規(guī)定Ⅰ級快速路的路面平均亮度1.5cd/m2，對應的平均照度為20lx(筆者注：新修訂的標準規(guī)定，一級快速路、主干道、迎賓路、通向政府機關和大型公共建筑的主要道路、市中心或商業(yè)中心道路的路面平均亮度的維持值為1.5/2.0cd/m2，對應的瀝青路面平均照度維持值為20/30lx)，而上述的一些城市道路照明路面亮度或照度嚴重超標！道路照明太亮的危害：①浪費能源和資金；②破壞空氣質量、不利環(huán)保；③加重光污染和光干擾；④加大照明設施維修管理的工作量，遇事都得有個度，道路照明太暗不好，太亮也不好！我國目前道路照明的路面亮度或照度嚴重超標的原因，一是盲目比亮，誤認為道路照明越亮越好，二是法制觀念淡薄，國家有標準不依，不按國家道路照明標準進行設計和建設道路照明工程；三是部分路燈管理或技術人員的道路照明知識或技術水平低，不能科學地進行道路照明工程的設計和建設；四是管理不善，目前除一些大城市的路燈設計部門有設計資質外，還有相當多的路燈設計部門或技術人員無設計資質，往往是隨意選燈、裝燈和布燈，以致嚴重超標或不能達標。為了防止以上問題的再出現(xiàn)，一是不能攀比，糾正道路照明越亮越好的錯誤觀念，二是嚴格認真地貫徹執(zhí)行國家道路照明設計標準；三是提高工程技術人員的技術水平，科學設計每一條道路的照明方案；四是加強管理，嚴格把關，設計超標的道路工程不批，不準建設。

5.太陽能路燈照明問題

5.1問題的提出：太陽能照明從上世紀90年底開始采用，十多年來發(fā)展很快，特別是在能源緊張的今天更是引起人們的高度重視，并在一些工程中推廣應用，其中也包括道路照明。比如清華綜合體育館前的路燈、延慶的太陽能路燈、萬壽公園的路燈、良鄉(xiāng)濱河公司及德州皇明的太陽能路燈、廣東珠?？萍紙@、深圳筆架山、惠州(廣汕高速公路)收費站的路燈等均是太陽能供電的路燈。以上太陽能路燈照明的效果如何？有什么值得注意的問題？本人對以上工程一一作些調查。5.2太陽能路燈照明的效果，見表2

表2部分太陽能路燈的照明效果序號工程名稱照明方式路面照度照度均勻度1清華體育館前分散式90.22北京延慶八達嶺分散式60.13北京萬壽公園集中式50.34天安門廣場分散式顯目性好顯目性好5惠州收費站分散式30.016山東德州公路分散式40.067深圳筆架山分散式208珠?？萍紙@分散式30.8總的評價：路面平均照度低，不亮；照明均勻度差。

5.3需注意的問題：

(1)照明的效果問題，除萬壽公園外，其他幾個工程的照明效果不夠好，有的工程甚至很不好！目前看太陽能草地燈，庭院燈還可以，太陽能路燈尚在試驗階段，需大量推廣還有很多工作要做。

(2)太陽能路燈造價高，平均比常規(guī)路燈高1倍至3倍。

(3)太陽能電池的光電轉換率較低，目前平均約為15%。

(4)太陽能電池的壽命問題，據(jù)尚德公司孟昭淵介紹，使用壽命真正能夠達4年的也不多，主要是封裝問題。

(5)環(huán)保問題：太陽能路燈用電靠蓄電池、鎳氫蓄電池和鋰離子蓄電池等，其中鎳鎘電池對環(huán)境污染嚴重，國際上禁止使用，但我們則大量使用，因成本低、便宜，值得注意[11]！

(6)太陽能燈具市場比較混亂，質量評價標準不全，不少產(chǎn)品質量不好，部分企業(yè)有意無意打著環(huán)保節(jié)能旗號推銷產(chǎn)品更需引起注意。

總之使用太陽能路燈要慎重，應充分論證及確定是否使用！

6.居民區(qū)道路或稱胡同、里弄和小巷的照明問題

城市的主要道路的照明是很重要的，引起了各地領導，特別是路燈部門的高度重視。但是居民區(qū)道路或稱胡同、里弄和小巷的照明則往往被人們所忽視。從居民關心的程度看，居民最關心的是與他們出行密切相關居民區(qū)的道路照明。

大連城建局的領導說得好，大街上有一兩只燈不亮有影響，但居民家門口的燈不亮則是一個大問題，務必引起高度重視。因此國內外道路照明標準中，如CIE136-2000所述，對這一部分的照明要求十分嚴格，并作了不少的規(guī)定。

居民區(qū)道路照明應在夜間滿足以下要求：

⑴為居民的聚會及訪友提供一個友好的氛圍，并滿足表3所示的照度要求[12];⑵使機動車及自行車在綜合區(qū)內安全低速地進入停車區(qū)。這就要求所有障礙物能清晰可見;⑶方便孩子們游戲玩耍;⑷消除暗區(qū)，抑制綜合區(qū)內的犯罪活動；⑸限制不受歡迎的溢散光從窗戶射入居室。

表3專用居住區(qū)的照明要求（維持值）

水平照度

(平均值)

(EHAve，lx)水平照度

(最小值)

(EHmin，lx)半柱面照度

(最小)

(EsCmin，lx)眩光值

(LA0.25max)高密度使用地區(qū)853(a)6000中密度使用地區(qū)522(b)8000低密度使用地區(qū)511(c)1000水平照度值(EH)適用于街道水平路面。半柱面照度值ESC適用于平行于主人流方向的二個縱方向。

眩光值是最大LA0.25對應于以下高度：

①小于4.5m②4.5-6m③6m以上

同時還要求很好考慮照明環(huán)境因素，這一地區(qū)的照明盡可能地富有吸引力，以鼓舞居民最大限度地使用所提供的各種設施，這就要求進行照明設計時，必須十分重視環(huán)境因素。在這類小區(qū)的照明中，照明設施和方式的多樣化，會使居民感到別有情趣。同時照明還應有明有暗，以使周圍的建筑物、樹木花草與飾物產(chǎn)生立體感。若在墻上裝燈，從美學角度考慮，燈具距墻面不要要超過1.5m。

我國原城市道路照明設計標準CJJ45-91要求有3條：平均照度為1-21x(新標準為51x);光源不得裸露；防止路燈光線射入居室。

我國新頒發(fā)的道路照明標準CJJ45-2006中，對行人和非機動車混合使用的商業(yè)區(qū)，居住區(qū)人行道路的照明標準也作了嚴格的規(guī)定。

筆者通過北京、上海、石家莊、煙臺和大連的部分居民區(qū)的道路照明的調查，總體來說居民區(qū)道路照明好的不多，特別是舊城居民區(qū)的道路照明問題較大，一是部分道路還沒有燈，二是有燈太少，不亮；三是燈壞了無人修；四是燈具落后；五是路燈擾民(光污染)時有發(fā)生；對新建的居民區(qū)道路的照明比較好，但是一些高檔小區(qū)路燈太亮，如消費日報8月4日介紹合肥一小區(qū)夜晚燈光太亮，影響居民睡眠。居民建議小區(qū)晚10點后路燈間隔點亮，一方面可降低燈光亮度，節(jié)約用電，另一方面可讓居民安心休息。

在居民區(qū)道路照明的改造或建設方面，上海新天地居民區(qū)道路照明和大連啟動的解決“摸黑路”的照明工程，為同行們提供了值得學習和借鑒的經(jīng)驗。

6.1上海新天地居民區(qū)道路照明改造的情況(表4)和經(jīng)驗

(1)以人為本，保持原貌的設計理念好；

(2)照明和街區(qū)規(guī)劃、設計同步進行；

(3)設施檔次高，技術新；

(4)維護管理工作好，亮燈率100%。

表4上海新天地居民區(qū)道路照明情況（2005年4月調查）人流量路?名平均照度最小照度光源燈具燈高大黃陡南路、馬當路、

太侖、興業(yè)、自忠路9.2lx5lx金鹵燈柱燈≥3m中北區(qū)主里弄6lx2.2lx金鹵燈柱燈≥3m

北區(qū)支里弄2.31lx1.1lx節(jié)能燈壁燈≥3m小南區(qū)主里弄5lx1.9lx金鹵燈柱燈≥3m

南區(qū)支里弄3.5lx1.3lx節(jié)能燈壁燈≥3m

6.2大連居民區(qū)的道路照明

大連居民區(qū)道路的特點是路不太寬，但是坡道、彎路和山路多，而且路旁的樹木也較多，居民夜晚出行如果沒有照明感到十分不便，也不安全。要是刮風下雨，情況更為嚴重。按大連路燈處的“送光明，優(yōu)質高效，服務社會”的工作宗旨，在建設好城市主要道路照明的同時，十分重視居民區(qū)的道路照明，特別是近兩年投資1500萬元完成了市中心區(qū)368多條“摸黑路”的照明工程，共安裝路燈3030套，解決了多年來市民最關心的夜間出行難的大問題，較好地實現(xiàn)了建設部與發(fā)改委[2004]的204號文提出的“要重點解決城市道路有路無燈、有燈不亮的問題”，深受廣大市民歡迎，在社會上反映十分強烈[13]！部分道路照明調查見表5。

表5大連居民區(qū)部分“摸黑路”照明的調查序號路名路寬(m)燈高(m)光源功率(v)燈具平均照度(lx)最小照度(lx)亮燈率(lx)清潔度1山林巷107110密封式216100高2新月街6.57110密封式122100高3華海街56110密封式153100高4華濱街57110密封式81100高5屹馨街78150密封式258100高6侯家溝路67110密封式102100高7敦煌南街67110密封式91100高8香西路78110密封式52100高9新船巷67110密封式102100高10山林巷77110密封式93100高11新月街68150密封式112100高附注：1、光源全部使用高壓鈉燈；2、燈具：110W配DZ202型路燈；150W光源配寧波790型密封防水燈具；3、平均照度的總平均值為12Lx，最小照度的總平均值為3Lx。調查時間2005年8月28～29日；調查人：肖輝乾、張萬亮

大連居民區(qū)道路照明的經(jīng)驗

(1)領導和員工的高度重視。從建設局到路燈處的領導及員工對這一工作十分重視，從為民辦實事的高度來認識，工作認真，措施有力，2年投資1500萬，建設了368條“摸黑路”的照明工程。

(2)工程質量好，照明水平高。從光源到燈具及一些附屬設備的質量都不錯，11條路的路面總平均照度達12Lx；最小照度達3Lx，遠遠超過老標準CJJ45-91的1-2Lx的水平，達到即將發(fā)布的新道路照明標準平均照度5-10Lx，最小照度1-3Lx的水平。

(3)工程質量好，管理水平高。亮燈率100%，清潔度好。

結束語：(1)走出路燈造型重美觀輕功能的誤區(qū)，大力宣傳道路照明是功能性照明的觀點，必須堅持以功能性為主，裝飾性為輔的原則，新建道路嚴禁使用多頭朝天照射的花燈。(2)高壓鈉燈路燈燈具光輸出比(效率)并非越高越好。(3)走出道路照明越亮越好的誤區(qū)，大力宣傳道路照明是一門科學，并非越亮越好！必須嚴格按國家的道路照明標準進行道路照明的設計和建設。(4)使用太陽能路燈應進行充分的科學論證，克服片面性。(5)糾正重干道照明輕小路(胡同、里弄和小巷等)和特殊路段照明的傾向，大力宣傳城市道路照明是一項系統(tǒng)工程，必須以人為本，在建設好干道照明的同時認真設計和建設小路及特殊路段的照明。

參考文獻：

[1]王慶余