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摘要:伴随着城市的发展进程,人们越来越重视城市的美观性,城市道路功能性照明设计受到重视。城市照明包括道路照明和景观照明,有人把它们定义成功能性照明和装饰性照明,其实这种简单划分有时未免于片面。道路照明的首要作用当然是保障夜晚出行者对道路的使用要求,但良好的道路照明也有效展示了城市形象,体现了城市的活力,而且还反映了城市的发展状况、文明程度和管理水平,从更深的层面上宣传了城市;而景观照明也不仅仅是对城市的装扮和粉饰,它除了在视觉层面上提升城市形象之外,还在提升人们的审美水平、改善人们的生活习惯、提高文明程度、促进经济发展等方面有着重要的作用。
关键词:城市道路;功能性;照明设计;思考
引言
在市政建设大框架中,功能性照明是非常重要的组成部分,它极大地体现了城市公共服务的质量,同时也美化了城市的夜间环境,推动了夜游经济的发展。可以说,城市功能照明与人们的生活息息相关。但是,随着城市的发展、城市路网的不断延展,道路功能照明的用电量也在不断攀升。近年来,我们越来越认识到节省资源的重要性,在这种思想观念的影响下,城市道路照明节能技术的应用也会越来越广泛。
1城市道路功能性照明设计的背景
城市道路功能性照明是城市基础设施的重要组成部分,其基本目的是为保障市民夜间生活的安全,提高市民的生活水平。
现今政府越来越重视民生问题,因而,对于城市新建、改建和扩建道路功能性照明的装灯率,各地政府均都有严格的数据要求。城市道路功能性照明作为必要审查内容被纳入新建、改建、扩建道路或者道路配套工程方案审查、施工许可和竣工验收等事项。
新建道路应同步配套功能性照明,改建、扩建道路则要根据实际情况合理改造功能性照明。大多数道路照明设计并不复杂,只需参考《城市道路照明设计标准》CJJ45—2015,并结合道路实际情况及政府审查单位的要求,合理进行设计即可。
要达到以上三点要求并不难,但设计人员经常性顾此失彼,特针对审查中常出现的几个问题进行分析。
2道路功能性照明与景观性照明
道路照明一般包括功能性照明和景观性照明两类。功能性照明主要是给行人、行车提供安全的交通照明条件,而景观性照明更侧重于艺术性、装饰性。
1)照明对象不同
功能性照明主要是照明路面,而景观性照明则是比较丰富,例如树木、花草和景观等。
2)照明性质不同
功能性照明主要是为机动车驾驶员创造良好的视看环境,使车辆安全、舒适、快速行驶成为可能;景观性照明主要是为了美化城市夜间环境,供行人和骑车人观赏,烘托气氛。
3)照明标准不同
功能性照明有一定的平均亮度、亮度均匀度、比较严格的眩光控制和良好的光学和视觉诱导性,要执行严格的数量和质量标准。而装饰性照明除了有一定的亮度水平、立体感、配色要求外,没有具体的硬性指标。
4)光源灯具不同
功能性照明首推高压钠灯(极少数用金卤灯)和常规道路照明灯具,而景观性照明更多采用荧光灯、卤钨灯、金卤灯、钠灯,灯具多采用投光灯、地埋灯等。
5)照明方式方法的不同
功能性照明多采用常规照明方式,即将灯具安装在8~12m高的灯杆上有规律地设置在道路的一侧或两侧或中间分车带上,光线朝路面照射,而后者则将灯具设置在地面或矮柱上向多方向投光。总的来说,道路功能性照明与景观性照明相互影响又相互渗透,功能性照明可以起到一定的装饰作用,而景观性照明又可以起到一定的功能性照明作用,不可以简单截然分开。
3功能性照明建设思考
3.1道路照明光源的合理选择
(1)高压钠灯:透雾能力强、显色性差。普通高压钠灯大功率灯管(250-400W)光效高,整灯光效约为701m/W,而小功率灯管(100-150W),整灯光效约为601m/W。高压钠灯灯具消耗功率较大,且受电压波动,环境温度等因素影响较大,实际运行中,电器消耗功率可能达到光源功率的20%,甚至更大。高压钠灯在点火时需要大约5min的预热时间才能达到完全的光度输出。高压钠灯的光度输出会跟随电流波形变化而改变,因而会出现闪烁的情况。高压钠灯包括光源、电器附件(主要是镇流器、触发器)和灯具,钠灯用于路灯平均寿命24000h。
(2)LED灯:LED显色性好,多采用白光。LED路灯光效高,大约100-120lm/W。采用恒流源的方式供电,与电压的波动无关。LED芯片虽说寿命很长,理论能达到50000h。但由于封装后的温度,散热等诸多因素大大影响灯具的寿命,故要保证LED灯具的使用寿命,应选用正规厂家的产品。
(3)陶瓷金卤灯:输出光谱为接近太阳光的自然白光,光效在2800-4500lm/W,显色指数高Ra>80。光源尺寸小,便于进行灯具设计,可产生比较合理的配光。中间视觉效应使陶瓷金卤灯的实际光效更高,可达到95~110lm/W。寿命在15000-30000h。黄色光谱丰富,透雾性好。高光能维持率:15000h光通维持率在70%。
综上所述,随着光源技术的不断更新和发展,高压钠灯作为传统光源正逐步被新光源取代,但由于大功率的LED在产品散热,光衰、价格等问题上仍存在缺陷,路幅较宽的快速路和主干路仍推荐采用高压钠灯。次干路、支路及路宽适中的主干路推荐采用LED光源,色温控制在3000-4000K。陶瓷金卤灯推荐在商业中心、市中心等对颜色识别要求较高的道路上使用。
3.2智慧照明系统营建
营建智慧照明系统。《“十三五”节能减排综合工作方案》中指出:综合采取节能减排系统集成技术,推动照明等系统优化升级。智慧照明系统体系架构包括:感知层、通信层、数据层、支撑层、应用层、展现层及完善的标准体系和安全体系。在控制方式上能实现不同灯组控制;在管理方式上能够实现照明能源管理与照明策略控制,包括城市重要道路影像管控;在感应方式上能够识别感应道路噪声、空气烟雾度;在共享方式上能够与其他子平台共享数据等。
3.3降低线损,采用单相、三相变压器混合供电
供电方式有很多,但就目前的情况来看,“小容量、短半径、密布点”这种方式应用的比较广泛,尤其是低压配电网中,能够减少对配电网线的损害,最大程度的节约金属的材料。要想落实这种方式,就要使用单相的变压器。在这种情况下能够产生最小的损耗节省电脑。在使用变压器的情况下,单相的变压器损耗更小、三相的变压器损耗更大。除此之外,单向的变压器更接近于负荷点,在这个过程中,低压的供电半径就会减小,对配电网的损害也会降低。
同样小容量的单向变压器相比,更有可靠性。在这个过程中负荷紧张就会自动拉闸限电。但是,单相的变压器停电范围较小,不会造成大面积的停电现象,就当前的情况来看城市的路灯一般都在街道的两侧。路灯不会占用大量的面积,单向变压器就符合这个标准,而且安装起来比较方便。胆小的变压器和三相变压器相比,更能节省电能。因为单向变压器能够自动降压,每到下半夜路灯就会自动调节亮度,能够起到好的节电效果。
结语
城市,是经济和文化的产物,道路是城市的重要组成部分,贯穿于整个城市之中,道路功能性照明的建设关系到市民的日常出行和城市的发展。伴随着我国人民物质和精神需求水平的不断提高,城市基础设施不断完善,道路功能性照明不断推进。作为一名城市道路功能性照明设计人员,要从绿色的、环保的、可持续发展的角度出发来进行设计。道路功能性照明设计是以满足相应的照明设计规范为前提,最大限度地使城市道路功能性照明与实际情况相符合,满足市民夜间行人行车和视觉需求的民生工程。
参考文献
[1]王荀.城市LED路灯节能改造项目风险管控研究[D].华北电力大学(北京),2016.
[2]黄建民.关于城市道路照明LED路灯的节能技术研究[J].科技传播,2015,7(14):119+103.