道路照明燈具布置方式的研究

韓亞剛

（林同棪國際工程咨詢（中國）有限公司，重慶市 401121）

0 引言

國際上提倡一種新的照明理念，即“綠色照明”，其基本觀念為“高效節(jié)能、保護(hù)環(huán)境”[2]。從該角度出發(fā)，在發(fā)揮路燈道路照明功能的基本前提下，如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)境保護(hù)，成為研究的熱點(diǎn)及難點(diǎn)。從道路照明的構(gòu)成元素上分析，將照明規(guī)范和城市特點(diǎn)相結(jié)合，尋求一種適應(yīng)重慶特點(diǎn)的照明指標(biāo)。重慶是一座多山、多江城市，其基本地理狀況限制了道路的發(fā)展，較多地方道路的坡度、彎曲度是其他非山地城市不能復(fù)制的，現(xiàn)針對重慶的地理特色，結(jié)合道路照明規(guī)范闡述如何在節(jié)能和環(huán)保的基礎(chǔ)上優(yōu)化照明功能。

1 同一路幅不同彎度半徑下燈具布置情況

以Autocad軟件作為計(jì)算工具，將直線段、半徑 r=50 m、100 m、200 m、300 m、400 m、800 m作為道路彎曲特征參數(shù)[3]，結(jié)合照明規(guī)范分析，見圖1、圖 2。

圖中，r為道路彎曲半徑，d為燈桿之間的距離，對應(yīng)于道路中心線。

假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)路面寬度為4 m+4 m＝8 m，選用9 m燈桿，采用單臂燈單側(cè)布置方式，根據(jù)規(guī)范，直線段燈具之間間距選用30 m為宜?；谠摌?biāo)準(zhǔn)，作圖分析，直觀地得出在保證道路照明強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，燈具間距與道路彎曲半徑之間的關(guān)系：

圖1 直線段與r＝50m曲線與間距關(guān)系

即在不同半徑約束條件下，燈具布置間隔不同。

同理，假設(shè)道路標(biāo)準(zhǔn)路面寬度為8m+8m＝16m，根據(jù)規(guī)范采用9 m燈桿，考慮雙側(cè)對稱布置，臂長2 m，直線段為30 m布置為宜，見圖2。

圖2 直線段、半徑r＝50m、r＝200m與間距關(guān)系

通過上述分析可知，其彎曲段存在如下關(guān)系：

這樣，根據(jù)規(guī)范求解得出的結(jié)果與規(guī)范給定值有較大出入，根據(jù)工程實(shí)際情況，參考照度調(diào)查表[4]，按照彎曲半徑200 m來劃分燈具間距是可行的。

其他不同路幅道路的單側(cè)或雙側(cè)布置方式以類似方法求解，結(jié)果發(fā)現(xiàn)變換規(guī)律一致，即單側(cè)布置均以道路彎曲半徑r＝400 m為臨界值，而雙側(cè)布置均以r＝200 m為臨界值。

相比較單側(cè)布置與雙側(cè)布置，發(fā)現(xiàn)雙側(cè)布置其配光曲線在道路中心兩側(cè)發(fā)生重疊，其照度與均勻度得到加強(qiáng)；在發(fā)生較大程度的道路彎曲時(shí)，雙側(cè)布置比單側(cè)布置利用率高，在滿足照度要求的前提下，可以將雙側(cè)布置距離適當(dāng)加大，達(dá)到節(jié)能目的。

2 臂長的選擇

對于一定寬度的道路，根據(jù)道路照明相關(guān)規(guī)范，選擇臂長的原則是：

式中：W為道路寬度；L為路燈臂長。

通過計(jì)算，可得單側(cè)布置臂長的選擇：

道路寬度小于4 m的：臂長不超過0.5 m；

道路寬度小于6 m的，臂長不超過1 m；

道路寬度小于8 m的，臂長不超過1.5 m；

道路寬度大于8 m的，臂長取2 m。

對于道路照明路燈雙側(cè)布置，一般選用燈具臂長為1.5～2 m。

文章以8 m路寬，9 m燈桿，仰角12°為例，作圖計(jì)算，見圖3。

圖3 不同臂長下燈具配光曲線中心位置示意圖

由圖3可以看出，改變燈桿臂長，路燈照明配光曲線隨其中心發(fā)生偏移，其大小與臂長一致。因此，對于一些位置較為特殊或者要求較為特殊的場所，可以在此基礎(chǔ)上做相應(yīng)臂長調(diào)整，得到較好的照度水平。

3 燈具的仰角

結(jié)合燈桿長度和臂長，最后需設(shè)置燈具的仰角。

仰角的作用是調(diào)節(jié)燈具的出光范圍，因此，需要根據(jù)具體的實(shí)際需求，設(shè)定該值。一般，單側(cè)布置按照光出線投射在道路中心線上計(jì)算，見圖4。

圖4 仰角 5°、10°、12°、15°配光曲線中心示意圖

燈具仰角以 5°、10°、12°、15°為四個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)，這樣，計(jì)算得出照射在道路上的配光曲線中心依次從左至右向道路中心偏移，圖4中道路寬度8 m，燈桿高度9 m，臂長2 m，配光曲線中心偏移最大距離約1.5 m。

結(jié)合燈桿長度，臂長，仰角，計(jì)算其相互關(guān)系。對于單側(cè)布置，配光曲線中心需在道路中心線附近，通過上述方法得到的較為優(yōu)化的配比見表1。

表1 道路寬度、燈桿高度、臂長及仰角相互配比關(guān)系表

對于雙側(cè)布置，則應(yīng)在此基礎(chǔ)上擴(kuò)大仰角，在中心線兩側(cè)形成一定范圍的配光曲線重疊，加強(qiáng)照度及均勻度。臂長一般1.5～2m，仰角12°～15°。

燈桿、臂長、仰角的配比關(guān)系，在一些特殊環(huán)境下，如工業(yè)區(qū)或一些照明加強(qiáng)區(qū)域，需調(diào)整參數(shù)以達(dá)到照度加強(qiáng)或減弱目的。另外，燈具本身存在一定尺寸，這在一定程度上可以減小表中臂長的長度。同時(shí)需注意，照明燈具仰角調(diào)整時(shí)，當(dāng)仰角接近15°或者超出該范圍時(shí)，會產(chǎn)生相當(dāng)?shù)难９?，一定程度影響視線，工程中應(yīng)加以注意，合理采用接近15°的仰角標(biāo)準(zhǔn)。

4 討論

重慶作為中國最大的直轄市，城市化建設(shè)發(fā)展迅速，道路、橋梁隧道等市政基礎(chǔ)設(shè)施越來越多，許多工程已經(jīng)逐漸成為城市的象征。道路功能性照明作為城市照明的一個(gè)重要組成部分，在提高運(yùn)輸質(zhì)量，美化城市夜景，提升城市形象等方面發(fā)揮極大作用。結(jié)合已投入運(yùn)行的道路照明看[4]，很多區(qū)域照明測算值超規(guī)范要求值，照度偏強(qiáng)，存在一定程度的能源浪費(fèi)。

基于重慶多山，多水的地理特征，道路交通自然條件惡劣，為提高道路行車的安全性，需加強(qiáng)道路照明建設(shè)，將其最優(yōu)化：在滿足規(guī)范的前提下，結(jié)合節(jié)能、環(huán)保的“綠色照明”概念，更好的服務(wù)城市建設(shè)，并且打造出有重慶特色的道路照明。

[1]中國建筑科學(xué)研究院.城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[M].中國建筑工業(yè)出版社,2004.

[2]汪建平,鄧云塘,錢公權(quán).道路照明[M].復(fù)旦大學(xué)出版社,2005.

[3]北京市市政設(shè)計(jì)研究院.城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社,2003.

[4]劉萬民,盛維.關(guān)于重慶市道路照明水平的調(diào)研分析[J].照明,2005(7):152-154.