住宅區(qū)道路照明光源選擇的比較分析

羅亮亮

【摘要】介紹當前住宅區(qū)常用的幾種道路照明光源的發(fā)光原理，使用現(xiàn)狀以及一些存在的問題。比較了不同類型的小區(qū)道路照明電光源的選擇及其優(yōu)劣性，并結(jié)合人的感官舒適性，提出個人的想法和見解。

【關(guān)鍵詞】住宅區(qū)道路；照明光源；比選

一、住宅區(qū)常用照明電光源的發(fā)光原理及使用現(xiàn)狀

1、節(jié)能燈（緊湊型熒光燈）

目前節(jié)能燈（CFL）在國內(nèi)住宅區(qū)道路照明中的使用率約占到40%，之所以能成為主流光源，主要是因節(jié)能燈結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價格低、節(jié)省能源。但同時，隨著科技的發(fā)展，60lm/w的光效已不具優(yōu)勢，且節(jié)能燈在實際使用中，仍然存在許多技術(shù)瓶頸。例如，與節(jié)能燈相匹配的電子鎮(zhèn)流器的壽命短，增加了維護費用；易受環(huán)境溫度的影響，當氣候寒冷時照度將大大降低；節(jié)能燈的光衰明顯等等。

2、金屬鹵化物燈

金屬鹵化物燈主要依靠金屬鹵化物作為發(fā)光材料，金屬鹵化物氣化后在熱對流的作用下，不斷向電弧中心流動，一部分金屬鹵化物被電弧5500～6000K高溫分解，成為金屬原子和鹵素原子，在電場的作用下，金屬原子被激發(fā)發(fā)光；另一部分金屬鹵化物不被電弧高溫所分解，在高溫和電場雙重作用下，直接激發(fā)形成分子發(fā)光。兩種發(fā)光元素的特點使得金屬鹵化物燈的發(fā)光效率具有不錯的表現(xiàn)，節(jié)能自然是該光源的一大優(yōu)勢。

金屬鹵化物燈在國內(nèi)住宅區(qū)道路照明中的使用率約占到20%，如此大量的使用得益于該光源顯色性好，光通量維持率和壽命相對較高。美中不足的是，一般在使用一段時間后，金屬鹵化物燈的光色就會出現(xiàn)偏差，影響整體美觀度。在追求品質(zhì)的場合才會使用的金屬鹵化物燈此時就略顯遺憾了。

3、高壓鈉燈

高壓鈉燈是一種典型的高強度氣體放電燈泡。鈉原子被撞擊電離激發(fā)，然后由激發(fā)態(tài)回復(fù)到穩(wěn)定態(tài)；或由電離態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，再回到基戊無限循環(huán)。鈉元素的活躍、多激發(fā)、多電離、多循環(huán)，催生了高壓鈉燈的高光效。在消耗同樣電功率的情況下，目前還沒有一款光源能發(fā)出超過高壓鈉燈的光通量。

高壓鈉燈雖然是城市道路照明的主要光源，但是在住宅區(qū)道路照明中尚未得到廣泛應(yīng)用。高壓鈉燈其特點是發(fā)光效率高、壽命長、透霧能力強和不誘蟲等。工程應(yīng)用實例反映，高壓鈉燈的維護頻率低、光通維持率高、產(chǎn)品性能較穩(wěn)定。

二、住宅區(qū)道路照明的需求

從人的視覺、感官出發(fā)，從全新角度發(fā)掘我們所需的理想照明環(huán)境的理念，以其科學(xué)性而越來越被現(xiàn)代照明設(shè)計師所倡導(dǎo)。所以，我們首先對住宅區(qū)道路的性質(zhì)、作用和使用人群的不同加以分析，來尋求合理的照明方案，進而選擇合適的電光源。

1、集散道路

集散道路是指一個住宅區(qū)內(nèi)連接區(qū)外道路至重要的交通動脈的主要道路，一般來說，它們屬于M2或M3級道路。這些道路可能通向社區(qū)中心、停車場、公交或火車、地鐵站等，因此有大量的自行車和行人，必須考慮他們的照明需求。與此同時，它們又穿越住宅區(qū)，所以照明設(shè)計時還必須考慮居民的視覺要求。

從照明燈具的光分布來說，燈具配光的選擇必須照顧到燈桿后方的人行道，光線難免會射入沿街住戶的窗戶，因此，光污染的控制是在設(shè)計時應(yīng)該考慮到的問題。

從環(huán)境因素方面來看，在住宅區(qū)，照明電光源的光色對居住環(huán)境的舒適性的影響很大，是低色溫暖色調(diào)還是高色溫冷色調(diào)都要根據(jù)人的不同喜好作出調(diào)整。

2、區(qū)內(nèi)道路

住宅區(qū)內(nèi)的道路除了機動車外，大量使用者是行人，所以，要考慮的不僅僅是路面亮度。由于區(qū)內(nèi)車速較慢，駕駛員的識別能力和反應(yīng)時間大大上升，對照明的需求主要是保證道路使用者的如下能力：在所處環(huán)境中的方位感、發(fā)現(xiàn)道路上的物體、識別其他人的行動和意圖、辨別街道招牌和門牌號碼，并對街道及其環(huán)境有滿意感，對于最后一點常是照明設(shè)計中忽略的要素。

3、復(fù)合型特別住宅區(qū)（住宅小區(qū)）

復(fù)合型住宅是一種相當新型的住宅形態(tài)，入口被限制，區(qū)內(nèi)道路經(jīng)常有大量社區(qū)生活，人們在此交流，小孩在此玩耍，行人、自行車與機動車共同使用，而且道路很窄，車速嚴格限制。對這樣的小區(qū)道路，夜晚理想的照明應(yīng)該是：在人們經(jīng)常聚集會友的地方提供友善的氣氛；允許汽車和自行車在復(fù)雜的區(qū)域內(nèi)緩速駛向停車場，所有物體應(yīng)可見；允許孩子們玩耍游戲；消滅暗角，阻嚇犯罪；限制射入臥室的溢出光。

在復(fù)合型住宅區(qū)，照明水平無需均勻，甚至是不均勻的，照度的變化可以增加夜晚環(huán)境的視覺吸引力。玩耍的區(qū)域希望的照度最高，人們的聚集區(qū)要求的照明居中且更強調(diào)半柱面照度，汽車停泊區(qū)和綠化區(qū)域照度要求最低。區(qū)內(nèi)照明光源的顏色應(yīng)與建筑和環(huán)境相配，較好的顯色性也很重要。

三、住宅區(qū)道路照明光源選擇的比較

如何正確選用住宅區(qū)照明光源，就是要結(jié)合住宅區(qū)的照明需求，對光源特性等作出比較，因地制宜地使用最合適的光源。

1、光效的比較

照明光源的主要特性是光效，它是發(fā)光效能的簡稱，指一個電光源每消耗1W功率的電能所發(fā)出的光通量，單位為lm/W（流明/瓦）。由于節(jié)能燈、金屬鹵化物燈和高壓鈉燈三種光源的光效不同，在消耗相同的電功率時所提供的光通量也不一樣。由表1可知，高壓鈉燈以其在光效上的顯著優(yōu)勢，在采用相同的燈桿排列方式、燈間距及燈具安裝高度的情況下，可獲得最為理想的功能照明效果。換言之，要達到同樣的照度水平，采用高壓鈉燈可加大燈間距，減少設(shè)備投資，進而實現(xiàn)節(jié)能減排。

2、色溫的比較

色溫因素的考慮將從人的感官角度方面對光源的選擇作出新的科學(xué)詮釋。色溫是光源發(fā)射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時，黑體的溫度稱為該光源的色溫。光源色溫不同，就會顯現(xiàn)不同的顏色。光源色溫愈高，光的顏色就會偏藍；光源色溫愈低，光的顏色就會偏紅。在同樣的照度條件下，不同的色溫，會給人造成不同的心理影響，產(chǎn)生冷暖不同的視覺感受。住宅區(qū)作為人們夜晚休息的場所，更注重的是居住環(huán)境的舒適性和滿意度，使用暖色調(diào)的高壓鈉燈可營造溫馨、愉悅、平和的環(huán)境氣氛，并使行人的臉色和街道景觀顯得更為友善，有效增加居民夜間活動的參與性。而節(jié)能燈屬于高色溫的冷色調(diào)光源，給人帶來的視覺感受是冷清、蕭瑟的，會使人的情緒更加低落，不符合中國傳統(tǒng)審美需求。

3、初始投資成本和運行維護成本

光源的初始投資成本（單價）是在選擇住宅區(qū)照明光源時的考慮因素之一。光源的運行維護成本則具有長遠性，在選用光源時應(yīng)做出經(jīng)濟分析，可以這樣計算：即一定時間內(nèi)所需更換的光源成本（更換光源的數(shù)量×光源的單價）與一定時間內(nèi)更換光源的綜合費用（更換光源的次數(shù)×每次更換光源的綜合費用）之和。不難得出，光源的單價和壽命是決定照明光源運行維護成本的重要指標。

在經(jīng)過光效、色溫、顯色性、初始投資成本和運行維護成本等因素的綜合對比下，認為高壓鈉燈光源在住宅區(qū)道路照明中仍具有明顯優(yōu)勢，節(jié)能燈還應(yīng)有改良空間，同時在條件允許的情況下，可適當選擇金屬鹵化物燈以提升環(huán)境品質(zhì)。

四、結(jié)論

隨著照明光源本身的發(fā)展，可供住宅區(qū)道路照明應(yīng)用的光源的選擇將會越來越多，LED光源作為一種高效節(jié)能、長壽命低維護、環(huán)保型的新型光源，其技術(shù)已日趨成熟。隨著時間的推移，LED光源將不斷滿足照明需求新理念，為住宅區(qū)照明的智能化、人性化、合理化提供新的載體，是住宅區(qū)道路照明最具有潛力的發(fā)展方向之一。