關(guān)于修編CJJ 45《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的說明

李鐵楠

(中國建筑科學(xué)研究院，北京 100013)

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關(guān)于修編CJJ 45《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的說明

李鐵楠

(中國建筑科學(xué)研究院，北京 100013)

為適應(yīng)城市道路照明建設(shè)的新需要，CJJ 45《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》已修編完成。本文對修編我國現(xiàn)行《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中有關(guān)內(nèi)容的問題進(jìn)行了討論。

道路照明；標(biāo)準(zhǔn)；城市照明；照明設(shè)計(jì)

引言

《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ 45—2006)經(jīng)過近十年的使用，對提升我國的道路照明設(shè)計(jì)水平和規(guī)范道路照明建設(shè)起到了良好作用。標(biāo)準(zhǔn)的整體架構(gòu)和主要內(nèi)容比較符合道路照明設(shè)計(jì)需求，已為設(shè)計(jì)工作者和行業(yè)人員所熟悉。隨著國內(nèi)城市建設(shè)的快速發(fā)展、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)、交通量的激增、環(huán)保節(jié)能的要求以及新產(chǎn)品新技術(shù)的發(fā)展成熟等，我們需要對原標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)的修編，以適應(yīng)新形勢下諸多方面的需要。本著綜合國內(nèi)外道路照明領(lǐng)域發(fā)展研究成果、契合國內(nèi)道路交通的具體情況和城市發(fā)展的實(shí)際需要、進(jìn)一步規(guī)范道路照明設(shè)計(jì)建設(shè)工作和提升道路照明質(zhì)量水平的宗旨，我們對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修編[1]。

1 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容修編的說明

1.1 科學(xué)地確定機(jī)動車道路照明的路面亮度

機(jī)動車道路照明中的路面亮度水平是標(biāo)準(zhǔn)中的重要關(guān)注點(diǎn)，決定道路路面亮度的依據(jù)是駕駛員的視覺需求。駕駛員的視覺作業(yè)中重要的一項(xiàng)是發(fā)現(xiàn)路面上的障礙物，考慮到各種因素的影響，發(fā)現(xiàn)障礙物所需要的路面亮度大約為0.3～2 cd/m2。這一結(jié)論源于識別路面上標(biāo)準(zhǔn)障礙物的試驗(yàn)，關(guān)于這種發(fā)現(xiàn)路面障礙物的視覺作業(yè)，被歸納為在路面上放置標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)障礙物，在不同的照明亮度條件下，由駕駛員發(fā)現(xiàn)它的存在。這些障礙物是20 cm×20 cm的立體板塊，要求在特定的照明條件下，在一定距離之外發(fā)現(xiàn)它們，根據(jù)車速和駕駛員的反應(yīng)時間，采取相應(yīng)措施躲避障礙物，這樣的路面照明條件就認(rèn)為滿足要求。de Boer、van Bommel、成定康平等人都曾做過此類試驗(yàn)，還有許多其他道路照明研究人員分別在實(shí)驗(yàn)室或者現(xiàn)場也都完成過這樣的試驗(yàn)，通過不同的行車速度研究路面平均亮度、亮度均勻度以及眩光控制等條件與視看距離和覺察幾率等的關(guān)系，獲得了大量可靠數(shù)據(jù)，支持前述結(jié)果。因此，這種試驗(yàn)方法和由此獲得的結(jié)論已被道路照明業(yè)界普遍認(rèn)可和采納。

此外，還有很多關(guān)于道路照明研究進(jìn)行了針對駕駛員作業(yè)的主觀評價試驗(yàn)，讓駕駛員在不同亮度水平的道路上行駛，了解他們的主觀感受，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果是，駕駛員認(rèn)可的道路照明亮度水平大約為1.5 cd/m2左右，也充分驗(yàn)證了這種結(jié)論。因此CIE以及許多國家的標(biāo)準(zhǔn)，基本上都是以此類的理論分析、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)實(shí)測研究結(jié)果為依據(jù)而制定出來的，它們構(gòu)成了確定機(jī)動車道路照明亮度水平的基礎(chǔ)，多年來一直沿用直至現(xiàn)在。本標(biāo)準(zhǔn)上一版也據(jù)此規(guī)定了國內(nèi)道路照明的亮度水平。在本次修編中，我們對國內(nèi)典型城市的道路照明進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)查和檢測，發(fā)現(xiàn)那些路面亮度水平達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)的道路，普遍有良好的駕駛員主觀感受和視覺辨識效果。

近年來關(guān)于中間視覺的研究引人關(guān)注，伴隨著以LED為代表的白光照明光源逐漸進(jìn)入到道路照明領(lǐng)域，關(guān)于路面亮度標(biāo)準(zhǔn)也有了新的討論。研究成果表明，基于中間視覺理論，采用藍(lán)綠色譜更豐富的白光照明時，人眼的光譜光視效率會有提升，按此結(jié)論，道路照明的亮度水平似可下調(diào)。但是，目前關(guān)于這方面的研究工作尚缺乏統(tǒng)一的結(jié)論，也缺乏能夠上升到納入設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)層面的成果，因此大部分國家的標(biāo)準(zhǔn)都未考慮這些問題，CIE 115號技術(shù)文件的最新版本仍然采用原來的路面亮度水平的照明標(biāo)準(zhǔn)?；谶@些原因，本次標(biāo)準(zhǔn)的修編仍將路面平均亮度標(biāo)準(zhǔn)維持在0.5～2 cd/m2范圍內(nèi)。

在我們國家的城市道路級別規(guī)定中，是按照道路在道路網(wǎng)中的地位、交通功能以及對沿線的服務(wù)功能，劃分為快速路、主干路、次干路和支路，對不同級別的道路分別規(guī)定相應(yīng)的照明級別。因同一級別道路上的交通流量、車速、交通設(shè)施完善程度等因素會有不同，又根據(jù)這些對照明影響因素的不同而把同一級別照明劃分為高檔和低檔，在原標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)采取了這樣的規(guī)定，本次修編中，把影響因素做了調(diào)整，由原來的“根據(jù)城市的性質(zhì)和規(guī)模來為同一級道路選擇照明標(biāo)準(zhǔn)值”修改為“根據(jù)交通流量大小來為同一級道路選擇照明標(biāo)準(zhǔn)值”，這樣的調(diào)整使照明與道路和交通的實(shí)際情況能更緊密結(jié)合，更能體現(xiàn)道路使用者的需求。

在城市路網(wǎng)中，次干路是承上啟下的一環(huán)，它的主要功能是集散交通，同時兼顧服務(wù)功能。在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，次干路的實(shí)際情況與道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定有較大出入，除了承擔(dān)繁重的集散交通功能之外，服務(wù)功能也已經(jīng)成為其主要的任務(wù)，功能混淆加重了其負(fù)擔(dān)，影響了其通行效率。各個城市很重視主干路的經(jīng)營，設(shè)施配置和交通管理相對完善，但是次干路則相差甚遠(yuǎn)，設(shè)施達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求的完善程度、不同類型的道路使用者混行嚴(yán)重，同時次干路上的交通量也非常高，因此有必要加強(qiáng)次干路照明，以應(yīng)對這些現(xiàn)實(shí)問題。本次修編中，對次干路照明的亮度水平做了提高，由原來的0.75/1.0 cd/m2提高到1.0/1.5 cd/m2。

1.2 細(xì)化人行道路的照明要求

“以人為本”是道路照明設(shè)計(jì)中的重要原則，本次修編也在人行道路照明標(biāo)準(zhǔn)方面體現(xiàn)了這一精神。行人在道路上行走時，其視覺作業(yè)比較復(fù)雜，包括觀察路面、識別地面障礙物、判斷道路形式、辨別道路上的各種設(shè)施、觀察了解周圍環(huán)境、感知方向、識別道路上其他行人的面部特征和行動意向等，為了滿足這些視覺作業(yè)的要求，除了提供必要的地面照明之外，還需要提供合適的空間照明。因此，人行道路照明標(biāo)準(zhǔn)在原來的“路面平均照度、路面最小照度、垂直照度”基礎(chǔ)上增加了“半柱面照度”和“眩光限制”兩個指標(biāo)。半柱面照度是用來識別對面來人的指標(biāo)，對于交流和人身安全防范有重要作用；眩光控制是通過限制特定角度方向上的光強(qiáng)來實(shí)現(xiàn)的，在人行道路上，行人的速度比較慢，一般來說，對于眩光限制不像機(jī)動車道路上要求的那么嚴(yán)，而在一些場合還利用適度的光線閃耀來營造輕松的氣氛。但是，由于本標(biāo)準(zhǔn)提出了關(guān)于半柱面照度和垂直照度的要求，因此空間中高角度上光強(qiáng)會比較高，加上道路照明越來越多采用LED光源，這種光源表面的高亮度會有較大的眩光危險，所以，提出眩光限制要求是十分必要的。

本次修編中，把原來按不同功能區(qū)內(nèi)流量劃分照度標(biāo)準(zhǔn)水平的規(guī)定，調(diào)整為直接按行人流量確定照度標(biāo)準(zhǔn)，這樣做的理由是，現(xiàn)在的城區(qū)功能劃分比較模糊，不同功能區(qū)逐漸融合，嚴(yán)格意義上的商業(yè)區(qū)越來越少，居住區(qū)的行人流量也不見得一定會低于普通的商業(yè)區(qū)。所以，在修編中，除了把典型商業(yè)區(qū)或商業(yè)活動集中區(qū)域的道路劃分為一級之外，其余的人行道路統(tǒng)一按行人流量進(jìn)行劃分。本次修編的另一個變化是把路面照度水平(包括平均值和最小值)適當(dāng)下調(diào)。這樣做的目的是在保證人行道路空間照明滿足要求的前提下，不會對行人造成眩光干擾，也有利于地面照明和空間照明之間的平衡。通過前期的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在很多城市的人行道路上采用與本次修編規(guī)定照度相當(dāng)?shù)恼斩人降那闆r下，完全能夠滿足要求，而且對減少光污染以及降低對駕駛員和行人眩光影響都有好處。另外，白光照明逐漸引入人行道路照明，其良好的顯色性和光譜光視效率的提高，也為降低照度標(biāo)準(zhǔn)水平提供了基礎(chǔ)。CIE、英國、澳洲等的新的照明標(biāo)準(zhǔn)也都據(jù)此有相應(yīng)的降低[2]，因此，本標(biāo)準(zhǔn)決定適度下調(diào)照度水平具有充分的依據(jù)而且可行。

1.3 光源和燈具的選擇

在機(jī)動車道路照明中，高壓鈉燈曾占據(jù)統(tǒng)治地位，時至今日，在歐美國家依然如此，在我們國家的多數(shù)城市中，它也還是主流光源。盡管LED光源快速發(fā)展并逐漸成熟，而且以其獨(dú)特的性能優(yōu)勢正在逐步進(jìn)入到道路照明領(lǐng)域，但在目前階段，高壓鈉燈仍將會在機(jī)動車道路照明中發(fā)揮它的作用，其原因在于，高壓鈉燈成熟、性能穩(wěn)定、使用壽命長、光效比較高、適應(yīng)性強(qiáng)，經(jīng)過多年的使用，相關(guān)的配套器具和設(shè)備已經(jīng)形成了完善的體系，因此高壓鈉燈仍然具有獨(dú)特的價值和生命力，另外，道路照明管理單位已經(jīng)十分適應(yīng)高壓鈉燈系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)管理，這一點(diǎn)對于我們國家地域廣大、城市及類型眾多、技術(shù)和管理水平都有較大差異的實(shí)際情況來說，首要問題是讓道路照明達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，采用成熟穩(wěn)定且其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格明確的產(chǎn)品，能簡化管理難度，從這個角度來看，讓高壓鈉燈繼續(xù)發(fā)揮其作用有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，本次標(biāo)準(zhǔn)修編仍將高壓鈉燈光源作為機(jī)動車道路照明中的重要選擇。

隨著LED光源的逐漸成熟，其中的一些高品質(zhì)產(chǎn)品已經(jīng)能夠勝任道路照明的要求，LED快的發(fā)展速度、很大的上升空間以及優(yōu)異的性能預(yù)期，使其成為未來道路照明領(lǐng)域中的極為重要的光源。因此本次修編中把LED光源納入選擇之列，將其作為機(jī)動車道路照明中的一種重要選擇，特別是對顏色有一定要求的機(jī)動車道路和人行道路，推薦其為主要的選擇光源。同時，考慮到目前階段的LED光源仍然處于發(fā)展階段，其性能還處在變化提升之中，市場上的LED產(chǎn)品種類繁多、質(zhì)量參差不齊，所以，在標(biāo)準(zhǔn)中，對LED光源性能提出了一系列要求，目的是選擇那些性能優(yōu)良、質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。這些要求包括光源顯色性、色溫、色品一致性、壽命期內(nèi)色品變化等，基于LED光源和燈具的緊密關(guān)系，同時也對采用LED光源的燈具提出一系列相應(yīng)的要求，包括功率因數(shù)、效能、光衰、電氣性能、光源模組和電源要求、防護(hù)等級等，通過這些要求來保證選擇優(yōu)質(zhì)的照明產(chǎn)品以及采用LED光源的道路照明效果達(dá)標(biāo)和穩(wěn)定。

1.4 完善特殊場所的照明規(guī)定

在城市道路中，除了普通路段之外，還有很多與道路相連的特殊區(qū)段或場所，它們共同構(gòu)成了完整的城市道路系統(tǒng)。這些特殊場所的形式和功能獨(dú)特，因此所需要的照明也要有相應(yīng)的針對性。依據(jù)《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ 37—2012)[3]新近修編條款中對這些特殊場所的要求和規(guī)定，本標(biāo)準(zhǔn)修編中也對有關(guān)特殊場所照明內(nèi)容做了相應(yīng)的增補(bǔ)和調(diào)整，以滿足這些特殊場所或路段對照明的特殊需要。其中增補(bǔ)特殊場所照明規(guī)定的包括：高架路、停車場、公交車站沿線?？空尽⒙愤呁＼噹А⒊鞘兴淼赖?；調(diào)整和完善特殊場所照明規(guī)定的包括：立體交叉、人行地道、鄰水道路、植樹道路、居住區(qū)道路、人行橫道等。

1.5 通過照明控制保障按需照明

為一條道路提供多少照明，是要依據(jù)道路上的交通狀況以及道路交通設(shè)施完善程度等因素。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的確定就是基于這些因素。但是這些因素會有很多可能的變化，比如，一條道路上的交通流量從傍晚到深夜會有變化，有時這種變化可能還會比較復(fù)雜，像體育場館或餐飲娛樂場所等周邊的道路上的交通量和交通構(gòu)成在一個晚上可能會有多次變化，因此，其照明也應(yīng)該隨交通狀況的變化而做相應(yīng)調(diào)整，以兼顧交通和節(jié)能等方面的需求，在本次修編中，提出了“根據(jù)照明系統(tǒng)的實(shí)際情況、城市不同區(qū)域的氣象變化、道路交通流量變化、照明設(shè)計(jì)和管理的需求，選擇片區(qū)控制、回路控制或單燈控制方式”的規(guī)定，以適應(yīng)不同區(qū)域、不同條件、不同交通狀況下對道路照明的不同需要，做到靈活掌握、按需提供照明。

本次修編在堅(jiān)持采用根據(jù)天空亮度變化進(jìn)行修正的光控與時控相結(jié)合的控制方式的前提下，把開關(guān)燈的照度水平進(jìn)行了統(tǒng)一，即開燈和關(guān)燈時的天然光照度水平，快速路和主干路為30 lx，次干路和支路為20 lx。這樣的調(diào)整是提高了開燈照度，雖然開燈時駕駛員遇到的是明適應(yīng)，適應(yīng)時間比較短，但考慮到傍晚開燈時段正是交通峰值時段，加上氣體放電燈點(diǎn)燈時的啟動時間，因此，適當(dāng)提高開燈照度是十分必要的；德國的標(biāo)準(zhǔn)推薦的開燈照度甚至是70lx，說明了采用較高的開燈照度是一種專業(yè)共識。至于關(guān)燈照度，因在上一版修編時已經(jīng)做了提高，經(jīng)過多年的使用表明，這一照度水平可以讓駕駛員接受，加上節(jié)能等方面的考慮，仍將關(guān)燈照度維持原來的水平。

1.6 照明質(zhì)量與節(jié)能

各類光源性能的普遍提升、LED光源的引入以及燈具光學(xué)設(shè)計(jì)水平的提高，為提高照明節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求奠定了基礎(chǔ)。通過對光源和燈具的廣泛調(diào)研以及相應(yīng)的計(jì)算驗(yàn)證，對照明節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)做了進(jìn)一步嚴(yán)格的規(guī)定，本次修編降低了照明功率密度(LPD)的限值，并再次將其作為強(qiáng)制性條文進(jìn)行推薦。

當(dāng)前，照明產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，特別是在光效和配光等光學(xué)性能方面存在很多問題。那些在光學(xué)性能方面有質(zhì)量問題的產(chǎn)品，既無法滿足道路照明效果的需要，也造成了大量的能源浪費(fèi)，強(qiáng)制推行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的另一層意義就是希望能夠推進(jìn)照明產(chǎn)品質(zhì)量的提升以及合格產(chǎn)品的使用。

在強(qiáng)調(diào)照明節(jié)能的同時，還必須防止以犧牲照明效果為代價來換取LPD限值的滿足，正確的做法應(yīng)該是在保證道路照明效果前提下的節(jié)能，否則，節(jié)能沒有任何意義。所以，在標(biāo)準(zhǔn)中提出了以科學(xué)的方法實(shí)現(xiàn)節(jié)能的若干措施，其中首要的就是強(qiáng)調(diào)照明設(shè)計(jì)，要求在照明設(shè)計(jì)中提出多種符合照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求的方案，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合分析比較，選擇技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理又節(jié)能的方案。另外，對包括變壓器、光源、燈具及其附件等照明設(shè)備提出相應(yīng)的要求，以利于節(jié)能效果的實(shí)現(xiàn)。此外，在修編中還強(qiáng)調(diào)了根據(jù)道路交通的實(shí)際情況對照明系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)管理，做到按需照明，也能實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能的目的。

2 結(jié)束語

編制組本著“尊重規(guī)律、科學(xué)務(wù)實(shí)、以人為本、與時俱進(jìn)”的原則，完成了CJJ 45《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的修編工作。筆者已對標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的修編作了說明，相信新的標(biāo)準(zhǔn)對規(guī)范道路照明設(shè)計(jì)、促進(jìn)照明產(chǎn)品質(zhì)量提升、提高道路照明質(zhì)量水平、提高交通運(yùn)輸效率和保障交通安全，都會起到積極的作用。

[1] 城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：CJJ 45—2015[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016.

[2] Recommendations for the lighting of Road for motor and pedestrian traffic: CIE115—2010.

[3] 城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范：CJJ 37—2012[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

Introduction on the Revising ofStandardforLightingDesignofUrbanRoad

LI Tienan

(ChinaAcademyofBuildingResearch,Beijing100013，China)

In order to satiesfy the new requirement of urban road lighting construction, the revising ofStandardforLightingDesignofUrbanRoadhas been finished. Some problems about the revising ofStandardforLightingDesignofUrbanRoadare discussed in this paper.

road lighting; standard; city lighting; lighting design

TM923

A

10.3969j.issn.1004-440X.2016.04.002