濟(jì)廣高速濟(jì)南連接線道路照明工程設(shè)計(jì)

包西勇，王　琳

(山東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南　250031)

?

濟(jì)廣高速濟(jì)南連接線道路照明工程設(shè)計(jì)

包西勇，王琳

(山東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南250031)

本文介紹了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)理念、技術(shù)指標(biāo)，并重點(diǎn)分析了城市互通立交橋的照明設(shè)計(jì)，綜合各種照明設(shè)計(jì)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)了功能照明、景觀照明的和諧統(tǒng)一，克服了城市道路照明的光污染問(wèn)題，降低了照明能耗。希望本文對(duì)今后的城市高架路照明有所啟迪和幫助。

功能照明；景觀照明；眩光；LED護(hù)欄燈；節(jié)能

引言

濟(jì)廣高速濟(jì)南連接線包括二環(huán)西高架路和北園高架路連接線兩部分，兩條高架路通過(guò)匡山互通立交連接，是濟(jì)南市西部最主要的南北大通道，項(xiàng)目的實(shí)施為西部區(qū)域路網(wǎng)優(yōu)化和完善奠定了良好的基礎(chǔ)，對(duì)濟(jì)南市城市及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。

照明工程包括全線功能照明和景觀照明兩部分，重點(diǎn)設(shè)計(jì)二環(huán)西高架路主線、北園高架路連接線主線、5對(duì)上下匝道以及匡山互通立交四部分。其中，二環(huán)西高架路全長(zhǎng)約8公里，北園高架路連接線全長(zhǎng)2公里，匡山互通立交為渦輪式三層樞紐立交，匝道長(zhǎng)度約5公里。二環(huán)西及北園延長(zhǎng)線高架路均為雙向6車道，二環(huán)西高架路主線橋梁寬25米，北園延長(zhǎng)線高架路主線橋梁寬24米，設(shè)計(jì)時(shí)速60 km/h；所有匝道采用單向雙車道，全寬9米，設(shè)計(jì)時(shí)速40 km/h；外側(cè)水泥防撞護(hù)欄高度1.5米[1]。

1　設(shè)計(jì)理念及技術(shù)指標(biāo)

1.1設(shè)計(jì)理念

照明設(shè)計(jì)遵循舒適、節(jié)能、安全、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)理念。功能照明設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于保證道路通行安全，強(qiáng)調(diào)舒適、節(jié)能；景觀照明作為功能照明的補(bǔ)充、提升，結(jié)合地域文化特色，是對(duì)既有載體、環(huán)境空間的重塑，以提升、美化城市形象為目的[2-3]，重點(diǎn)打造匡山互通立交橋，通過(guò)景觀照明設(shè)計(jì)展現(xiàn)互通立交橋主體結(jié)構(gòu)的宏偉、大氣，展現(xiàn)全渦輪互通立交橋的優(yōu)美曲線。

1.2技術(shù)指標(biāo)

本項(xiàng)目主線功能照明設(shè)計(jì)參照《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》Ⅰ級(jí)快速路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)[4]，結(jié)合本項(xiàng)目所處城市性質(zhì)和規(guī)模，路面亮度：平均亮度Lav維持值2.0 cd/m2、總均勻度Uo最小值為0.4、縱向均勻度Ul最小值為0.7；路面照度：平均照度Eav維持值30lx、均勻度Ue最小值0.4；眩光限制閾值增量最大初始值10，環(huán)境比SR最小值0.5；照明功率密度值1.05 W/m2。

上下匝道口和匡山互通立交匝道功能照明設(shè)計(jì)照度參照《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》II級(jí)次干路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，結(jié)合本項(xiàng)目所處城市性質(zhì)和規(guī)模，路面亮度：平均亮度Lav維持值1.0 cd/m2、總均勻度Uo最小值為0.4、縱向均勻度Ul最小值為0.5；路面照度：平均照度Eav維持值15 lx、均勻度Ue最小值0.35；眩光限制閾值增量最大初始值10，環(huán)境比SR最小值0.5；照明功率密度值0.85 W/m2。

2　照明設(shè)計(jì)

濟(jì)廣高速濟(jì)南連接線是濟(jì)南“一環(huán)二橫四縱”路網(wǎng)規(guī)劃中的重要組成部分，與順河高架橋、二環(huán)東路高架橋共同組成了濟(jì)南南北方向的快速通道，是銜接濟(jì)南城區(qū)與西客站的重要通道(圖1)。完善的道路照明是保障道路安全通行、提高道路通行能力的必要設(shè)施，也是美化城市環(huán)境，提高城市形象的重要載體。照明以目前主流型高壓鈉燈和節(jié)能型LED燈為主要光源，充分兼顧了照明舒適性與節(jié)能；通過(guò)采用不同的照明方式解決城市高架照明的眩光污染問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)夜間照明與日間景觀的和諧、統(tǒng)一。

圖1　匡山互通夜景Fig.1　Nightscape of Kuangshan interchange

2.1主線照明

主線照明包括二環(huán)西高架路和北園延長(zhǎng)線高架路的功能及景觀照明。

2.1.1主線功能照明

高壓鈉燈具有發(fā)光效率高(光效可達(dá)120 lm/W)，壽命長(zhǎng)，透霧能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[5]?；谝呀ū眻@高架橋采用高壓鈉燈作為照明光源，為實(shí)現(xiàn)與已建高架橋道路照明的順暢銜接，北園高架路連接線以及二環(huán)西高架路主線功能照明采用高壓鈉燈作為照明光源(圖2)。

路燈選用10米桿高的單臂路燈，雙側(cè)對(duì)稱安裝在高架橋兩側(cè)的護(hù)欄上，護(hù)欄高約1.0米，光源距地高約11米，路燈燈臂長(zhǎng)1.5米，燈具仰角15度，路燈安裝間距35米，光源功率400 W。安裝后實(shí)測(cè)照明效果均滿足規(guī)范要求，實(shí)測(cè)平均照度35lx，照明均勻性好，舒適度高，整體照明效果優(yōu)良。

圖2　主線道路功能照明Fig.2　Functional lighting of the main road

2.1.2主線景觀照明

主線景觀作為功能照明的提升，重在勾勒出主線的順暢輪廓(圖3)。二環(huán)西主線以及北園立交延長(zhǎng)線在護(hù)欄外側(cè)安裝彩色護(hù)欄景觀線條燈，單燈長(zhǎng)1.0米，雙側(cè)對(duì)稱安裝。護(hù)欄景觀線條燈為七彩滾動(dòng)效果，動(dòng)態(tài)效果可根據(jù)節(jié)日調(diào)節(jié)。

圖3　主線景觀照明Fig.3　Landscape lighting of the main road

2.2匝道橋照明

匝道橋照明包括高架路上下匝道橋以及匡山互通立交匝道橋的功能及景觀照明(圖4)。高架路上下匝道橋及匡山互通立交匝道橋道路寬度較窄，行車速度較低，照度要求也低于主線?？紤]到匡山互通立交位于城市居民生活區(qū)，高桿照明的方式會(huì)對(duì)周圍居民產(chǎn)生光污染[6]；同時(shí)考慮到匡山互通立交為渦輪式三層樞紐互通立交，高桿照明光的有效利用率較低、照明效果欠佳，普通路燈照明日間景觀雜亂等問(wèn)題。我們采用了低桿護(hù)欄燈的照明方式，護(hù)欄燈同時(shí)兼顧功能照明與景觀照明，節(jié)約投資。

圖4　匝道橋功能照明Fig.4　Functional lighting of the ramp bridge

2.2.1匝道橋功能照明

功能照明采用線條型護(hù)欄燈，線條護(hù)欄燈采用LED光源，內(nèi)側(cè)選用白光LED作為功能照明燈具使用，外側(cè)采用彩色LED光源作為景觀照明燈具使用。線條護(hù)欄燈長(zhǎng)2米，光源長(zhǎng)1.2米。線條護(hù)欄燈對(duì)稱安裝的護(hù)欄頂端的花槽內(nèi)側(cè)，兩車道的上下匝道橋以及匡山互通立交匝道橋功能照明選用8W的LED光源；匡山互通立交的兩匝道交匯處，道路較寬，選用12W的LED光源。為了防止光線直射駕駛員眼睛，避免低桿照明的眩光問(wèn)題，要求護(hù)欄燈均帶防眩格柵，并現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、調(diào)整LED光源的投射角度。安裝后實(shí)測(cè)照明效果均滿足規(guī)范要求，整體照明效果良好。

2.2.2匝道橋景觀照明

匡山互通立交作為本項(xiàng)目中的控制點(diǎn)，也是當(dāng)?shù)氐木坝^亮點(diǎn)，是本次景觀照明設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。景觀照明統(tǒng)籌考慮功能照明與景觀照明，并結(jié)合主體結(jié)構(gòu)形式，重點(diǎn)體現(xiàn)濟(jì)南的“泉城” 特色。通過(guò)景觀照明燈光打造匡山互通全渦輪立交“趵突騰空”的景象；主線變化的彩色燈光與川流不息的車燈交相呼應(yīng)，猶如流動(dòng)的“泉水”，與全渦輪立交的“趵突騰空”相映成趣，使高架路這一凝固的樂(lè)符，變得靈動(dòng)而富有活力。

上下匝道橋以及匡山互通立交匝道橋景觀照明燈具與功能照明選用一體型燈具，內(nèi)側(cè)白光LED光源作為功能照明燈具使用，外側(cè)彩色LED光源作為景觀照明燈具使用，色彩效果可根據(jù)節(jié)假日安排實(shí)現(xiàn)程序控制。

2.3照明節(jié)能設(shè)計(jì)與控制

照明節(jié)能設(shè)計(jì)通過(guò)選用節(jié)能型、高光效照明光源，采用節(jié)能的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路照明的節(jié)能效果。

2.3.1照明節(jié)能設(shè)計(jì)

主線選用高光效的高壓鈉燈，配節(jié)能型電子鎮(zhèn)流器，主線實(shí)測(cè)平均照度35lx，計(jì)算功率密度值為0.96 W/m2，小于規(guī)范照明功率密度值1.05W/m2。上下匝道橋及匡山互通立交采用壽命長(zhǎng)、高光效的LED光源，在匝道橋采用低桿照明方式，提高了照明光的有效利用率，避免了高桿照明大部分照明光浪費(fèi)的現(xiàn)象，比傳統(tǒng)高桿燈照明安裝功率減少30%左右。

2.3.2照明節(jié)能控制

該項(xiàng)目照明控制接入已建濟(jì)南市城市照明監(jiān)控管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)采南市城市照明智能監(jiān)控系統(tǒng)由“監(jiān)控中心、智能監(jiān)控終端、智能服務(wù)器、單燈節(jié)能控制終端及電纜被盜報(bào)警”五部分組成。系統(tǒng)以GPRS無(wú)線通信為主干網(wǎng)，以電力線載波通信為一級(jí)子網(wǎng)，是三層結(jié)構(gòu)、兩級(jí)通信機(jī)制的智能照明監(jiān)控系統(tǒng)[7]。每盞路燈設(shè)置單燈節(jié)能控制器一臺(tái)，箱變低壓配電回路設(shè)置遠(yuǎn)程智能控制終端，電纜終端安裝防盜控制器。

路燈的開(kāi)關(guān)時(shí)間采用時(shí)控加光控的控制方式，根據(jù)當(dāng)?shù)厝粘鋈章涞臅r(shí)間作為基本條件，并結(jié)合天空亮度變化進(jìn)行必要的修正。開(kāi)燈時(shí)天然光照度水平宜為15lx，關(guān)燈時(shí)天然光照度水平宜為30lx。按照后半夜隔燈亮控制，全線關(guān)掉一半的照明燈，關(guān)燈時(shí)間按7小時(shí)計(jì)算，年可節(jié)電56萬(wàn)度。

3　供配電設(shè)計(jì)

本工程供配電設(shè)計(jì)統(tǒng)籌兼顧地面照明、公交用電等用電負(fù)荷由地面道路統(tǒng)一設(shè)置，全線共設(shè)箱式變壓器9臺(tái)。低壓配電回路供電半徑不大于0.5公里，選用鋁合金電纜，供電壓降小于規(guī)范5%的要求[8]。低壓電纜從箱變手井引出后穿鍍鋅鋼管保護(hù)并沿橋墩引上，由護(hù)欄預(yù)留三通手孔進(jìn)入高架橋護(hù)欄預(yù)埋電纜穿線管敷設(shè)至各燈，由主干電纜至各路燈的分支在路燈基礎(chǔ)旁的接線手孔實(shí)現(xiàn)分支。

4　結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目功能照明嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范要求，選用節(jié)能型光源，功率密度低于標(biāo)準(zhǔn)值；設(shè)計(jì)統(tǒng)籌考慮功能照明與景觀照明的和諧統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)了日間景觀整齊，夜間景觀照明靚麗，同時(shí)克服了城市互通立交夜間照明光污染的問(wèn)題。通過(guò)景觀照明設(shè)計(jì)展現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)的宏偉、大氣，體現(xiàn)濟(jì)南的“泉城”特色；通過(guò)照明設(shè)計(jì)使高架橋這一凝固的樂(lè)符，變的靈動(dòng)而富有活力，夜間遠(yuǎn)望，高架橋主線和互通立交流光溢彩，絢麗多姿。

[1] 李濤,胡磊,王東陽(yáng). 濟(jì)南市二環(huán)西路高架橋總體設(shè)計(jì)[J]. 山東交通科技, 2014, (1): 14-15.

[2] 李光,黎黎. LED城市光環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)初探[J]. 照明工程學(xué)報(bào), 2013,24(3): 42-47.

[3] 榮浩磊. 城市景觀照明的價(jià)值取向[J]. 照明工程學(xué)報(bào), 2013,24(1): 20-23.

[4] 城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：CJJ45—2015[S]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2015.

[5] 北京照明學(xué)會(huì)照明設(shè)計(jì)專業(yè)委員會(huì). 照明設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版)[M].北京：中國(guó)電力出版社, 2006.

[6] 王立雄.沈天行. 立交橋區(qū)照明設(shè)計(jì)實(shí)踐[J]. 照明工程學(xué)報(bào), 2002, 13(4): 51-54.

[7] 張利國(guó).時(shí)念武. 路燈控制系統(tǒng)應(yīng)用研究[J]. 照明工程學(xué)報(bào), 2014, 25(2): 129-134.

[8] 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50052—2009[S]. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社, 2010.

The Road Lighting Design about JiNan Connecting Line of JiGuang Expressway

BAO Xiyong，WANG Lin

(Shandong Provincial Transport Planning and Design Institute,Jinan250031,china)

This paper introduces the design idea, technical index of the project,and analyses the lighting design of city interchange. We integrated the advantages and disadvantages of all kinds of lighting design,finally achieved the unity of the functional lighting and landscape lighting,overcome the light pollution of city road lighting problem,reduce energy consumption of lighting. We hope the paper can be helpful for the future urban elevated roadway some inspiration to the lighting design.

functional lighting; landscape lighting; glare; LED guardrail street light;energy saving

TM923

ADOI:10.3969/j.issn.1004-440X.2016.05.012