大學(xué)校園夜間室外光環(huán)境測(cè)量與分析
——以河北工程大學(xué)為例

張廣群，程丹丹

（河北工程大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院，河北 邯鄲 056038）

1 測(cè)試對(duì)象

測(cè)試對(duì)象河北工程大學(xué)位于河北省邯鄲市，地處河北省南端，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。全年無(wú)霜期200d左右，年日照2557h，光照十分充足。

河北工程大學(xué)是河北省重點(diǎn)骨干大學(xué)，老校區(qū)總占地面積2125畝，校舍建筑面積89.7萬(wàn)m2；新校區(qū)總占地面積4098畝，校舍建筑面積97.31萬(wàn)m2（正在建設(shè)中）。

圖1

老校區(qū)占地面積大，且各區(qū)域建設(shè)時(shí)段不同，為提高測(cè)試數(shù)據(jù)說(shuō)服力，本測(cè)試選取近期建設(shè)的南大門及其廣場(chǎng)道路地塊，該地塊照明設(shè)施較為完善，活動(dòng)人員聚集，測(cè)試的數(shù)據(jù)相對(duì)有實(shí)際意義。測(cè)試地塊為矩形，總長(zhǎng)519m，各邊長(zhǎng)長(zhǎng)度分別為135m，130m，125m，129m，如圖1所示。

2 測(cè)試方案

2.1 測(cè)試儀器及方案

本測(cè)試研究的是校園夜間道路廣場(chǎng)光環(huán)境，因此測(cè)試時(shí)間應(yīng)選在天氣良好的時(shí)段，且避開(kāi)風(fēng)霜雨雪等不良天氣的影響。本次測(cè)試時(shí)間為2018年5月31日夜間21：00～22：00，天氣晴朗，符合測(cè)試要求。

測(cè)試儀器：數(shù)字照度計(jì)（JTG01數(shù)字照度計(jì)采用高精度V(λ)傳感器，主機(jī)根據(jù)需要可自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)時(shí)間間隔可任意設(shè)置，JTG01照度計(jì)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，是照明現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的理想選擇）、測(cè)距儀。

2.2 測(cè)試內(nèi)容

測(cè)量南門廣場(chǎng)道路照度分布狀況；測(cè)量南門廣場(chǎng)道路在夜間有無(wú)輔助光源的不同情況下的照度變化；測(cè)量南門廣場(chǎng)道路在相同光源照射下，照度隨距光源距離的遠(yuǎn)近而變化的情況。

2.3 測(cè)點(diǎn)布置

南門廣場(chǎng)道路，按光源點(diǎn)的數(shù)量布點(diǎn)，光源距離較大的中間適當(dāng)增加測(cè)點(diǎn)。具體測(cè)點(diǎn)分布如圖1所示，設(shè)定左上角（南門廣場(chǎng)西北角）為測(cè)點(diǎn)A，逆時(shí)針布點(diǎn)，分別為A-O，共15個(gè)測(cè)點(diǎn)。

2.4 測(cè)試數(shù)據(jù)讀取

光接收器應(yīng)水平放在實(shí)際工作面上（參考民用建筑取距地0.75m，也就是室內(nèi)桌子的高度）測(cè)量照度。測(cè)量時(shí)應(yīng)控制變量，形成變量的對(duì)比，便于觀察不同變量對(duì)照度的影響。測(cè)量者應(yīng)避開(kāi)光的入射方向，以防止對(duì)光接收器的遮擋。為了提高測(cè)量精度，每一測(cè)點(diǎn)可測(cè)試3～5次讀數(shù)，然后取平均值。

3 測(cè)試數(shù)據(jù)

南門廣場(chǎng)道路夜間光環(huán)境測(cè)試

見(jiàn)下表南門廣場(chǎng)道路夜間光環(huán)境測(cè)試。

4 測(cè)試數(shù)據(jù)分析

本測(cè)試每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)取5組數(shù)據(jù)，取其平均值，以此降低人為或機(jī)械誤差。通過(guò)數(shù)據(jù)分析，南門廣場(chǎng)道路夜間照明照度最高點(diǎn)為J點(diǎn)，照度為109.66lx；最低點(diǎn)為D、H點(diǎn),照度為0 lx，差值還是很明顯的。根據(jù)數(shù)據(jù)分析（圖2）和現(xiàn)場(chǎng)圖片（圖3）可知，J點(diǎn)由于光源位置附近沒(méi)有樹(shù)木遮擋，J點(diǎn)光源與K點(diǎn)光源距離較近，光照重合，且J點(diǎn)光源燈柱上有兩盞燈，照度值大于其他測(cè)點(diǎn)，因此J點(diǎn)為最大照度點(diǎn)。由照片可以看出，光源處燈具數(shù)量不同，照度具有明顯差異，實(shí)際測(cè)試結(jié)果顯示，一盞燈具與兩盞燈具的照度值相差約為一倍。由于夜晚在測(cè)試區(qū)域活動(dòng)項(xiàng)目多為：跑步、踢毽子、打羽毛球等。測(cè)試人員在這兩種環(huán)境下運(yùn)動(dòng)的真實(shí)體驗(yàn)感受是，J點(diǎn)（兩盞燈）所提供的環(huán)境更為舒適，敞亮，有安全感；而在DH點(diǎn)只能跑步經(jīng)過(guò)，踢毽子、打羽毛球是達(dá)不到光照要求的。

圖2

測(cè)點(diǎn)D點(diǎn)與H點(diǎn)照度值均為0lx，除此之外，在距離D點(diǎn)、H點(diǎn)10m之外的場(chǎng)地，由于樹(shù)木遮擋、光照強(qiáng)度弱等原因，照度也為0lx。因此，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，可以看出樹(shù)木遮擋對(duì)場(chǎng)地光照的影響比較大，尤其是對(duì)于樹(shù)木遮擋嚴(yán)重的地方，例如測(cè)點(diǎn)E、I、M點(diǎn)，照度值都比較低。除次之外，燈具后期維護(hù)也是影響校園夜間光環(huán)境優(yōu)劣的因素之一。

J測(cè)點(diǎn)

圖3 測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)照片

5 結(jié)論及建議

無(wú)論是在室內(nèi)或是室外環(huán)境，充足的光照是滿足人類生理和心理雙重需求的必要條件之一，也是建筑或規(guī)劃者考究設(shè)計(jì)方案的評(píng)判條件之一。滿足光照規(guī)范要求的場(chǎng)地可以給人留下舒適的感受，從而使場(chǎng)地的利用率、視覺(jué)效果發(fā)揮最大效果。夜間的校園室外環(huán)境相較于城市中其他公共室外環(huán)境，具有人流集散時(shí)間段集中、非機(jī)動(dòng)車較多且機(jī)動(dòng)車來(lái)往較少、人群又分片集中等特點(diǎn)，因此，夜間校園室外環(huán)境的人工照明應(yīng)滿足學(xué)生流集中上下課時(shí)的疏散、非機(jī)動(dòng)車的行駛、人群集會(huì)等要求。

根據(jù)校園照明規(guī)范要求，校園夜間室外照度值最低要求為1lx,在本次測(cè)試中，位于測(cè)點(diǎn)光源直射下方的測(cè)點(diǎn)照度均滿足甚至高于規(guī)范要求。校園夜間在燈下的人員活動(dòng)數(shù)量多，大多是踢毽子、打羽毛球等需要高照度的運(yùn)動(dòng)，實(shí)際體驗(yàn)也滿足使用要求，人們?cè)谶@里運(yùn)動(dòng)、健身、談笑，是很積極的場(chǎng)所。但是在燈源與燈源之間過(guò)渡的區(qū)域，照度值接近于零，只有跑步的人員經(jīng)過(guò)，卻極少有人員在此逗留，這些地方給人的感受就不大安全，所以難以形成積極場(chǎng)地。所以在這些地點(diǎn)可以適當(dāng)增加一些地?zé)?、裝飾燈等來(lái)提高一點(diǎn)點(diǎn)照度，即增加了燈光效果又使活動(dòng)人員感到安全。

建議新加路燈、裝飾燈可以選用LED太陽(yáng)能燈。LED太陽(yáng)能燈耗電量是普通路燈的27%，年維護(hù)費(fèi)用也比普通燈低1/3，邯鄲屬于年陽(yáng)光特別充足的地區(qū)，新型太陽(yáng)能充電板在強(qiáng)陽(yáng)光下3h或陰雨天8h儲(chǔ)存的電量夠太陽(yáng)能燈用3～5d。雖然前期成本費(fèi)用較高，但后期節(jié)省的費(fèi)用更可觀，不僅經(jīng)濟(jì)性良好，并且節(jié)約了資源，保護(hù)了環(huán)境。