基于DIALux軟件的達(dá)喀爾市政道路照明設(shè)計

摘" 要：為選擇符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 13201的要求，并且適用于塞內(nèi)加爾共和國首都達(dá)喀爾市政道路的公共照明環(huán)境。采用DIALux照明設(shè)計軟件對達(dá)喀爾市政道路進(jìn)行建模模擬，通過在軟件中輸入不同的燈桿高度、燈桿間距、燈具瓦數(shù)等一系列的相關(guān)參數(shù)，可以快速模擬出一個接近于真實(shí)的照明環(huán)境，并精確計算出各項(xiàng)亮度評價指標(biāo)。最終，根據(jù)比較分析不同參數(shù)下的計算結(jié)果，為達(dá)喀爾市政道路選用燈桿高度8 m、燈桿布置間距30 m、燈具瓦數(shù)103 W、兩側(cè)對稱布置的照明方案。表明照明設(shè)計者使用DIALux照明設(shè)計軟件進(jìn)行道路照明設(shè)計，不僅其操作方法簡單易學(xué)、形象有趣、計算準(zhǔn)確，而且可以快速、高效地得出一個符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的照明設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：DIALux照明設(shè)計軟件；道路照明設(shè)計；模擬；歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 13201；照度

中圖分類號：TU113.6" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）31-0018-04

Abstract： In order to select the public lighting environment that meets the requirements of the European standard EN 13201 and is suitable for the municipal roads of Dakar， Senegal. DIALux lighting design software is used to model and simulate Dakar municipal roads. By inputting a series of related parameters such as different lamp pole height， lamp pole spacing， lamp wattage and so on， a lighting environment close to the real lighting environment can be quickly simulated， and each brightness evaluation index can be accurately calculated. Finally， according to the comparison and analysis of the calculation results under different parameters， the lighting scheme of lamp pole height 8 m， lamp pole layout spacing 30 m， lamp wattage 103 W and symmetrical arrangement on both sides is selected for Dakar municipal road. It shows that the lighting designer using DIALux lighting design software for road lighting design， not only its operation method is easy to learn， the image is interesting， the calculation is accurate， but also can quickly and efficiently get a lighting design scheme in line with the specifications and standards.

Keywords： DIALux lighting design software; road lighting design; simulation; European standard EN 13201; illuminance

隨著城市道路的高速發(fā)展，城市道路照明設(shè)計對于一座城市來說越來越重要，它作為城市規(guī)劃的重要組成部分，不僅有效地保障了人們的交通安全，也更好地保障了道路通行能力，增強(qiáng)了城市的外部環(huán)境和美觀性。城市道路照明設(shè)計要體現(xiàn)“技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約能源、維護(hù)方便”和“先進(jìn)性與實(shí)用性相結(jié)合、安全性與可靠性相結(jié)合、標(biāo)準(zhǔn)化與統(tǒng)一化相結(jié)合、開放性與擴(kuò)充性相結(jié)合”的原則，并結(jié)合城市道路的特點(diǎn)和有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，既要改善行車條件，又要保證車輛安全、快速、舒適地在公路上行駛。

1" DIALux軟件簡介

DIALux于1993年在德國成立，其先后與飛利浦、索恩、雷士和歐普等全球知名的照明廠商合作。DIALux是一套應(yīng)用3D模擬照明設(shè)計計算的軟件，支持導(dǎo)入世界各大廠商提供的燈具光源數(shù)據(jù)（如：IES、CIB、ULD、LDT等），以及AutoCAD格式的文件，以設(shè)計圖紙為依托進(jìn)行照明設(shè)計。DIALux軟件內(nèi)置國際照明委員會（CIE）140標(biāo)準(zhǔn)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 13201、北美照明工程學(xué)會（IESNA）標(biāo)準(zhǔn)，提供符合標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)和算法，確保其計算過程中的準(zhǔn)確性和有效性。同時，DIALux涵蓋了多種場合的照明設(shè)計，包括室內(nèi)、戶外道路和球場等。并且，該軟件內(nèi)置了多種語言的操作界面，包含中文、英文、法文等，同時還能輸出包含照度圖、灰階等照度圖、點(diǎn)照度值、3D效果圖等多種語言的計算報表。DIALux軟件不僅大大提高了照明設(shè)計者的工作效率和精確度，而且更大程度上促進(jìn)了軟件在全球范圍內(nèi)的通用性和協(xié)調(diào)性。

2" DIALux內(nèi)置的歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 13201

歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 13201針對不同道路等級、不同道路類別如何選擇合適的照明等級，對路燈的性能要求、照度要求、路燈的性能計算及照明性能測量方法等內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)講解。提供了有關(guān)選擇照明等級和其他相關(guān)方面的進(jìn)一步指導(dǎo)，旨在為戶外公共場所用戶在夜晚提供具有良好能見度的固定照明裝置，以支持交通安全、交通流量和公共安全。此標(biāo)準(zhǔn)將照明分為幾個等級，如ME、CE、S、A，其中ME等級適用于在重要交通路線上的機(jī)動車駕駛者，并允許中高速行駛，一些國家還包含住宅區(qū)道路；CE等級同樣適用于道路上的機(jī)動車駕駛者，同時也適用于易發(fā)生沖突的地區(qū)，例如：購物街、某些復(fù)雜的道路交叉口、環(huán)形交叉路口和排隊(duì)區(qū)，也適用于行人和騎自行車的人；S和A等級適用于行人和騎自行車的人在使用人行道和自行車道、緊急車道及其他與車道分離或沿著車道的區(qū)域，如：居住區(qū)的道路、步行街、停車場及運(yùn)動場等。

3" 基于DIALux的市政道路照明設(shè)計

本文以非洲國家塞內(nèi)加爾共和國首都達(dá)喀爾市的快速公交（BRT）項(xiàng)目為例，基于DIALux軟件且采用歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 13201進(jìn)行公共照明設(shè)計。通過DIALux計算軟件確定局部直線段落的照明設(shè)計方案，明確該段落的路燈布置方式、燈桿高度、燈桿間距和燈具瓦數(shù)等進(jìn)行模擬計算，確定最佳的照明方案，且達(dá)到本路段要求的照明標(biāo)準(zhǔn)，再推廣到整條BRT道路。

3.1" 照明標(biāo)準(zhǔn)

選用的直線段的私家車車道為雙向四車道，供公交車行駛的BRT車道位于兩幅私家車車道的中間，為雙向兩車道，并通過分隔帶將私家車車道與BRT車道進(jìn)行隔離開來。私家車車道單側(cè)路幅寬度為6 m，BRT專用車道單側(cè)路幅寬度為3.5 m，私家車車道與BRT車道之間的分隔帶寬度為1.5 m，同時道路兩側(cè)設(shè)置有3 m寬的人行道，以供行人行走。根據(jù)工程技術(shù)條款CCTP中的要求，該路段的照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為：

1）私家車車道的照度平均值為20 lux，需保持的最小照度均勻度U0為0.4。

2）人行道的照度平均值為7.5-10 lux，需保持的最小照度均勻度U0為0.2～0.3。

3）BRT車道利用整個項(xiàng)目征地范圍內(nèi)的殘余照明，無照度水平要求。

根據(jù)上述照明標(biāo)準(zhǔn)的要求，通過對照軟件內(nèi)置的歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 13201，可得出標(biāo)準(zhǔn)中的CE等級符合上述照明標(biāo)準(zhǔn)要求，同時CE等級適用于行車道和人行道，故本段落選取CE等級進(jìn)行設(shè)計模擬，CE 等級的具體參數(shù)要求見表1。

3.2" DIALux建模計算

DIALux軟件進(jìn)行道路照明計算時可以選擇街道精靈或手動建模2種方式，本次模擬采用手動建模方式，首先建立與選取段落路幅寬度一致的道路模型，然后進(jìn)行輸入相關(guān)道路參數(shù)、選取適合的燈具、輸入燈具排列布局相關(guān)的參數(shù)、選取相應(yīng)的CE標(biāo)準(zhǔn)等一系列模擬流程，最終得出符合照明標(biāo)準(zhǔn)的計算報表。

3.2.1" 擬定路燈布置形式

通過前期現(xiàn)場考察達(dá)喀爾市路燈設(shè)置情況后發(fā)現(xiàn)，達(dá)喀爾市路燈主要分布在中央分隔帶處或道路兩側(cè)的人行道上，布置于人行道時采用兩側(cè)對稱分布的布置形式，多采用8 m高的燈桿，路燈間距普遍為30～35 m。所以，結(jié)合達(dá)喀爾市路燈設(shè)置情況，本次照明設(shè)計擬采用8 m高的燈桿，對稱布置于兩側(cè)人行道上，路燈間距采用30 m。

3.2.2" 建立標(biāo)準(zhǔn)道路模型

首先，選取軟件中的道路照明模塊，插入標(biāo)準(zhǔn)街道，添加2個行車道、2個人行道模型，由于軟件最多只能設(shè)置2個行車道模型，并且項(xiàng)目對BRT車道無照度要求，故本次模擬使用分隔帶來代替BRT車道。接下來，根據(jù)選取段路幅寬度設(shè)置好行車道寬度、人行道寬度和分隔帶寬度。最后，根據(jù)上述路段要求的照明標(biāo)準(zhǔn)對照CE系列照明等級表來設(shè)置軟件內(nèi)的照明等級。因此，本路段行車道照明等級選擇為CE2，人行道照明等級選擇為CE5。這樣一來，與選取段一致的道路模型建立完成，如圖1所示。

3.2.3" 輸入DIALux計算參數(shù)

道路模型建立完成后，接著導(dǎo)入照明廠家所提供的IES、CIB、ULD、LDT等形式的燈具文件，本次導(dǎo)入77 W和103 W 2組燈具瓦數(shù)形式，通過模擬計算最終選擇滿足照明標(biāo)準(zhǔn)要求的燈具瓦數(shù)。接著在建立好的道路模型里粘貼燈具的排列布局，按照軟件顯示的參數(shù)欄，選擇之前導(dǎo)入的燈具，輸入排列方式、燈桿排列、燈桿與燈具的距離、名稱等擬定的一系列參數(shù)。

3.2.4" 模擬計算

1）采用77 W燈具，使用8 m高單臂路燈，燈桿布置間距為30 m，燈桿安裝在兩側(cè)人行道上，采用雙側(cè)對稱分布方式。利用DIALux軟件建立三維模型（圖2），經(jīng)過計算生成偽色圖（圖3），測光結(jié)果（圖4）。

從上述測光結(jié)果中可以看到，采用77 W的燈具，人行道的平均照度為11.81 lux，最小照度均勻度U0為0.42；行車道的平均照度為16.90 lux，最小照度均勻度U0為0.55。故可以根據(jù)上述計算結(jié)果得出：雖然行車道和人行道的最小照度均勻度U0都可以滿足照明標(biāo)準(zhǔn)的要求，但行車道的平均照度為16.90 lux，未達(dá)到照明標(biāo)準(zhǔn)中CE2等級要求的20 lux。

2）采用103 W燈具，使用8 m高單臂路燈，燈桿布置間距為30 m，燈桿安裝在兩側(cè)人行道上，采用雙側(cè)對稱分布方式。利用DIALux軟件建立三維模型（圖5），經(jīng)過計算生成偽色圖（圖6），測光結(jié)果（圖7）。

從上述測光結(jié)果中可以看到，采用103 W的燈具，人行道的平均照度為13.73 lux，最小照度均勻度U0為0.26；行車道的平均照度為24.59 lux，最小照度均勻度U0為0.45。故可以根據(jù)上述計算結(jié)果得出：人行道的平均照度和最小照度均勻度U0可以達(dá)到照明標(biāo)準(zhǔn)要求的人行道平均照度為7.5～10 lux，最小照度均勻度U0為0.2～0.3；行車道的平均照度和最小照度均勻度U0可以達(dá)到照明標(biāo)準(zhǔn)要求的行車道平均照度為20 lux，最小照度均勻度U0為0.4。

3.2.5" DIALux的報表輸出

DIALux的計算結(jié)果可以在軟件中的報表一欄進(jìn)行查詢和輸出，軟件可以輸出中文、英語、法語等多種語言的計算報表，使用者可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況選取適合的語言。道路照明的計算報表，一般需要輸出的內(nèi)容有：計劃數(shù)據(jù)表（表中包含道路尺寸、燈桿高度、燈桿排列、燈具瓦數(shù)等信息）、照明器具表（表中包含燈具的參數(shù)、燈具的配光曲線等信息）、測光結(jié)果（包含道路類型、道路寬度、計算出的平均照度和最小均勻度等信息）、3D效果圖、偽色表現(xiàn)圖（不同顏色表示了不同照度的分布情況）、等照度圖（包含照度分布、最小照度、最大照度等信息）、點(diǎn)照度值（包含各計算點(diǎn)的照度分布值）等，用戶可以根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，對所需圖表內(nèi)容進(jìn)行篩選。

4" 結(jié)束語

良好的道路照明環(huán)境，對車輛夜間行駛和行人行走的安全性都有很大的提高，對改善交通狀況、減少疲勞駕駛、提高道路通行能力、預(yù)防交通事故和美化城市夜間環(huán)境等都有很好的促進(jìn)作用。利用DIALux軟件模擬道路照明效果，可以精確計算各種亮度評價參數(shù)，并提供完整的文字報表和3D虛擬實(shí)境圖，為照明用戶和照明設(shè)計者提供一個接近真實(shí)的照明環(huán)境，從而減少了照明設(shè)計者在道路照明設(shè)計過程中繁瑣的計算和核算工作量，無論是設(shè)計效率還是品質(zhì)，都有了顯著的提高。

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