1、浅析城市道路照明设计摘要:对城市道路照明设计规划必须是以城市总体为基准，满足现行的规范标准要求，采用先进的科学技术，在合理节约能源的同时保证驾驶人和行人安全、舒适的良好光环境。本文主要探讨了城市道路照明规划设计的原则标准和一些具体的内容步骤。 关键词：城市道路；照明设计；内容步骤 中图分类号：U491.5+3 文献标识码：A 一、引言 合理的城市道路照明会对道路通畅、道路美化和社会安全起到重要意义。为了保证设备能够稳定持久的进行照明，关键就是要抓好设计这个环节，笔者结合自身多年从事施工设计的工作经验，再结合相关的资料，从多个方面角度探讨城市道路照明设计。 二、设计原则和标准 级别 道路类型 亮
2、度 照度 眩光限制 诱导性 平均亮度 Lav(cd/m2) 均匀度 Lmin/Lav 平均照度 Eav(lx) 均匀度Emin/Eav 1 快速路 1.5 0.4 20 0.4 非截光型灯具 良好 2 主干路 1.0 0.35 15 0.35 非截光型灯具 良好 3 次干路 0.5 0.35 8 0.35 非截光型灯具 好 4 支路 0.3 0.3 5 0.3 非截光型灯具 好 5 人行道 - - 1-2 - 不限制 - 照明设计的原则是可靠安全，经济合理，节约能源。标准是快速、主干、次干、支路和人行道的照明一定要满足亮度、照度、眩光限制、诱导性这主要的四项，其中人行道和非机动车道要满足平均照
3、明的单项指标如表 1。 表 1 道路照明标准 从表中我们不难看出，根据城市道路的级别和交通的密集复杂程度，来决定如何选择合适的照明，但是这其中对于诱导性的定性指标不能简单的用光度来表示。必须采用数字照明设计，即在对城市道路照明设计时一定要考虑诱导性对道路照明质量的影响因素。 诱导性可被划分为视觉和光学两种，其中影响视觉正常的因素有路面中心线、灯具、灯杆等等；影响光学的因素有照明灯光、光源光色和其排列形式等等，要求在城市道路照明设计规划时一定要保证良好的诱导性。 在设计时考虑到道路上驾驶员的视觉舒适度，要根据城市道路的级别和周边环境合理选择适宜的光源。如一般情况下，采用的是高压钠灯，商场中心广场
4、采用的是金属卤化物灯。在车流量比较大且路况比较复杂的道路上要考虑到在夜晚时分，会有动物或者行人穿越马路，这就给安全带来隐患，此种现象叫做中间视觉，此时为了行车的安全，要考虑到各个光源的光谱对驾驶人视觉产生的影响，如表 2. 表 2 不同人眼适应各光源的视觉反应时间 从表中不难看出，通过比较，包含较多蓝、绿光的金属卤化物灯辐射出的光谱，对于视觉反应的时间是最短的。假设以它为准，金属卤化物灯在 1cd/m2 情况下比高压钠灯在视觉反应时间方面缩短了 14%左右，如果在这样的路段使用高压钠灯，那么对于快速行驶的汽车来说就会造成安全隐患。 在对城市道路照明设计时，选择灯具类型方面也要有所注意，因为这也
5、是会影响到节能，控制和光污染的，所以根据相关规定，安装半截光型灯具的间距 S 可在灯具高度 H 的 3.5 倍内选取，安装截光型灯具只可在 3 倍内选取，这样我们就会发现，不同类型的灯具在布置中的投资成本和节能都是息息相关的；除此之外，我们所提到的光污染 1/3 是由道路照明造成的，当然不同灯具类型造成的光污染程度又是不一样的，如表 3. 表 3 不同灯具由路面的反射光 从表 3 中可以看出，采用半截型灯具有利于减少光的反射，所以这对减少光污染是有好处的。除了以上说的影响因素以外，为了做到节能，还要对道路照明的供电进行合理设计规划。 在保证照明满足功能需求的同时还要确保灯杆、灯具、色调等条件与
6、周围环境相互协调。 三、道路照明设计的内容及步骤 收集相关资料：当拿到一个道路设计图纸后要由专门的负责人员进行现场的考察，做到对现场道路的结构、10KV 电源的走向、道路建设所用材料的特质和周围环境等实际情况充分了解。 确定各项参数：在前一步的基础上，再根据城市道路照明设计规划，确定出布灯的方式、高度、仰角和间距等。在对灯具的选型完成后，再根据实际需要来适当的调整上述的相关参数。 光源的选择：主要是选择合适的高压钠灯或金属卤化物灯进行照明。钠灯的特点是寿命长、效率高且透雾性比较好，外触发器在启动点亮钠灯时一般不会超过 1min，它的显示效率和金属卤化物灯比起来略低，可金属卤化物灯也存在着光效低
7、，启动时间长的问题，近几年随着灯具行业的发展，已经使金属卤化物灯的光效和启动时间大大的提高，和高压钠灯差别不大。 我们知道城市的道路照明已不再是单纯的照亮道路，而是可以让驾驶人和乘客欣赏到周围的环境。从视觉角度出发考虑到白光比黄光会获取更多的信息量，所以多采用的是白光的卤灯。个人的建议是，在一些一般性的道路上使用经济的钠灯，在繁华的道路采用卤灯。 电源的确定：灯发光离不开电源。所以，电源的确定必须在设计阶段对其进行充分考虑。其中最好的是对道路建立独立专用的变电站或配电室来进行供电，条件允许下可建立 10KV 的小型供电环网系统，这其中要铺设设备用的电缆和一些连锁装置，对于一些特殊的重要的路段可
8、采取双电源的形式供电。所谓双电源就是指两个变电站或一个变电站的多个母线，在正常情况下小型环网开环运行，当遇到检修和线路故障时，只需要切断道路两侧线路的开关，这样就比单电源的稳定性更高。个人建议可采用六佛氟化硫负荷绝缘开关或者是干式变压器，在工作中考虑到候车亭、监控亭等场所的裕量，将其控制在 80%左右为好。对于负荷的中心位置，最好设置变电站，供电的半径控制在 1KM 以内为宜。 电缆的选择：当道路照明的电压比较低时可采用三相 5 芯儿电缆，因为气体放电产生的谐波在中性线里是叠加的，这就要求截面不能小于相线的截面，再考虑多方面带来的因素，可将电缆级别再提高 1 到 2 级。控制和软件设计方面：对
9、道路路灯的控制可采用多种形式，包括光控、手控和遥控等。如采用定时开关时，要根据地球的经纬度由计算机自动计算出日出日落时间，这样就可根据时间的变化自动开关照明设施；如采用遥控方式，其中包括无线和有线。遥控数据通信实现了道路灯的远距离控制和监测，这样就保证了对应急或突发情况能够及时反应。在软件设计方面，其大致有两种形式，一种是灯具企业自行研发的专门针对照明的软件，另一种是照明通用软件。两种软件各有特色，但基本步骤是比较类似的，都是先输入此条道路的基本信息，在按照相应的标准选择合适的照明器件，最后完成检验修改工作并得出相应结果。 接地保护：我们知道对于低压配电系统比较常用的接地方式有 TT系统（电源
10、端和设备金属外壳都直接接地） 、IT 系统（电源端不接地，设备金属外壳直接接地）和 TN 系统（电源端直接接地，用电端用一条导线连接电源的中性点，这其中因为连接的导线方式不同，TN 系统又可分为TN-C、TN-S、TN-C-S 三种方式） 。因为城市道路的照明环境条件都不大相同，所以在现今已经有比较完善的电流保护器的情况下，多采用 TT 方式，是比较符合道路安全要求的。TT 方式可以让灯杆单独接地，在利用金属外壳的基础上，增加一到两个地极就好，不用再和 PE 连一起接地。同时，按照相关规定，要满足 R*I50V，我们假设 I 为 100 到 500mA 之间，可计算出 R 在 50 到 100
11、 欧姆之间。当城市道路的线路不长，并采用了断路器和熔断器来做保障，也可采用 TN-S 方式，但是 TT 方式和 TN-S 方式相比，TT 方式对电阻的要求更低，这样就可以大大的减少施工的难度。 工程建设：根据实际现场的土质情况，由专门人员计算出此道路的基础受力情况，以此来选择合适的地脚螺栓和钢筋，并由混凝土一次浇筑完成。同时，为了今后维修时方便，要求每个路口都要至少再安装一个备用管，铺设时要注意避开道路两旁的绿化树，防止其破坏电缆。 防止人为盗窃：提高治安保障是根本，比较直接有效的防护措施，如给配电室安装防盗报警器或防盗机构。 节能环保：合理计算所需灯具的数量和布灯的方式。使用那些功率因数高且
12、高效率的镇流器，最好可以使抵压功率因数可以到达 0.9以上。定期更换和清理灯具外罩，使其能够发挥最大能效。人流量不大的夜晚在不影响到正常通车的情况下，实现路灯交替的熄灯。配置节能控制器，通过控制电压降低耗电同时还可增加灯泡的使用寿命。可适当选用太阳能作为路灯的电源。 四、结束语 对城市道路的照明设计会涉及到很多方面，设计人员要做到深入全面的了解现场，考虑如何合理安全的进行施工，后期使用与维护。在每项工程结束后要做到复核，找出差距，并总结经验教训，为今后打下良好的基础。 参考文献 【1】杨顺雨 道路照明中的应用前景J.照明工程学报 2013,6165 【2】陈勇 城市夜景照明规划设计J.中国建筑工业出版社 2001,5055
