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道路照明中光污染的防治(图)

2007-07-03 作者:admin 来源:照明工程师社区(姚凯) 浏览量: 网友评论: 0

摘要: 本文就道路照明光污染方面的问题进行论述。

随着近些年城市化进程的加快,室外照明越来越受到社会各方面的重视,夜间照明状况的优劣已成为衡量一个城市现代化水平的重要标志。然而,在现实工作中存在着不少误区。这里,我仅就道路照明光污染方面的问题进行论述。

一、普通道路照明

1、照明标准对眩光的影响

目前,我国道路照明中存在的一个问题是照明标准选择不当,不但同国际标准(CIE)而且与国家标准差距也很大,往往是过去照度偏低,而现在又过高。

a.过去由于长期形成的观念,普遍对城市的道路照明重视不够,道路照明设施落后,照度不足。以至于许多机动车在主干道开大灯行使,灯光直接射入相向行驶车辆驾驶员及行人眼中,造成强烈的失能眩光,大大降低了行车速度,同时增加行车事故隐患。而机动车灯采用蓄电池作为电源,蓄电池又由车辆发动机带动发电。由于城市道路机动车较多,其能耗相当可观。如果采用CIE标准,使用高性能、高标准的气体放电灯,在功率增加不多的情况下,各种照明指标均有明显改善。这里以郑州市环城快速路南三环路为例作一比较。

由表一及图一可以看出,道路的亮度、照度以及纵向均匀度指标均有明显的改善,同时由于采用截光型灯具,眩光指数降低,而这些指标都是影响驾驶员视觉的最重要的因素。

图二

由于照明状况明显改善,驾驶员视觉良好,可关闭车灯高速行驶,从而避免车灯所形成的强烈眩光。

笔者认为,在交通繁忙的城市主干道,足够的照度是有益的。

b.近些年,各个城市在大搞亮化工程的同时,存在明显的攀比倾向,直接反映在照度标准上。许多领导认为,道路照得越亮越好,甚至小路照度都达到20Lx。而小路上由于各种车辆混行,本身昼间设计车速就较低,夜间照度虽高但对行车影响并不大。这样既浪费了能源,又由于路面并不宽,大量的溢出光影响了路边的居民夜间的休息,造成光污染。

2、灯具形式及其仰角

城市干路许多是三幅路面,采用双臂路灯照明。在这种情况下,机动车道侧应采用截光型灯具,以降低眩光。国外研究表明在正常情况下,符合标准的灯具眩光指数,截光型约为6.7,半截光型为4.8。对于行驶速度较高的机动车来说,低眩光的截光型灯具有着重要的意义。

路灯的安装仰角也是影响眩光指标的一个重要因素。CIE规定路灯的仰角不能大于5,其主要目的就是限制眩光。我国有关规定路灯的安装仰角在15以内,主要是受经济条件制约,为了降低灯高,节省造价,当在宽阔路面布灯时,许多建设单位为了增加灯具的横向照射距离,往往不是增加灯杆高度,而是随意增加灯具的仰角,造成不必要的眩光污染。实验表明,增加仰角对路面亮度并无质的增长。而增加灯高、增大单灯功率并加大灯间距,即可保证照度及均匀度,又可减小仰角,限制眩光,同时由于用灯数量减少,造价并不增加。

二、道路交叉口及立交照明

城市道路交叉口面积很大,传统的柱灯照明效果不佳,而高杆灯由于影响交通,也不宜采用,导致交叉口的照明成为死角。近来,许多城市主管部门为改善道路交叉口照明,采取了许多措施,常用方式是在路口四周增加投光灯。但是,由于许多工程没有进行严格的设计与计算,路面照度不均,并且往往眩光严重。

交叉口照明必须根据具体情况进行认真的分析,确定最经济与合理的配光。譬如,当宽阔干道与小路相交时,增加灯高与光源功率即可解决问题,且效果良好。两条干道相交时,采用中杆投光照明,则须进行详细的计算,选择合适的灯具及安装高度,且首先应考虑选用高效的大功率钠灯。受性价比因素限制,笔者认为以15m杆高NG400W光源最为经济。投光灯具在选择时须注意其配光形式。若每组灯杆设三套投光灯,中间一套须选择窄配光远射程灯具,而两侧则选择宽配光。同时,必须选用非对称型配光,以尽可能地降低灯具仰角,减少直接射入人眼中的光线。如果选择对称型灯具,且安装高度不够,因为仰角过大,会造成严重的眩光,同时损失大量的光能。下图为两种配光的对比:

三、 立交照明

高杆灯被誉为立交桥的眼睛,其应用日见广泛。但由于一些立交桥的设计单位缺乏专业的照明设计人员,往往单一地采用一种高杆灯照明,造成许多遗憾。

例如大型四层立交,中心四层桥面高程一般高出地面近20m。如果简单地采用常用的30m高杆灯,因为相对高差较小,必然产生较为明显的眩光,随着1000W大功率泛光灯在高杆灯的广泛应用,上述问题会更加明显。而立交延伸区域,若选用的灯型不当,往往一个方向满足了照度要求,而其他方向的光线射出了立交桥区,对周围居民的生活产生严重的影响。因此,必须根据桥型的不同确定各个位置高杆灯的杆高及杆型。

本例四层立交处若采用40m杆高,眩光就会明显减小;而其他位置则根据桥面的高度选择20~30m等高度的高杆灯,既避免了眩光,又避免了不必要的浪费,同时高杆灯由于随着桥梁高低错落有致,非常美观。在一些区域,将高杆灯上的灯具由传统的径向对称布置,改为根据需要非对称布置,可有效地减少对立交以外的影响。在引桥部分则应尽可能地采用普通的路灯照明,避免使用高杆照明,既最大限度地利用了路灯的特性,又避免高杆灯的溢出光线所造成的光污染,同时节省了造价。

四、道路景观照明

随着各城市对商业街、迎宾大道进行的灯光改造,在传统的路灯照明以外增加了许多景观照明,其常用方式为采用泛光灯照射树木和小品,悬挂节日彩灯,增设草坪灯等。这些措施在美化了街景的同时,也带来了一些问题。

1、泛光灯设置

对行道树照明应经过认真的分析比较,由于其计算困难,且缺乏相应的照明标准,目前以实验比较后再确定配光方案为宜。

在道路隔离花坛内不应采用普通型泛光灯,因为若灯具安装高度和倾角选择不当,就会形成对过往机动车的眩光。工程实践中表明,当树木树冠不大时,使用地埋式泛光灯,在灯光照亮树冠的同时,甚至连灯具防眩格栅板都不需要安装,其防眩光效果很好。而当树冠高大时,采用高于驾驶员视线的灯具立杆非常必要,同时在树冠中心应用内透光的方法效果也非常理想。照射草坪的泛光灯必须注意选择好灯具照射方向,如有必要可增设遮光板以避免眩光。

人行道设置地埋灯也应注意防止眩光,主要是设置格栅,采用磨砂灯罩等,且光源功率不宜过大。

2、草坪灯的布置

道路上的草坪灯仅起到点缀的作用,草坪灯的安装高度、光源功率以低、小为宜,同时在选型时必须采用下配光灯罩,灯高避免与机动车驾驶员视线高度接近,以避免对车辆驾驶员形成眩光。

目前,在照明工程中光污染涉及的领域相当广泛,问题也很多。譬如建筑物装饰照明的设计与照度的确定,及其对环境的影响等,都是需要认真研究的课题。我仅从道路照明的角度进行了初探,希望能引起大家对光污染问题的进一步研究与重视。

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