城市亮化规划中功能性照明规划的探讨——以涿州市中心城区为例杜学治

城市亮化规划中功能性照明规划的探讨——以涿州市中心城区为例杜学治

杜学治

河北建工集团有限责任公司河北石家庄050000

摘要：现今各城市都在开展“夜景亮化”工程，塑造城市夜景形象。针对城市功能性照明存在的问题，通过对涿州市现状照明情况的思考，对现在城市功能照明规划应当注意的问题做了探讨。

关键词：功能照明、照度、光色、功率密度

1引言

城市照明专项规划是与城市总体规划相配套的专业规划之一，是城市总体规划在照明领域的延续和深化，是城市规划成果体系中的重要组成部分。城市照明包括功能照明、景观照明与建（构）筑物照明，功能照明是指对城市交通安全、社会治安等城市基本功能有影响的照明，城市功能照明包括道路照明、道路交会区功能照明、商业区／住宅区功能照明、休闲旅游景观区功能照明、桥梁／隧道功能照明、广场空间功能照明等。照明设施包括灯杆、灯具及专为照明而设的变配电设施、管线、工作井及其他必要的照明附属设施。

2涿州市功能照明的现状情况

截止到2016年底，涿州市中心城区灯杆总数达到7043基，其中中杆灯19基，高杆灯6基；路灯盏数10771盏，其中，高压钠灯约5318盏，新型绿色光源LED灯3013盏，无极灯1903盏，节能灯537盏。路灯总功率2206.1kW；路灯变压器57台，总容量4890kVA，路灯配电箱55台，专用配电室8座，路灯控制仪123台，控制管理中心2个。2015年老城区路灯照明总用电量402万度，年开灯时间1825小时，年平均亮灯率达到98%。现有路灯维护车辆5辆。

新型绿色环保光源LED灯已经在涿州市大面积使用，LED路灯作为新型光源与传统光源相比，具有寿命长、显色性好和数字化可控程度高等优势。无极灯也已在范阳中路、科苑路等多条道路安装使用，无极灯是一种磁能灯，具有长寿命、高效节能、高显色性、高功率因数、无频闪、维护成本低和绿色环保等特点，适用于高危和换灯困难且维护费用昂贵的重要场所。

涿州道路照明智能化、信息化管理开始起步，目前，城区内路灯电脑监控中心2座，布点建设了59个路灯监控点，实现了对监控范围内路灯及景观灯亮灯情况的适时管理。涿州市城市道路照明系统整体质量得到很大提高，城市道路照明系统建设向景观化、智能化和环保化协调一体的方向发展。

3涿州市目前功能照明存在的问题

3.1不能全面贯彻执行国家的道路照明标准

部分道路及道路交叉口照度指标不达标，尤其是支路和小街巷，不但照度指标低，而且照度均匀度也较差。另外，还存在部分主干道功率密度超标。如腾飞大街-朝阳路交口，面积大但路面黑暗，达不到照度指标要求，会加大夜晚交通事故发生的概率。

图3.1腾飞大街-朝阳路路口

3.2灯具选择不当

涿州市部分主干道路为了城市景观需要采用了很多装饰性灯具。道路照明主要是功能照明为主，在可以的条件下应注意美观，但是以装饰性灯具来代替功能性照明，其结果不但不能达到道路照明对照度的要求，而且造成能源的浪费，大量的溢散光对周围环境产生了不同程度的光污染。

图3.2范阳路华灯

3.3路灯协调机制不完善

路灯设施的特点是数量多，分布广，维修工作效率低。通过路灯监控中心和现场远程分布式RTU，借助强大GPRS/CDMA移动通讯网络，完成对市政路灯的远程控制、远程调光、远程监视、远程实时动态管理，可以大大提高对路灯管理的效率。涿州市随着城市的发展和道路的改建已经对部分路灯实施了远程控制和监视，但工作并未全面普及，还需进一步加强。

4功能性照明的规划目标

技术目标——城市道路路面亮度或照度、均匀度、眩光限制值、环境比及照明功率密度值（LPD）应符合《城市道路照明设计标准》（CJJ45）的规定。照明质量达标率不小于90%；新建道路照明节能评价达标率应达到100%，既有道路照明节能评价达标率不小于80%。

建设目标——完善城市功能照明，消灭无灯区；新建、改建和扩建的城市道路装灯率应达到90%；积极推进LED等绿色照明产品在城市照明中的应用，新、改（扩）建道路照明中LED路灯应用率不低于50%，。

管理运行目标——全面建设智能化管理系统，路灯自动化监控覆盖率达100%，道路照明主干道的亮灯率应达到98%，次干道、支路的亮灯率应达到96%；道路照明设施的完好率应达到96%。

5功能性照明的规划内容

5.1道路照明指标定级

根据城市性质的定位，城市空间形态、道路功能和环境特点，结合《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2015）等标准，规划将整个道路系统照明分成3级6档，分别为：IG、ID、IIG、IID、IIIG、IIID。主干路为I级照明等级，平均照度和照度均匀度最高，主干路照明既要保障车辆的安全通行，又要保障行人的出行安全，确保足够的可见度和均匀度。次干路为II级照明等级，平均照度和照明均匀度次之，次干路的照明应确保充分的照度、均匀度以保证安全。支路为III级照明等级，平均照度和照明均匀度弱于次干路照明，支路的照明主要满足行人的视觉安全需求。有交通控制系统、隔离栏、隔离带取低档值，无则取高档值。有特殊景观价值的道路（如城市景观轴、城市景观大道、重要商业街）在满足原照明等级对应照明功率密度限值前提下，照明等级可提高一级。

机动车交通道路照明应以路面平均亮度（或路面平均照度）、路面亮度总均匀度和纵向均匀度（或路面照度均匀度）、眩光限制、环境比和诱导性为评价指标。人行道路照明应以路面平均照度、路面最小照度和垂直照度为评价指标。下图为涿州市道路照明照度分级规划图。

图5.1道路照明照度分级规划图

机动车道路照明根据《城市道路照明设计标准》CJ45-2015，照明标准值应符合相应的规定。对同一级道路选定照明标准值时，交通控制系统和道路分隔设施完善的道路，宜选择本标准低档值，反之宜选择高档值。

5.2光色（色温）规划

按照景观性越高则选择色温越高，以及按交通功能由强到弱、色温的选择也由高至低的光色分布规律，将道路照明的光色类型分为与规划道路性质相对应的三类。道路照明光色分布的规划应符合下表规定：

表5.2规划道路照明光色分布一览表

图5.2功能照明光色规划图

高色温：光色显浅白色，适用于交通性主次干道，如龙马路、原107国道、腾飞大街、督亢路

较高色温：光色显橙白色，适用于生活（景观）性主干道，如范阳路、冠云路、华阳路、东兴街

较低色温：光色显浅橙色，适用于城市生活性次干路及支路，如东大街、鸣泽大街、润禾街

5.3道路照明光源和灯具的选择

5.3.1光源

道路照明光源不仅要有很高的光效，有利于节能；还要求光源是环保的，以便在光源的生产和寿终以后尽可能减少对环境的污染，也就是说尽可能的选择绿色光源。通过比较各种光源的光效、显色性、寿命及性价比等性能参数，同时考虑道路照明的要求和照明效果来综合确定，各种光源技术参数如表5.3所示。

道路照明应选择高压钠灯、金属卤化物灯、紧凑型荧光灯等，也可采用LED灯、无极灯等新兴光源，不应采用低光效的自镇流高压汞灯和白炽灯。

高压钠灯是道路照明最常用光源，具有光效高，寿命长，显色性也符合一般道路照明要求的特点，可在各类道路上使用。

金属卤化物灯虽然光效不如高压钠灯，但显色性好，可用于市中心、商业中心等对显色性要求较高的机动车交通道路照明。

紧凑型荧光灯及小功率金卤灯灯的显色性好，发光效率较高，可作为商业区和居住区的人行道路照明光源。

LED灯是新兴绿色光源，属固体发光，LED路灯与常规路灯不同的是，LED光源采用低压直流供电、由GaN基功率型蓝光LED与黄色合成的高效白光，具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点，可广泛应用于城市各级道路。

5.3.2灯具及附件

按照灯光的分布情况，机动车道的灯具分为截光型（眩光小、亮度与均匀度好）、半截光型（有一定的眩光）和非截光型（眩光严重）三种，需以道路的类型确定采取何种灯具，但一般不选用装饰性灯具。灯具的仰角根据道路宽度及灯具的配光曲线决定，一般在5度～15度之间，使光源中心线落于（1/3～1/2）道路宽度的范围内为好。道路照明灯具的选择应符合下表的规定

高强度气体放电灯宜配用节能型电感镇流器，功率较小的光源可配用电子镇流器。采用电感镇流器的气体放电灯的自然功率因数一般在0.4～0.6，为了减少照明线路的电能损耗，灯具内应安装电容器进行无功补偿，

补偿后的功率因数不应低于0.85。

5.4功能照明节能措施

城市照明应贯彻绿色照明理念，坚持高效、节能、健康、环保，遵循安全、稳定、可靠和便于维护的原则。功能照明节能措施有以下方式：

按照规划规定的照明标准，进行多方案的照明设计与计算，优化出最佳的照明方案；

选择新型节能变压器，确定恰当的变压器容量和变压器负载率，使其工作于损耗最低的状态；

合理选择照明光源，快速路和主干路宜采用高压钠灯，也可选择发光二极管灯或陶瓷金属卤化物灯；次干路和支路可选择高压钠灯、发光二极管灯或陶瓷金属卤化物灯；其中LED灯具系统效率不低于90lm/W；照明高光效、长寿命光源的应用率不低于90%；

选择高效率的灯具，在满足光强分布和眩光限制前提下，以高压钠灯和金属卤化物灯为光源的灯具的效率应符合：常规道路灯具不低于80%，泛光灯具不低于70%；

高压钠灯、金属卤化物灯等光源及配套镇流器的能效指标应满足国家相关标准能效限定值的要求，优先采用节能型电感镇流器、电子镇流器和节能控制器等；

装设补偿电容，应根据条件进行集中或分散电容补偿，以提高照明系统的功率因数，降低线路损失，提高线路电压质量，气体放电灯线路的功率因数不应低于0.85；

根据不同季节合理确定路灯的开关时间。道路照明开灯时的天然照度水平宜为15lx，关灯时的天然光照度水平，快速路和主干路宜为30lx，次干路和支路宜为20lx；

推广使用智能照明调控装置，能优化电力质量，延长灯具寿命，节约照明用电。

图5.3功能照明功率密度限值规划图

6结语

功能照明是城市照明的重要组成部分，是城市夜间景观的脉络。城市的照明建设，将继续坚持以人为本、与城市总体规划相衔接，充分体现城市的特色和风格。同时，尊重地域优势和历史文脉，引进国际和国内先进的设计理念，构筑与现代化新兴区域中心城市定位相适应的城市景观照明体系，把夜景灯光打造成为展示城市文化的窗口。