韓亞剛
(林同棪國際工程咨詢(中國)有限公司,重慶市 401121)
國際上提倡一種新的照明理念,即“綠色照明”,其基本觀念為“高效節(jié)能、保護(hù)環(huán)境”[2]。從該角度出發(fā),在發(fā)揮路燈道路照明功能的基本前提下,如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)境保護(hù),成為研究的熱點(diǎn)及難點(diǎn)。從道路照明的構(gòu)成元素上分析,將照明規(guī)范和城市特點(diǎn)相結(jié)合,尋求一種適應(yīng)重慶特點(diǎn)的照明指標(biāo)。重慶是一座多山、多江城市,其基本地理狀況限制了道路的發(fā)展,較多地方道路的坡度、彎曲度是其他非山地城市不能復(fù)制的,現(xiàn)針對重慶的地理特色,結(jié)合道路照明規(guī)范闡述如何在節(jié)能和環(huán)保的基礎(chǔ)上優(yōu)化照明功能。
以Autocad軟件作為計(jì)算工具,將直線段、半徑 r=50 m、100 m、200 m、300 m、400 m、800 m作為道路彎曲特征參數(shù)[3],結(jié)合照明規(guī)范分析,見圖1、圖 2。
圖中,r為道路彎曲半徑,d為燈桿之間的距離,對應(yīng)于道路中心線。
假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)路面寬度為4 m+4 m=8 m,選用9 m燈桿,采用單臂燈單側(cè)布置方式,根據(jù)規(guī)范,直線段燈具之間間距選用30 m為宜?;谠摌?biāo)準(zhǔn),作圖分析,直觀地得出在保證道路照明強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,燈具間距與道路彎曲半徑之間的關(guān)系:
圖1 直線段與r=50m曲線與間距關(guān)系
即在不同半徑約束條件下,燈具布置間隔不同。
同理,假設(shè)道路標(biāo)準(zhǔn)路面寬度為8m+8m=16m,根據(jù)規(guī)范采用9 m燈桿,考慮雙側(cè)對稱布置,臂長2 m,直線段為30 m布置為宜,見圖2。
圖2 直線段、半徑r=50m、r=200m與間距關(guān)系
通過上述分析可知,其彎曲段存在如下關(guān)系:
這樣,根據(jù)規(guī)范求解得出的結(jié)果與規(guī)范給定值有較大出入,根據(jù)工程實(shí)際情況,參考照度調(diào)查表[4],按照彎曲半徑200 m來劃分燈具間距是可行的。
其他不同路幅道路的單側(cè)或雙側(cè)布置方式以類似方法求解,結(jié)果發(fā)現(xiàn)變換規(guī)律一致,即單側(cè)布置均以道路彎曲半徑r=400 m為臨界值,而雙側(cè)布置均以r=200 m為臨界值。
相比較單側(cè)布置與雙側(cè)布置,發(fā)現(xiàn)雙側(cè)布置其配光曲線在道路中心兩側(cè)發(fā)生重疊,其照度與均勻度得到加強(qiáng);在發(fā)生較大程度的道路彎曲時(shí),雙側(cè)布置比單側(cè)布置利用率高,在滿足照度要求的前提下,可以將雙側(cè)布置距離適當(dāng)加大,達(dá)到節(jié)能目的。
對于一定寬度的道路,根據(jù)道路照明相關(guān)規(guī)范,選擇臂長的原則是:
式中:W為道路寬度;L為路燈臂長。
通過計(jì)算,可得單側(cè)布置臂長的選擇:
道路寬度小于4 m的:臂長不超過0.5 m;
道路寬度小于6 m的,臂長不超過1 m;
道路寬度小于8 m的,臂長不超過1.5 m;
道路寬度大于8 m的,臂長取2 m。
對于道路照明路燈雙側(cè)布置,一般選用燈具臂長為1.5~2 m。
文章以8 m路寬,9 m燈桿,仰角12°為例,作圖計(jì)算,見圖3。
圖3 不同臂長下燈具配光曲線中心位置示意圖
由圖3可以看出,改變燈桿臂長,路燈照明配光曲線隨其中心發(fā)生偏移,其大小與臂長一致。因此,對于一些位置較為特殊或者要求較為特殊的場所,可以在此基礎(chǔ)上做相應(yīng)臂長調(diào)整,得到較好的照度水平。
結(jié)合燈桿長度和臂長,最后需設(shè)置燈具的仰角。
仰角的作用是調(diào)節(jié)燈具的出光范圍,因此,需要根據(jù)具體的實(shí)際需求,設(shè)定該值。一般,單側(cè)布置按照光出線投射在道路中心線上計(jì)算,見圖4。
圖4 仰角 5°、10°、12°、15°配光曲線中心示意圖
燈具仰角以 5°、10°、12°、15°為四個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn),這樣,計(jì)算得出照射在道路上的配光曲線中心依次從左至右向道路中心偏移,圖4中道路寬度8 m,燈桿高度9 m,臂長2 m,配光曲線中心偏移最大距離約1.5 m。
結(jié)合燈桿長度,臂長,仰角,計(jì)算其相互關(guān)系。對于單側(cè)布置,配光曲線中心需在道路中心線附近,通過上述方法得到的較為優(yōu)化的配比見表1。
表1 道路寬度、燈桿高度、臂長及仰角相互配比關(guān)系表
對于雙側(cè)布置,則應(yīng)在此基礎(chǔ)上擴(kuò)大仰角,在中心線兩側(cè)形成一定范圍的配光曲線重疊,加強(qiáng)照度及均勻度。臂長一般1.5~2m,仰角12°~15°。
燈桿、臂長、仰角的配比關(guān)系,在一些特殊環(huán)境下,如工業(yè)區(qū)或一些照明加強(qiáng)區(qū)域,需調(diào)整參數(shù)以達(dá)到照度加強(qiáng)或減弱目的。另外,燈具本身存在一定尺寸,這在一定程度上可以減小表中臂長的長度。同時(shí)需注意,照明燈具仰角調(diào)整時(shí),當(dāng)仰角接近15°或者超出該范圍時(shí),會產(chǎn)生相當(dāng)?shù)难9?,一定程度影響視線,工程中應(yīng)加以注意,合理采用接近15°的仰角標(biāo)準(zhǔn)。
重慶作為中國最大的直轄市,城市化建設(shè)發(fā)展迅速,道路、橋梁隧道等市政基礎(chǔ)設(shè)施越來越多,許多工程已經(jīng)逐漸成為城市的象征。道路功能性照明作為城市照明的一個(gè)重要組成部分,在提高運(yùn)輸質(zhì)量,美化城市夜景,提升城市形象等方面發(fā)揮極大作用。結(jié)合已投入運(yùn)行的道路照明看[4],很多區(qū)域照明測算值超規(guī)范要求值,照度偏強(qiáng),存在一定程度的能源浪費(fèi)。
基于重慶多山,多水的地理特征,道路交通自然條件惡劣,為提高道路行車的安全性,需加強(qiáng)道路照明建設(shè),將其最優(yōu)化:在滿足規(guī)范的前提下,結(jié)合節(jié)能、環(huán)保的“綠色照明”概念,更好的服務(wù)城市建設(shè),并且打造出有重慶特色的道路照明。
[1]中國建筑科學(xué)研究院.城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[M].中國建筑工業(yè)出版社,2004.
[2]汪建平,鄧云塘,錢公權(quán).道路照明[M].復(fù)旦大學(xué)出版社,2005.
[3]北京市市政設(shè)計(jì)研究院.城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社,2003.
[4]劉萬民,盛維.關(guān)于重慶市道路照明水平的調(diào)研分析[J].照明,2005(7):152-154.