道路照明灯具布置方式的研究

韩亚刚

（林同棪国际工程咨询（中国）有限公司，重庆市 401121）

0 引言

国际上提倡一种新的照明理念，即“绿色照明”，其基本观念为“高效节能、保护环境”[2]。从该角度出发，在发挥路灯道路照明功能的基本前提下，如何实现节能和环境保护，成为研究的热点及难点。从道路照明的构成元素上分析，将照明规范和城市特点相结合，寻求一种适应重庆特点的照明指标。重庆是一座多山、多江城市，其基本地理状况限制了道路的发展，较多地方道路的坡度、弯曲度是其他非山地城市不能复制的，现针对重庆的地理特色，结合道路照明规范阐述如何在节能和环保的基础上优化照明功能。

1 同一路幅不同弯度半径下灯具布置情况

以Autocad软件作为计算工具，将直线段、半径 r=50 m、100 m、200 m、300 m、400 m、800 m作为道路弯曲特征参数[3]，结合照明规范分析，见图1、图 2。

图中，r为道路弯曲半径，d为灯杆之间的距离，对应于道路中心线。

假设标准路面宽度为4 m+4 m＝8 m，选用9 m灯杆，采用单臂灯单侧布置方式，根据规范，直线段灯具之间间距选用30 m为宜。基于该标准，作图分析，直观地得出在保证道路照明强度的基础上，灯具间距与道路弯曲半径之间的关系：

图1 直线段与r＝50m曲线与间距关系

即在不同半径约束条件下，灯具布置间隔不同。

同理，假设道路标准路面宽度为8m+8m＝16m，根据规范采用9 m灯杆，考虑双侧对称布置，臂长2 m，直线段为30 m布置为宜，见图2。

图2 直线段、半径r＝50m、r＝200m与间距关系

通过上述分析可知，其弯曲段存在如下关系：

这样，根据规范求解得出的结果与规范给定值有较大出入，根据工程实际情况，参考照度调查表[4]，按照弯曲半径200 m来划分灯具间距是可行的。

其他不同路幅道路的单侧或双侧布置方式以类似方法求解，结果发现变换规律一致，即单侧布置均以道路弯曲半径r＝400 m为临界值，而双侧布置均以r＝200 m为临界值。

相比较单侧布置与双侧布置，发现双侧布置其配光曲线在道路中心两侧发生重叠，其照度与均匀度得到加强；在发生较大程度的道路弯曲时，双侧布置比单侧布置利用率高，在满足照度要求的前提下，可以将双侧布置距离适当加大，达到节能目的。

2 臂长的选择

对于一定宽度的道路，根据道路照明相关规范，选择臂长的原则是：

式中：W为道路宽度；L为路灯臂长。

通过计算，可得单侧布置臂长的选择：

道路宽度小于4 m的：臂长不超过0.5 m；

道路宽度小于6 m的，臂长不超过1 m；

道路宽度小于8 m的，臂长不超过1.5 m；

道路宽度大于8 m的，臂长取2 m。

对于道路照明路灯双侧布置，一般选用灯具臂长为1.5～2 m。

文章以8 m路宽，9 m灯杆，仰角12°为例，作图计算，见图3。

图3 不同臂长下灯具配光曲线中心位置示意图

由图3可以看出，改变灯杆臂长，路灯照明配光曲线随其中心发生偏移，其大小与臂长一致。因此，对于一些位置较为特殊或者要求较为特殊的场所，可以在此基础上做相应臂长调整，得到较好的照度水平。

3 灯具的仰角

结合灯杆长度和臂长，最后需设置灯具的仰角。

仰角的作用是调节灯具的出光范围，因此，需要根据具体的实际需求，设定该值。一般，单侧布置按照光出线投射在道路中心线上计算，见图4。

图4 仰角 5°、10°、12°、15°配光曲线中心示意图

灯具仰角以 5°、10°、12°、15°为四个参考标准，这样，计算得出照射在道路上的配光曲线中心依次从左至右向道路中心偏移，图4中道路宽度8 m，灯杆高度9 m，臂长2 m，配光曲线中心偏移最大距离约1.5 m。

结合灯杆长度，臂长，仰角，计算其相互关系。对于单侧布置，配光曲线中心需在道路中心线附近，通过上述方法得到的较为优化的配比见表1。

表1 道路宽度、灯杆高度、臂长及仰角相互配比关系表

对于双侧布置，则应在此基础上扩大仰角，在中心线两侧形成一定范围的配光曲线重叠，加强照度及均匀度。臂长一般1.5～2m，仰角12°～15°。

灯杆、臂长、仰角的配比关系，在一些特殊环境下，如工业区或一些照明加强区域，需调整参数以达到照度加强或减弱目的。另外，灯具本身存在一定尺寸，这在一定程度上可以减小表中臂长的长度。同时需注意，照明灯具仰角调整时，当仰角接近15°或者超出该范围时，会产生相当的眩光，一定程度影响视线，工程中应加以注意，合理采用接近15°的仰角标准。

4 讨论

重庆作为中国最大的直辖市，城市化建设发展迅速，道路、桥梁隧道等市政基础设施越来越多，许多工程已经逐渐成为城市的象征。道路功能性照明作为城市照明的一个重要组成部分，在提高运输质量，美化城市夜景，提升城市形象等方面发挥极大作用。结合已投入运行的道路照明看[4]，很多区域照明测算值超规范要求值，照度偏强，存在一定程度的能源浪费。

基于重庆多山，多水的地理特征，道路交通自然条件恶劣，为提高道路行车的安全性，需加强道路照明建设，将其最优化：在满足规范的前提下，结合节能、环保的“绿色照明”概念，更好的服务城市建设，并且打造出有重庆特色的道路照明。

[1]中国建筑科学研究院.城市道路照明设计标准[M].中国建筑工业出版社,2004.

[2]汪建平,邓云塘,钱公权.道路照明[M].复旦大学出版社,2005.

[3]北京市市政设计研究院.城市道路设计规范[S].中国建筑工业出版社,2003.

[4]刘万民,盛维.关于重庆市道路照明水平的调研分析[J].照明,2005(7):152-154.