基于城市空间的防灾避险照明体系框架研究

谷　溢 ，段　晨 ，刘　刚

(1.天津大学天津市建筑物理环境与生态技术重点实验室，天津　300072；

2.伟信工程咨询公司，天津　300072)



基于城市空间的防灾避险照明体系框架研究

谷溢1，段晨2，刘刚1

(1.天津大学天津市建筑物理环境与生态技术重点实验室，天津300072；

2.伟信工程咨询公司，天津300072)

摘要：提出了“基于城市空间的防灾避险照明体系”，目的是减少夜晚灾时人员伤亡，为受灾人员开展自救和互救提供照明；同时，该体系还起到完善城市防灾功能覆盖范围、增强夜间城市灾害抵御能力的作用。通过使用系统论的方法，结合城市规划学与城市灾害学的理论，利用照明技术实践建立了基于城市空间防灾避险照明体系的研究框架，为这一照明体系进行下一步的细化研究提供了基础和平台。

关键词：照明规划；防灾避险；城市空间；城市规划

引言

现有城市规划和城市防灾措施多基于白天的城市空间和人群行为模式，忽视了城市空间在夜晚的防灾避险诉求。由于人对于城市空间的认知在夜晚与白天存在较大区别且行为模式也有较大变化，因此发生在夜晚的城市灾害其后果比白天更严重、次生灾害危害也更大。以地震为例，原本安全的疏散避险路径和区域，在夜晚会由于照明系统的不足和缺失而成为安全隐患；同时，如果缺乏相应防灾照明设施，灾后的夜晚也难以有效开展自救与互救，这就会间接的扩大灾害影响，增加人员生命安全与财产损失。

针对以上现实问题，本着通过照明技术手段实现城市昼—夜防灾功能可持续目的，笔者将“基于城市空间的防灾照明体系”作为实现夜晚城市防灾避险功能的切入点，并构建了这一体系的基本框架。

1理念构建

1.1城市空间载体的引入

1.1.1以城市空间为载体的意义

由于多数建筑内部空间(住宅、办公场所、公共建筑等)在面临灾害时是不安全的，人们需要疏散到建筑外的城市开敞空间进行避险，但目前我国现有的防灾避险照明的载体多为建筑内部空间，其形式多为紧急疏散照明，针对情况多为建筑物内部发生火灾时的人员疏散避险；城市空间的防灾照明仅存在于少数特定的防灾避险区域，针对情况为地震、社会公共突发事件等的临时避险，此类照明设施由于受到载体——防灾避险空间自身布局的原因而彼此孤立不成体系；同时，在联结避险安全区域与建筑物之间的城市户外空间也缺少能起到指示、引导性的照明设施。

综上所述，无论是单独的建筑内部疏散照明还是彼此孤立的城市避险空间临时照明，当面对重大城市灾害的时候这些照明设施均无法真正实现城市防灾避险功能的有效发挥，而只有建立城市维度下并以城市空间作为实施载体的系统化防灾避险照明体系才是解决这一问题的有效对策。

1.1.2加入夜晚影响因子的城市空间分类

传统意义上的城市空间分类多依照城市空间的社会功能属性、几何形态类型、物理构成要素等进行划分；这样的分类基本都以日间和城市正常功能运转为默认前提条件，现有的城市防灾空间研究也多基于这样的空间分类展开。

但随着夜晚对城市空间形态识别、功能属性以及活动其中的人群行为模式的影响与改变，夜晚的城市防灾相比于日间将会出现更多的异化，以住宅为例，一般情况下(工作日)日间住宅内较少有人的活动，但夜间人的活动增加。由此可见，在叠加了夜间因子后，人群活动模式在同一空间将出现不同的变化，同一空间则由于人群行为模式的改变而出现暂时的功能属性异化；因此，作为防灾避险照明体系载体的城市空间只有将这些可变因子进行充分的考虑才能让城市空间类型的划分切合夜晚灾时的防灾避险要求并充分发挥防灾避险照明系统在灾时作用。

表1是基于上述分析对城市空间载体的重新分类。表2是对于不同城市空间载体内日/夜间人群主要行为模式和城市功能的特点与变化对比。

表1　城市空间载体分类

表2　不同城市空间载体的日/夜间特点

1.2概念解析

1)灾害种类：城市灾害种类繁多，涉及地质、气象、社会公共安全等诸多方面。本体系主要针对能带来城市严重破坏和大量人员伤亡的城市灾害，其中最有代表性的是地震、洪水和战争、恐怖袭击等。

2)覆盖范围：依据我国目前城市空间的层次和防灾避险措施的设置，本体系主要范围集中在防灾避险过渡空间和防灾避险安全空间，如图1所示。

图1　覆盖范围(虚线框内为体系范围)Fig.1　Coverage:within the dashed box for the system

3)城市群空间网络：城市灾害影响面广，发生时往往波及多个行政区划的城市范围，在当前我国快速城市化的背景下，城市密度变大，单个城市建成区之间的距离减小，这就进一步扩大了城市灾害影响的城市个体数量，因此本体系将一定地域内的城市群视作一个受灾整体，从城市群空间的构成高度实现城市防灾照明的空间一体化和网络化，如图2所示。

图2　城市应急空间网络化模式Fig.2　City emergency space network mode

2基于城市空间防灾避险照明体系的建立

2.1体系的建立原则

1)以人的行为模式为根本出发点；2)以城市建成空间为主要载体同时结合城市远期建设；3)以照明系统的可靠性、安全性与可持续性保证防灾避险功能的实现；4)与城市现有系统共同构成新的城市生命线体系；5)保证建筑内外环境防灾照明的平滑连接和全覆盖。

2.2层次与内容

从系统论的观点看，现代城市是一个复杂巨大的系统，照明体系则是这其中的一个子系统。建立基于城市空间的防灾避险照明体系可以形成有利于防灾的空间格局，对于城市防灾减灾具有重要的意义和作用。

2.2.1从城市空间角度看

依据“城市群——城市——建筑内外空间”的空间等级，本体系分为三个层次：1)在城市群层单个城市被视为该系统上的节点。该层次主要研究城市节点之间防灾照明体系的结构与形态等宏观要素。2)在单个城市层次研究的是城市内部各主要空间组团的防灾照明体系及相互间的衔接和总体控制等中观要素。3)在建筑及其外部空间层次研究的是防灾照明设施环境的规划策略。

2.2.2从照明实践角度看

依据灾害对人生命安全影响的严重程度分为三个层次：

第一层次的照明体系主要针对工作空间、居住空间等人群生命安全易受影响严重区域，该层次照明系统要求尽量降低自身对城市其他支撑体系(市政供电，日常与灾时维护等)的依赖，以保证灾时系统自身受到最小程度破坏且能够最大程度发挥作用，如采用自发光、反射光照明指示系统等；其目的强调受灾个体快速撤离到过渡区域或直接抵达安全区域。

第二层次的照明系统主要针对过渡空间等生命活动不易受灾害严重影响的过渡区域，其目的是帮助逃生人群抵达避险安全区域，如在现有道路功能照明系统基础上进行有针对性的局部强化和改造。

第三层次的照明体系主要针对游憩空间、地下空间和节点混合空间等抗灾性能较强、相对比较安全的区域，其目的是指引人员抵达、庇护人员安全等，从而便于避险人员开展自救和互救。该层次系统强调长效可持续的提供照明输出，如采用新型节能长寿命发光光源等技术措施。

2.3体系的结构

2.3.1功能结构

根据本体系的机能不同可以分为避险疏散系统和应急救助系统。避险疏散系统主要指引人群离开危险区域抵达安全区域；应急救助系统主要为城市救灾场所提供照明服务，便于人们展开自救和互救。

2.3.2等级结构

划分为三级结构：城市—城区—社区。1)城市级防灾照明体系：其意义首先是使单个城市具有完整的高级别防灾照明系统，用来统一组织和管理城市防灾照明应对城市灾害；其次，建立区域内城市群之间的防灾照明网络进行区域内灾时的城市间联系。2)城区级防灾照明体系：依据行政区划划分，是相对独立的系统单元，拥有完整的防灾照明实体环境和设施，可自我管理，同时还可接受城市级别系统统一管理和调配。3)社区级防灾照明体系：是本体系结构等级的终端。由于所包含主要空间类型相对单一，因此便于有针对性的进行照明设施建设。

2.4基于城市空间防灾避险照明体系规划

2.4.1规划内容

城市(群)防灾避险照明战略规划：是对于城市自身和城市群其他城市之间防灾避险照明系统总体布局的规划，是从构建现有城市防灾避险照明系统和未来发展的角度考虑城市防灾问题。

城市空间防灾避险照明规划：利用城市实体物质空间规划防灾照明避险体系，构建城市完整的灾时照明网络体系，包含总体规划与详细规划。

技术实施导则与管理控制规定：通过适当的技术应用、组织管理保证防灾作用的充分发挥。

2.4.2规划流程

本体系规划工作流程为：确定规划目标—制定宏观框架—细化覆盖内容—落实技术细节，具体内容如图3所示。

图3　规划流程Fig.3　Urban space disaster prevention lighting planning process

3实施策略

3.1规划制定层面

针对总体规划中涉及防灾的内容覆盖范围和涉及深度不够；传统城市防灾规划中涉及空间因素过于具体、缺少夜晚防灾；对城市整体空间的防灾形态考虑不足等问题进行规划工作。主要依据城市规划体系的“总—控—详”的规划结构进行规划编制。主要内容应包括：总体规划阶段的城市(群)防灾照明体系构建、详细规划阶段的城市防灾避险照明限定性因素与非限定性因素制定和基于城市空间的防灾避险照明设计导则。实现以城市空间为载体、覆盖中观和微观的夜晚防灾照明规划体系，达到昼、夜不间断的全天候防灾目的。

3.2照明技术层面

针对不同空间分类所具有的不同照明需求特性，如：人群行为模式特点、光色影响、照明方式、亮度变化、照明系统可靠性等，对现有城市空间的夜间照明体系提出技术要求，主要分两类：1)新建防灾照明系统，覆盖无防灾照明地区或防灾重点地区。目的是将防灾照明覆盖到如居住区等夜晚人群密集空间和城市防灾避险绿地等地物状况复杂的防灾避险空间，提高此类空间的夜晚防灾避险能力；2)对现有系统进行补偿性设计，达到提升和改造照明系统实现夜晚有效防灾避险的目的。照明系统提升多涉及道路、城市公共建筑等本身已拥有较完善照明设施的空间；改造设计多涉及城市广场绿地、节点建筑群等空间。

3.3实施管理层面

首先参考城市生命线的管理方法，建立“总—分”的管理模式，设置城市级别的总体管控中心和以行政区划为细分的分控中心，将城市照明进行系统和有序的管理控制。其次，将城市视觉信息发布系统(如电子广告屏、移动视频传播系统等)进行网络连通和灾时总控，实现灾时的信息发布和指向引导功能。

4结语

夜晚城市防灾是一个复杂的时间—空间复合体，

作为城市空间、城市照明、城市防灾的交叉区域，“基于城市空间的防灾避险照明体系”可以在一定程度上完善城市防灾避险功能，为城市的夜晚防灾安全提供保证。

致谢：感谢天津大学建筑学院沈天行先生对本文写作过程中提出的宝贵意见；感谢天津大学建筑学院陈天教授对本文的悉心指导。

参考文献

[1] 郝洛西.城市照明设计[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，2005.

[2] 张昕，徐华，詹庆旋.景观照明工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[4] 段进.城市空间发展论[M].南京：江苏科学技术出版社，2006.

[5] 黄亚平.城市空间理论与空间分析[M].南京：东南大学出版社，2002.

[6] 克里尔R.城市空间[M].钟山，秦家濂，姚远译.上海：同济大学出版社，1991.

[7] 阙涛，宁宝乾，曹东.城市夜景照明规划初探[J].照明工程学报，2004，15(1)：58.

[8] 邱书杰.作为城市公共空间的城市街道空间规划策略[J].建筑学报，2007(3).

[9] 郝洛西，林怡，胡国剑，等.杭州市主城区城市照明规划[J].城市规划，2005(10).

[10] 居家奇,陈大华.应急照明的光谱对疏散和逃生的影响[J].灯与照明，2006(6).

[11] 吕瑶,佘高红.夜间城市意象研究[J].建筑科学与工程学报,2006(6).

[12] 吕元.城市防灾空间系统规划策略研究[D].北京：北京工业大学，2004.

[13] 王薇.城市防灾空间体系规划研究及实践[D].长沙：中南大学，2007.

[14] 胡华.夜态城市——基于夜晚行为活动的城市空间研究[D].天津：天津大学，2008.

Lighting System Framework of Disaster Prevention According to Urban Space

Gu Yi1，Duan Chen2，Liu Gang1

(1.TianjinKeyLaboratoryofArchitecturalPhysicsandEnvironmentalTechnologyofTianjinUniversity,Tianjin300072,China;2.ScottWilsonEngineeringConsultingCompany,Tianjin300072,China)

Abstract：This article established the lighting system framework of disaster prevention. The system’s aim is to reduce the casualties when disaster night and provide light to the affected personnel for self and mutual help. At the same time the system also can improve the coverage of urban disaster prevention functions and enhance disaster resilience of the city at night. Using the systematic analysis, combined with urban planning and urban disaster theory, according to the lighting method, the framework of disaster prevention lighting was built on the base of urban space, providing conditions for the next detailed study.

Key words:lighting planning; disaster prevention; urban space; urban planning

中图分类号：TM923

文献标识码：A

DOI:10.3969j.issn.1004-440X.2015.03.004

通讯作者：刘刚，E-mail: lglgmike@163.com