具有可操作性的城市照明环境分区探索——以张家港城市中心区照明环境分区为例

刘翊

（昕诺飞（中国）投资有限公司）

1 引言

现阶段，城市工作的重点正逐步转向如何通过精细化手段推动高质量发展，全面提高城市的居住环境、生态环境、营商环境、发展环境，让城市更富吸引力、创造力、竞争力，城市照明成为解决该问题的主要落脚点。据有关数据显示，预计到2024年，行业规模将达到1247.3亿元。高质量的城市照明在推动经济发展的同时，也满足着人们对美好生活的追求。城市美化、亮化运动对拉动消费增长、培育地方文化、扩大城市影响力等产生了积极作用，由此产生的过度亮化、光污染、能源浪费等问题也日渐突出，居民的夜间休息与生物的晚间涵养受到干扰[1]。

科学的、具有可操作性的照明环境分区是规划编制的重要前置条件，也是城市照明管理的科学性和合理性的基础保证。

2 城市照明环境区划的常用分区标准

2.1 依据国际照明委员会（CIE）的分区方法

2017年，CIE修订的《室外照明设施干扰光影响限制指南》（CIE150）中关于环境亮度分区的规定，城市夜间环境亮度分区共五级，分别为E0～E4（见表1）。这是国际上关于照明环境分区的基础性依据。

表1 环境亮度分区[2]

国际照明委员会制定室外照明环境影响评价指标的初衷在于控制室外照明对使用者、自然环境以及天文观测产生的不利影响，目的是尽量将室外照明的干扰限制在能够接受的水平。标准的制定站在市（县）域的角度分类，对于编制照明专项规划主要区域，即市（县）中心区来说，用E3、E4的分类几乎全部覆盖。这种宽泛的分类标准不能通过照明环境分区控制体现城市功能区差别，也无法响应城市总体结构框架来凸显城市特色，显然无法满足城市中心区照明专项规划的控制要求。

在实际操作中，国内逐渐摸索出一套关联城市用地功能与照明亮度需求的分区办法：依据总体规划中确定的用地属性，归纳出多个照明分区，本质上是在E3、E4范围内进行分类细化。这种分区方法有效弥补了传统规范的不足，解决了困扰城市中心区照明亮度分区的基本分块问题，但评判标准依赖于城市土地功能，对相同土地功能内的等级差别体现不足，然需依赖设计工作者的专业经验。

2.2 依据住建部的《城市照明建设规划标准》

2020年5月，住建部发布了《城市照明建设规划标准》（CJJ/T307-2019）。标准规定，城市照明环境分区分为四类（见表2），标准的底层逻辑是对城市景观价值的判断。

表2 城市照明分区[3]

续表

事实上，以上两个标准指导下的城市照明环境分区都存在过于宽泛、无法量化、主观臆断强的问题。国标虽然考虑了城市功能、景观价值等要素，但是，仍然缺乏可操作性。

3 探索新的城市照明环境分区模型

3.1 研究对象

本次城市环境亮度分区的研究对象为张家港杨舍中心城区二环路以内区域。这里是张家港主要的城市活动区域范围，是最能集中体现张家港城市特征、城市文化、城市精神的地方。根据上位规划中关于杨舍城市空间发展战略的指引，做大做强中心城区依旧是未来发展的重点，持续加强城市商贸活动的集聚，升级城市在科技研发、商业会展等方面服务能力也是城市照明规划需要配合实现的终极目标。

3.2 研究思路

夜间照明规划应该从区域的整体性出发，以城市用地功能为基础，叠加其他影响照明环境的多层次需求，其根本目的在于对区域内宜亮化空间及亮度需求进行全面评估，配置最优照明资源。

研究引入多因子叠加的分层评估方法，选择一系列评价因子，对各个因子分配权重，并借助GIS工具，对整个规划范围内地块进行全覆盖评价，然后回归处理，形成环境分区图，最后总结出控制指标，落实到城市设计导则中，实现满足规划管控的需要。

3.3 研究方法

3.3.1 评价指标体系的构建

首先，立足城市景观重要度以及人们夜间活动对城市地块景观照明亮度的需求，分别从四个相对独立的系统综合评分获得亮度等级。四个独立评分系统包括城市功能、城市设计要素、区位等级、开放空间。其次，依据城市规划对四个独立系统的分类标准建立评价指标(见表3)。

表3 张家港中心城区地块照明亮度评价指标体系

1）用地功能系统评价因子分类

本文借鉴深圳市照明政策区划[4]的基本分类，结合张家港城市特征，依据城市用地功能类型进行两步归纳处理。①结合上位规划中确定的城市用地类型，将景观价值相似的属性对象进行同类合并。②城市夜间环境亮度很大程度上依赖地面建筑物实现，因此，无建筑物的场地是纳入城市开放空间考虑的，不在此类评分范围内。

基于上面两种处理后，共形成六类城市景观风貌区，分别为A商业金融风貌区、B公共服务风貌区、C休闲度假风貌区、D居住教育风貌区、E工业生产风貌区、F市政公用风貌区。

依据凯文·林奇对城市意向探索的城市空间形态价值标准，将形体环境要素——道路、边界、区域、节点、标志作为感知城市的本质要素[5]。站在照明需求层面，按“点、线、面”归纳出四类评价因子。

①特色区域，张家港中心城区特色区域主要包含老城特色风貌区、人民路公共服务风貌区、沙洲湖科教创智风貌区、暨阳湖度假风貌区。

②路径、界面，包括一干河景观界面、东横河景观界面、长安路城市活动路径、东环路—金港大道城市活动路径、人民路城市活动路径、沙洲路—南苑路城市商业服务路径。

③节点包括城西购物公园、文化广场、世纪广场、沙洲湖创智中心、香港城商贸城、工业邻里中心。

④地标有曼巴特购物广场、华芳金陵国际酒店、张家港市政府、文化广场、购物公园综合体、体育馆。

2）区位等级系统评价因子分类

城市的商业设施、公共设施是分级布置的，通常被分为市级、区级、社区级三级。不同级别的设施对周边光照的影响范围是不同的。规划将市级设施对周边的影响范围定位半径1000m，区级设施对周边影响范围定为半径600m，社区级别设计对周边影响范围定为半径300m。对景观价值重要性来说，从市级到区级，再到社区级呈现重要性下降趋势。

3）开放空间系统评价因子分类

开放空间指无建筑物的开敞空间，包括需要景观照明的城市广场、公园等公共活动区域，需要功能照明的停车场区域，需要安全照明的带状景观性公共绿地，需要生态照明或全黑的水域、生态公园等。

3.3.2 指标权重的确定

此次规划采用了层次分析法①：层次分析法（Analytic Hierarchy Process，简称AHP），由20世纪美国运筹学家T.L.Saaty教授提出，是一种针对要决策的复杂问题，将问题分解成多个目标或准则，进而根据单个目标再分解成多指标的多层次分析方法，通过模糊量化方法来计算出层次单排序和总排序。它的特征是合理地将定性和定量结合起来，按照思维、心理规律把决策过程细致化、层次化、数量化。确定各属性间的权重，按照思维、心理规律，把决策过程细致化、层次化、定性与定量相结合进行分析，步骤如表4。

表4 标度

①采用同一标度[6]通过专家评价法主观赋予各评价因子的两两标度，构造判断矩阵A01，A02，A03，A04，并使所有矩阵满足一致性。四个系统给出的两两标度矩阵如下。

②借助SPSS分析工具，采用“和法”使各个矩阵归一化，获得特征向量（W1，W2，…），也就是各因子权重。

③使用同样的方法计算系统权重A。通过层次分析法获得的权重如表5。

表5 各层级权重分配结果

3.4 评价结果与照明亮度等级划分

按确定的因子权重，通过GIS软件可以得到用地功能权重图（见图1）、城市设计权重图（见图2）、区位等级权重图（见图3）、开放空间权重图（见图4）

图1 用地功能权重图示

图2 城市设计权重图示

图3 区位等级权重图示

图4 开放空间权重图示

规划区每个地块经过要素因子打分叠加后，借助GIS工具，计算出最后的照明亮度总分值，取值在0～0.56之间，形成照明分区综合权重图（见图5）。经过地块完整化处理后，最终张家港中心城区照明环境亮度等级划分为四级（见图6）。

图5 照明分区综合权重图示

图6 城市照明环境分区图

Ⅰ类城市照明区：城市最具生态价值的区域。主要包括城市森林公园、自然河道。规划建议除人流节点外，其他区域尽量保持黑暗，或者使用一定的生态照明，确保动植物的安养生息。

Ⅱ类城市照明区：城市景观价值较低的区域。主要包括不在景观轴线上的居住、教育科研、工业等区域。以功能性照明为主，规划尽量减少照明对夜晚工作休息的干扰。

Ⅲ类城市照明区：城市具有一定景观价值的区域。主要包括城市一般公共服务设施，城市节点区域。规划建议建立普通景观照明通则来保持基础一贯性。

Ⅳ类城市照明区：城市特色区域及地标建筑，是城市最高景观价值、最需渲染和表现的地方。规划建议这些区域需要重点设计，景观照明力图展现城市文化底蕴和艺术品位。

4 结语

通过对相互独立的四个评价系统的赋权重叠加计算，让每个独立地块依据其功能、位置、需被感知的重要程度由只能依靠感性判断转换成可量化的数值，为评判标准提供一种具有科学方法的解决路径，可以更好地避免由于单一评价因素或主观感受造成的与实际特征价值的偏差。相对科学的、可量化的城市照明环境分区为后续的城市照明精细化管控提供了必要的基础保证。需要指出的是，该方法仅以发展相对成熟的城市中心区为研究对象，若应用于有明显增长的城市功能区，比如以旅游新城、产业新城，因子体系、权重体系还需深入研究。