6道路照明设计.ppt

第6章 道路照明设计参考书： 1.城市道路照明设计标准（CJJ45-91） 2.城市道路照明工程施工及验收规程（CJJ89-2001） 3.[荷兰]范·波莫，德·波尔.道路照明.轻工业出版社.1990 4.W.S.Homburger, J.H.Kell. Fundamantalsof Traffic Engineering(交通工程基础).中国建筑工业出版社.1990主要内容 1)概述 2)道路照明标准 3)光源与灯具 4)道路照明系统布局 5)道路照明设计与计算 6)特殊场所照明2第6章 道路照明设计6.1 概述Ø￿￿ 照明与交通安全 Ø￿￿ 道路照明的目的 Ø￿￿ 相关概念￿￿3第6章 道路照明设计6.1.1 照明与交通安全 （1 ） 车辆前照灯局限性 Ø￿￿ 纵向： •￿￿ 标准车辆远光灯照射范围100～120m， •￿￿ 近光灯30 ～50m Ø￿￿ 侧向： •￿￿ 远光灯通常向正前方照射， •￿￿ 近光灯有些偏左/右4第6章 道路照明设计6.1.1照明与交通安全 （2 ）一些研究结论： Ø￿￿ 照明设施设计不好或维护很差的道路上，事故率明显 上升。

Ø￿￿ 道路照明可以使夜间交通事故数量降低30%以上 Ø￿￿ 道路照明使事故量降低20～70%不等5第6章 道路照明设计6.1.2道路照明的目的￿￿ 提供良好的夜间交通环境 ￿￿ 为长的地下道或隧道提供全日照明 ￿￿ 减少夜间街上的犯罪活动 ￿￿ 美化城市环境6第6章 道路照明设计6.1.3相关概念（1）视觉可靠性：指司机为 了安全地控制汽车，对呈现在 眼前的部分视觉信息进行选择 和处理的能力 Ø本能的，因人而异 Ø视觉可靠性能够改善 ，事故率一定会降低 Ø由两个影响照明参数 的部分组成： •视功能； •视舒适：7第6章 道路照明设计概念关系8第6章 道路照明设计（2）光 Ø一种可为肉眼察觉，产生视感的辐射能 •￿￿ 光是一种能量； •￿￿ 不是光源的全部辐射能； •￿￿ 而是其中能产生视感的部分； •￿￿ 电磁波的可见范围为280nm～770nm9第6章 道路照明设计（3）光通量（F） Ø光源在单位时间内向四周空间发射的产生视感的 辐射能（光）值 Ø单位：流明（lm—lumen） Ø只与光源本身特性有关； Ø表示辐射的可见能量的大小10第6章 道路照明设计（4）发光强度（I）（光强）￿￿ Ø光源在指定方向单位立体角内辐射的光通量。

￿￿ 单位：坎德拉（cd—candela）;￿￿ 立体角用sr表示，球的立体角为4π，1 cd= 1 lm/sr￿￿ 光源的平均光强I=F/ 4π Ø只与光源本身特性有关， Ø表示光通量在光源四周的分布11第6章 道路照明设计（5）照度（E） ￿￿ 被照面单位面积上的光通量 ￿￿ 面积A上的平均照度Eav=F/A ￿￿ 单位：勒克斯（lx—lux）1lx=1lu/m2 0.1 lx—能大体看清周围的物体； 20～30 lx—工作场所的适宜照度； 200 lx—感觉最舒适，视觉不易疲劳，相当于 太阳光不直接照射的露天地面上的照度12第6章 道路照明设计（6）亮度（L） ￿￿ 发光表面在一定方向的发光强 度（反射光强度）与沿该方向的投影 面积之比 ￿￿ L=I/Scosα ￿￿ 单位：cd/m2 ￿￿ 反映了人眼主观视觉强烈程度 ，与照明器特性、被照点几何位置和 路面的反射特性有关13第6章 道路照明设计（7）照度E与亮度L的关系L=Eq ￿￿ q—被照面亮度系数； ￿￿ 反映被照面朝观察者方向反 射光数量多少的一个系数，表示 路面的反光性能； ￿￿ 相关因素：道路表面特性； 观察者、光源相对于考察点的位 置，即 q=q(β,γ) ￿￿ β—光的入射平面和观察平 面之间的角度；γ—入射光线的垂直角。

14第6章 道路照明设计（8）反射率ρ Ø被照表面反射出来的光通量与发射到该表面的光 通量之比 Ø与道路表面特性、观察角度有关 ρ=Mv/EE—表面照度； Mv—光出射度，即被照表面在所有方向（2π立体角）反射总光通 量除以被照面面积 Øρ=[0,1] ￿￿ 沥青路面，ρ=0.1～0.6； ￿￿ 水泥路面，ρ=0.21～0.4015第6章 道路照明设计（9）发光效率η（光效） Ø通常，电光源消耗的电功率只有很小一部分转变 成光能，相当大一部分转变成了热能 Ø发光效率指光源发出的全部光通量与其消耗的电 功率之比，η=F/P（lm/W）16第6章 道路照明设计(10)配光曲线 Ø在极坐标上标出 各方位的光强值，连成 的曲线 Ø表明了光源的光 强空间分布情况，并给 出最大光强值点17第6章 道路照明设计（11）利用系数 到达工作面（路面）上的光通量与光源内发射的 光通量的比值12）维护系数 照明设施使用一段时间后，系统照度水平会降低 ，因为： Ø光源老化，光通量衰减； Ø灯具因灰尘、挥发物等污染引起光通量折减 Ø照明设计中，初始值要比维持值（标准中的值） 高出30～50%18第6章 道路照明设计（13）色表 Ø人眼直接观察到的光源的颜色。

（14）显色性 Ø表征被照物体颜色的失真程度用显色指数定量 表示 Ø显色性好：物体受照后效果和标准光源（日光或 火焰光）的照射效果相似；显色指数大 Ø显色性差：受照物体颜色失真；显色指数小 Ø所有灯没有一种对人的色彩感受有实质性的影响19第6章 道路照明设计6.2道路照明标准主要内容Ø￿￿ 我国道路照明标准 Ø￿￿ 视功能 Ø￿￿ 视舒适 Ø￿￿ 诱导性20第6章 道路照明设计6.2.1 我国道路照明标准—城市道路21第6章 道路照明设计6.2.2 视功能评价指标及设计定量参数（1）能见距离 （2）察觉几率 （3）显示能力 （4）超阀限能 见度 （5）反应功能 （6）相对运动 的察觉功能评价指标设计定量参数（1）平均亮 度Lav （照明水平） （2）总均匀 度U0 （均匀度） （3）阀值增 量TI （失能眩光）关系试验研究22第6章 道路照明设计设计定量参数 平均亮度Lav：￿￿ 均匀度U0：阀值增量TI：衡量眩光使视功能下降的程度其中Lv—等效光幕亮度，Lv=有眩光后的亮度-原有亮度23第6章 道路照明设计试验研究结论Ø￿￿ 视功能的改善密切依赖于照明水平(Lav)的提 高, Lav应≥1cd/m2，(对应于中等亮度均匀度和眩光限 制，即U0=0.4 ,TI=10%左右)。

Ø￿￿ 为提高视功能，Lav范围应在2～10 cd/m2之 间（U0、TI中等水平） Ø￿￿ 均匀度或照明设施的眩光限制出现任何降低 水平，会导致视功能的明显恶化 Ø￿￿ Lav、U0、TI之间存在一定的内在关系，即 U0、TI的降低导致的视功能的恶化可通过提高Lav而 得到改善，反之亦然 Ø￿￿ 纵向均匀度对视舒适有影响，也影响司机的 反应功能24第6章 道路照明设计6.2.3 视舒适Ø￿￿ 利用主观评价法，建立主观评价与照明设计 参数之间的函数，进行定量分析 Ø￿￿ 照明设计参数： •￿￿ 平均均匀度Lav（照明水平） •￿￿ 纵向均匀度Ul（均匀度） •￿￿ 眩光控制等级G（不舒适眩光） Ø￿￿ 主观评价常使用“九点表”25第6章 道路照明设计“九点表”26第6章 道路照明设计设计定量参数 Ø纵向均匀度Ul—车道轴向中心线上，最小亮度和 最大亮度的比值Ul=Lmin/Lmax Ø眩光指数G:H’—从眼睛水平线到灯具的垂直距离； P—每公里灯具数； SLI—特定灯具指数，由灯具供应商提供27第6章 道路照明设计一般性结论Ø￿￿ 亮度水平的主观评价与道路类型有关，如： 评价为“好”，主要道路, Lav＞2cd/m2，次要道路Lav＞ 1cd/m2。

Ø￿￿ “好”—Ul＞0.7，要求灯具间距＜40m Ø￿￿ Lav、Ul、G间存在一定的内在关系，每一项 在某些范围内都受次要参数的影响，如Ul由0.77下降 到0.50，亮度水平主观评价单位下降1单位 Ø￿￿ “满意”—G=728第6章 道路照明设计6.2.4诱导性￿￿ 诱导性的分类 Ø￿￿ 视觉诱导—利用道路的诱导辅助设施或专门 的诱导设施 Ø￿￿ 光学诱导—利用灯杆和灯具的排列，灯具式 样、灯光颜色或其强度的变化29第6章 道路照明设计（1）设置连续照明的道路 Ø￿￿ 合理选择照明装置的设置方式 Ø￿￿ 整齐的灯具排列 •两块板道路，灯杆设置在中央分隔带上； •曲线段设置在外侧30第6章 道路照明设计（2）通向交叉口的道路，相邻的道路，类别、功能不同 的道路 Ø￿￿ 改变照明系统 •通向交叉口的道路（常规）和交叉口（高杆 ）采用不同的照明系统 Ø￿￿ 改变光源颜色 •交叉口的主/次路采用颜色不同的光源 •城市道路照明规划时，不同等级的道路有计 划地采用不同的光源 Ø￿￿ 改变灯具的式样或安装高度 •通向停车场、加油站的道路采用和主路式样 不同灯具或不同的安装高度 Ø￿￿ 改变灯具的安装布置方式 •中心对称布置的灯具在接近交叉口时采用双 侧对称布置31第6章 道路照明设计6.3光源与灯具 6.3.1 光源 （1）根据发光原理32第6章 道路照明设计（2）常见光源特点及适用性 白炽灯 Ø￿￿ 显色性好，使用方便，价格低； Ø￿￿ 光效低，寿命短（卤钨灯有所改善）； Ø￿￿ 多用于住宅照明； Ø￿￿ 新型道路照明系统不宜采用。

33第6章 道路照明设计荧光灯 Ø￿￿ 发光面积大，光线柔和，照度较均匀，接近 自然光； Ø￿￿ 光通量输出值有限（＜16000lm），需要镇 流器，低温时比其它光源更难触发； Ø￿￿ 多用于隧道内部照明和交通标志照明； Ø￿￿ 新的道路照明系统中不再采用34第6章 道路照明设计高压汞灯 Ø￿￿ 光效高，寿命长，色表好（兰-白）； Ø￿￿ 初期投资高； Ø￿￿ 早些年用来取代白炽灯，近年被高压钠灯取 代35第6章 道路照明设计高压钠灯HPS Ø￿￿ 光效高，寿命长，眩光小，色表及显色性适 于量大面广的道路照明； Ø￿￿ 需特殊镇流器提供启动时的高压； Ø￿￿ 近年来逐渐取代汞灯，许多国家认为它是道 路照明光源的发展方向36第6章 道路照明设计低压钠灯LPSü低压钠灯是利用低压钠蒸气放电发光的电光源，在它的玻璃外壳内涂以 红外线反射膜，是光衰较小和发光效率最高的电光源 ü低压钠灯发出的是单色黄光，用于对光色没有要求的场所，但它的“透雾 性”表现得非常出色，特别适合于高速公路、交通道路、市政道路、公圆、庭院照 明，能使人清晰地看到色差比较小的物体 ü低压钠灯也是替代高压汞灯节约用电的一种高效灯种，应用场所也在不断扩大。

Ø￿￿ 光效最高，光通量长期稳定； Ø￿￿ 显色性差； Ø￿￿ 商业区.居住区用的较多37第6章 道路照明设计混光灯Ø￿￿ 放电管与白炽灯灯丝串联而得名； Ø￿￿ 光效比白炽灯高1倍，寿命是其5倍； Ø￿￿ 不需要镇流器； Ø￿￿ 可直接更新现用的白炽灯38第6章 道路照明设计39第6章 道路照明设计（3）光源选择 Ø￿￿ 总体要求：光效高、寿命长、有适当的显色 性 Ø￿￿ 道路照明应采用气体放电灯，不应采用白炽 灯； 具体地： •￿￿ 快速路、对颜色识别要求不高的市郊道路 —采用低压/高压钠灯； •￿￿ 主干/次干路—高压钠灯； •￿￿ 支路、居住区道路—小功率高压钠灯或小 功率高压汞灯； •￿￿ 市中心、商业中心等—可采用金属卤化物 灯或中/高显色性高压钠灯40第6章 道路照明设计6.3.2 灯具（1）组成与作用 Ø灯具包括：光源器件、反射和折射装置、支撑和 固定光源的灯座、接线柱、外罩 Ø作用：在保证总光效的前提下，调整光通量的分 布，尽量把光分配到必要的方向，即调整配光41第6章 道路照明设计（2）分类 ￿￿ 按安装位置与光的投射方向 Ø￿。