? 基于DIALux模拟试验的小城市道路照明方式探讨黄义贤 (深圳市城市空间规划建筑设计有限公司，广东 深圳 518049) 摘 要：通过DIALux软件在新建道路工程项目的应用，对小城市常见道路照明方式的道路照明评价指标进行研究，提出小城市道路照明方式探讨结论。 关键词：DIALux；道路照明方式；评价指标；优化分析 引言城市道路若具有良好的照明，能在夜间为机动车、非机动车驾驶员以及行人创造良好的视觉环境，达到保障交通安全，提高交通运输效率，方便人民生活，降低犯罪率和美化城市环境的目的。道路照明设计的优劣直接影响到道路工程的实际使用效果，而道路照明方式正是道路照明设计的核心内容。 2016年6月正式实施的《城市道路照明设计标准》(CJJ 45—2015)中规定机动车交通道路照明应以路面平均亮度维持值Lav、路面亮度总均匀度最小值UO、纵向均匀度最小值UL、眩光限制阀值增量最大初始值TI和环境比最小值SR为评价指标，人行道路(包括人行道和非机动车道)照明应以路面平均照度Eav和路面最小照度维持值Emin为评价指标。 由于道路照明评价系统各指标计算方法复杂，不易被设计者普遍掌握，因此道路照明设计者主要凭借经验来确定道路照明的主要参数。近年来，许多软件开发公司推出了专业化的道路照明计算软件，其中DIALux软件能通过建立道路模型并选用灯具来进行亮度体系、照度体系评价指标的模拟计算，为道路照明方式研究提供了模拟试验基础。 1 实验对象本文以广东省深圳盐田(东源)产业转移工业园新建道路工程项目为实验对象，通过DIALux软件建立道路模型并进行计算。新建道路按照道路等级分为主干路、次干路、支路三种类型，其对应的道路标准横断面形式分别有2种(见图1～图2)、5种(见图3～图7)、1种(见图8)。  图1 道路一标准横断面图  图2 道路二标准横断面图  图3 道路三标准横断面图图  图4 道路四标准横断面图  图5 道路五标准横断面图图  图6 道路六标准横断面图  图7 道路七标准横断面图  图8 道路八标准横断面图 2 确定照明设计标准值2.1 机动车交通道路路照明设计标准值 依据《城市道路照明设计标准》(CJJ 45—2015)规定，本新建道路工程项目设置连续照明的机动车交通道路照明标准值详见表1。 表1 机动车交通道路照明标准值  道路类型Lav/(cd/m2)UOULTI/%SR主干路≥2.00≥0.4≥0.7≤10≥0.5次干路≥1.00≥0.4≥0.5≤10≥0.5支路≥0.75≥0.4—≤15— 2.2 人行道路照明设计标准值 依据《城市道路照明设计标准》(CJJ 45—2015)规定，本新建道路工程项目人行道路照明标准值详见表2。 表2 人行道路照明标准值  道路类型Eav/lxEmin/lx主干路≥10.0≥3.0次干路≥7.5≥1.5支路≥5.0≥1.0 2.3 节能标准值 依据《城市道路照明设计标准》(CJJ 45—2015)规定，在满足机动车交通道路照明标准值条件下，还需满足机动车交通道路照明功率密度值主干路不大于1.05、次干路不大于0.7和支路不大于0.55的要求。 3 道路照明方式设计根据新建道路工程项目确定的设计标准、道路类型，参考典型道路照明方式，拟定本工程项目道路照明方式初步方案，如表3所示。 表3 道路照明方式初步方案  道路灯杆高度/m布置方式灯杆间距/m悬挑长度/m单光源功率/WLPD值一15双侧对称362.04000.89二15中央对称362.04000.89三10双侧对称301.51500.63四10双侧对称301.51500.67五10双侧对称301.51500.67六10双侧对称301.51500.56七10双侧对称301.51500.67八10单侧301.01000.42 注：①由于本工程项目树池间距为6 m，为避免灯杆基础与树池位置冲突，灯杆间距均为6 m的整数倍； ②本工程项目400 W灯具选用PHILIPS SGP268 GB 1xSON-T400 W型号；150 W灯具PHILIPS SGP268 GB 1xSON-T150 W型号；100 W灯具选用PHILIPS SPP202 GB 1xSON-TPP100 W型号。 经过DIALux软件模拟计算，8种类型道路的照明评价目标模拟结果见表4。 4 道路照明方式分析通过道路照明评价指标计算值与标准值之间、道路照明评价指标计算值之间的对比分析，探讨道路照明方式。 4.1 主干路道路照明方式分析 主干路包括道路一和道路二，道路照明评价指标均满足国家设计标准要求。但是，通过道路照明评价指标数据对比可知，道路一和道路二的纵向均匀度最小值UL、眩光限制阀值增量最大初始值TI和环境比最小值SR等三项评价指标较为接近，而采用的是对称布置方式的道路一路面平均亮度维持值Lav、路面亮度总均匀度最小值UO两项评价指标优于中央对称布置方式的道路二。 表4 道路照明评价指标初步方案 道路机动车交通道路人行道路Lav/(cd/m2)UOULTI/%SREav/lxEmin/lx一2.260.680.8690.7811.476.03二2.040.510.8990.8613.059.45三1.310.680.86110.863.931.40四1.510.680.87120.874.762.16五1.510.680.87120.875.442.91六1.320.680.86110.847.984.60七1.320.680.86110.848.805.22八0.990.640.83100.845.963.33
为探讨道路二照明评价指标与道路一照明评价指标出现差异的原因，应用经过DIALux软件模拟计算道路二在双侧对称布置和中央对称布置下的道路照明评价指标，如图9所示，照明评价指标结果见表5。由于双侧对称布置方式的路面有效宽度比中央对称布置的路面有效宽度小，在照明设备参数一致的情况下，双侧对称布置方式下的路面平均亮度维持值Lav、路面亮度总均匀度最小值UO两项评价指标优于中央对称布置方式下的路面平均亮度维持值Lav、路面亮度总均匀度最小值UO两项评价指标。因此建议将道路二布置方式调整为双侧对称布置，以取得更好的照明效果。 表5 道路二中央对称、双侧对称布置道路照明评价指标值 布置方式机动车交通道路人行道路Lav/(cd/m2)UOULTI/%SREav/lxEmin/lx双侧对称2.440.670.8790.8313.809.33中央对称2.040.510.8990.8613.059.45 图9 道路二中央对称、双侧对称布置照明评价指标分析图 4.2 次干路道路照明方式分析 次干路包括道路三～道路七，部分道路照明评价指标不满足国家设计标准要求。 道路三～道路七次干路机动车交通道路照明眩光限制阀值增量最大初始值TI均不符合国家标准小于或等于10%的规定。相关文献显示，灯杆高度对照明眩光限制阀值增量最大初始值TI的影响最大[1]，通过适当提高灯杆高度可降低照明眩光限制阀值增量最大初始值TI。因此，建议结合常用路灯灯杆高度，将次干路灯杆高度往上调整一个高度，即调整为12 m。布置形式仍可采用双侧对称布置或双侧交错布置。 应用经过DIALux软件模拟计算，调整后照明指标评价值如图10～图14所示，通过对比可看出，次干路灯杆高度往上调整一个高度后，原来道路三～道路七机动车交通道路照明眩光限制阀值增量最大初始值TI均可符合国家标准的规定。 图10 道路三12 m杆高照明评价指标值 图11 道路四12 m杆高照明评价指标值 图12 道路五12 m杆高照明评价指标值 图13 道路六12 m杆高照明评价指标值 图14 道路七12 m杆高照明评价指标值 灯杆高度调整为12 m后，道路三～道路七机动车交通道路照明评价指标满足国家设计标准要求，但调整前后人行道路照明评价指标并无明显变化。其中，道路三～道路五路面平均照度Eav低于标准规定值，主要原因是人行道路较宽。 为了改善行人道路照明条件，道路三～道路五可采用双臂灯杆形式，在人行道路侧增设功率为70 W的光源，应用经过DIALux软件模拟计算，调整后次干路各项照明评价指标均符合国家规范要求，照明指标评价值如图15～图17所示。 图15 道路三12 m杆高、双臂路灯照明评价指标值 图16 道路四12 m杆高、双臂路灯照明评价指标值 图17 道路五12 m杆高、双臂路灯照明评价指标值 4.3 支路道路照明方式分析 道路类型8为支路，机动车道宽度为8 m，可选用双侧对称、双侧交错和单侧等布置方式，目前常规常用道路照明灯具功率最小值为70 W，根据设计参数，最小照明功率密度值LPD=N×P/A，其中P为单光源功率；N为系数，双侧对称、双侧交错布置为2，单侧布置为1；A为道路计算面积=路宽W×灯杆最大间距S。 灯杆最大间距为S=3.5H，灯杆杆高为H=N2×路宽W，其中N2为系数，双侧对称布置为0.6，双侧交错布置为0.8，单侧布置为1.2。 通过计算可得选用双侧对称、双侧交错和单侧等布置方式时，最小照明功率密度值分别为1.04、0.78、0.26。双侧对称、双侧交错布置方式下，照明功率密度值不符合国家标准规定，因此宜采用单侧布置方式。 4.4 小结 综上所述，道路照明方式按功能划分为两部分，即机动车交通道路照明方式和人行道路照明方式，按先机动车交通道路后人行道路顺序进行设计。首先，主干路机动车交通道路照明方式推荐采用双侧对称布置方式、次干路机动车交通道路照明推荐采用双侧对称布置或双侧交错布置方式、支路推荐采用单侧布置方式；其次，在人行道路较宽城市主干路、次干路、支路，可采用双臂路灯形式，在人行道路侧增设相应的照明灯具，以满足人行道路照明标准规定。 目前道路工程设计中机动车交通道路单车道设计宽度为3.75 m～4.5 m，小城市主干路、次干路、支路机动车道数以6条、4条、2条居多，即机动车交通道路宽度分别为22.5 m～27 m、15 m～18 m、7.5 m～9 m。道路照明灯具配光类型采用半截光型，主干路、次干路、支路灯具悬挑长度分别取2 m、1.5 m、1 m。根据灯具的配光类型、布置方式与灯具安装高度、间距的关系和机动车交通道路照明标准、人行道路照明标准、节能标准规定的照明功率密度值，并应用DIALux软件进行模拟计算，推荐小城市道路照明方式可参考表6进行设计。 表6 小城市道路照明方式一览表 道路等级机动车车道数/条机动车道宽度/m布置方式悬挑长度/m灯杆高度H/m灯杆间距/m光源总功率/W主干路622.5～27双侧对称布置2.0H=15<><><><> 5 结语通过应用DIALux软件进行模拟计算，笔者对典型的道路照明方式进行优化分析，提出自己对小城市道路照明方式的见解。同时，希望通过分享自己的DIALux软件使用经验，与更多道路照明设计工作者进行经验交流，让照明设计软件可以更加广泛地应用于工程设计项目。 参考文献： [1] 袁征. 基于田口方法的道路照明精细化设计[J].照明工程学报，2014，25(1)：62-66. [2] 史玲娜，陈伟民，刘显明，等.道路照明标准比较和节能分析[J].照明工程学报，2014，25(3)：58-63. [3] 李翊君. DIALux软件在道路照明设计中的应用 [J].城市道桥与防洪，2013(2)：99-101. [4] 城市道路照明设计标准:CJJ 45—2015 [S].北京：中国建筑工业出版社，2016. Discussion on the Small City Road Lighting Way Based on Experimental Simulation of DIALuxHUANG Yixian (Urbanspace Planning And Architectural Design Co.Ltd, Shenzhen 518049,China) Abstract：In this article, through DIALux software in the application of new road engineering project, the lighting evaluation index was researched about the small city roading lighting, and the discussion conclusion was put forward. Key words：DIALux; road lighting way；evaluation index；optimization analysis 中图分类号：TM923 文献标识码：A DOI：10.3969 |
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