城市照明是一个城市在其规划区内城市道路、隧道、桥梁、广场、公园、公共绿地、名胜古迹以及其他建(构)筑物的功能照明或者景观照明。
近十几年来,随着我国城市建设快速发展,城市更新规模巨大,城市道路照明建设蓬勃发展。特别是城区新建道路的规模越来越大,相配套的道路路灯也越来越多,道路也越来越亮。那么这些道路照明是否进行了科学的规划与设计?实际效果是否符合《城市道路照明设计标准》(CJJ45-2015)中关于道路照明质量评价指标的要求?是否真正为驾驶员提供交通安全性与导向性、为步行者创造安全而舒适的环境、提高夜间道路利用率?这些都是我们道路照明规划设计者与城市建设者需要深思的问题。
2 我国城市道路照明的现状
2.1 规划现状
笔者曾有幸参与住建部组织的“城市照明节能工作专项检查”工作,检查内容之一就是相关省会城市、地级市以及县级市的城市照明专项规划编制情况。总体上景观照明规划篇幅较大,内容也比较准确。但道路照明规划基本就是《城市道路照明设计标准》里面的条条框框,根本没有具体针对该城市道路的相关内容。有的城市干脆以景观照明规划替代城市照明规划,根本不提道路照明规划,可见道路照明规划的受城市照明管理部门的重视程度非常低。
在这种情况下,道路照明规划成果往往就是《城市道路照明设计标准》的翻版,主干路、次干路、支路、城市主出入口、非机动车道、交会区以及桥梁、立交、隧道照明等道路及场所都给出了具体的照明标准值,内容也绝对正确,但没有针对所规划城市道路的特点提出相应的照明策略,可操作性不强,更谈不上科学性和规范性。
2.2 设计现状
根据笔者近几年所做城市道路照明专项规划项目的前期调研和沟通中,发现道路照明设计往往因为传统的照明计算和设计比较繁琐,多数设计人员仅按照传统设计方法进行估算,甚至因为某种原因先选好灯型(装饰性要求大于功能型要求)、光源和灯具后,设计人员凭借所谓的经验和感觉去根据道路宽度来选取光源功率和灯杆间距,形成对应于车道数的标准类型灯具配置,甚至还通过作弊(修改技术参数)来通过专业软件的计算。由于计算结果的不准确性,使得照度的标准选择偏高。这样设计的直接后果就是所有衡量道路照明质量的指标都无法保证,对道路照明质量和节能都造成非常大的影响。目前不少新建、改建的道路的照明均匀度远小于标准规定值,“斑马线现象”非常严重,造成夜间出行安全隐患;平均照度值成倍甚至数倍于标准值,过亮的道路造成了能源浪费、资金浪费、光污染严重等现象。
2.3 实施现状
一是照明质量指标值不能全面满足国家道路照明标准的相关评价指标。相当多的城市主干道和非机动车道的平均照度远超过国家标准值,但支路和小街小巷以及居住区道路的平均照度往往绝大多数达不到国家标准值。还有很多道路照明的均匀度不达标。在我们所做的数十个城市道路照明专项规划的前期调研中,仅以这两项作为道路照明质量的衡量标准统计,大部分城市50%以上道路不合格。可见道路照明的问题解决任重道远。某地级城市道路照明现状实测分析状况,见图1。
照度分析图
均匀度分析图
道路合格情况分析图
某地级市道路照明实测结果,注:在该城市道路照明前期调研中,我们选择有代表性的40条道路进行现场测试,全部合格的有12条,合格率为30%。其中照度合格的25条,合格率为62%;均匀度合格的17条,合格率为42%。
二是灯具选择不当。一些主干道使用泛光灯具或者步道灯;人行道使用常规路灯照明;重视且关注灯具外型,忽略或对灯具配光性能方面重视不够,造成照明质量严重下降;装饰性灯具替代功能性照明,不仅照明质量不能保证,还造成严重的光干扰和产生安全问题。三是光源选择不当。目前我国城市道路照明光源主要为高压钠灯和LED灯,不论这条路是商业性、生活性干道还是交通性、货运为主的干道,大多采用同一种照明方式,同一种光源,或者在交通性干道也大肆设置装饰性照明,装饰照明所产生的光、色、阴影、闪烁等干扰甚至破坏功能性照明,背离了道路使用者的真正需求。
四是道路交会区或者标准路段外的特殊路段照度不足,均匀度差。由于交会区等特殊路段和场所交通情况复杂、人、车、非机动车混行,大部分的交通事故都发生在这些区域。调查发现,不少城市对这部分的照明重视不够。
五是“中华灯”问题。如图2和表1所示,中华灯是一种多光源景观灯,其外观端庄大方,景观效果好。最具代表性的中华灯是安装在长安街天安门广场两侧的中华灯。正因为其优异的景观效果和政治象征,中华灯自使用以来就备受城市管理者和设计师的青睐,以至不少城市都有类似道路照明灯具存在。鉴于中华灯属于装饰性景观灯,其功能性照明能力较弱,而随着中华灯在全国各地的大量应用,其能耗低、照度和光的利用率低、均匀度达不到标准要求等问题需要解决,故不宜随意推广应用该灯。
图2 长安街“中华灯”与某城市“中华灯”对比
表1 比较长安街“中华灯”与某城市“中华灯”的照明结果
六是道路照明与城市绿化的协调问题。由于两者均为城市所必需的基础设施,重要性不言而喻。特别是在许多城市新开发区域或新建道路的道路照明设计时,事先未与园林部门沟通,路灯安装位置并未将绿化树木考虑在内,待绿化树木长到一定高度后,绿化树木完全遮挡住了照明光线,造成照明质量严重下降,影响道路交通安全。大部分城市的道路照明和园林绿化的矛盾一直都是比较突出的,特别是南方城市。那么树种的选择、植栽的位置、改变路灯安装方式等方法在设计初期就要和园林部门配合好,将两者有机地结合在一起统筹考量,最大限度减少道路两侧绿化对道路照明质量的影响。
3 城市道路照明规划的编制
近年来,随着我国城市道路照明建设的不断发展,城市道路照明的质量也在不断稳步提高,同时也存在不少问题。其中从源头上解决城市道路照明质量问题则成为我们的当务之急。因此科学、规范地进行城市道路照明规划和设计是保证整个城市道路照明质量的关键。
笔者曾经参与北京市的道路照明专项规划编制工作,清楚地知道大家对道路照明专项规划的认识还存在许多的偏差和误区。道路照明专项规划在我国来说还是一项比较新的工作,缺少成型的模式和经验。因此,在编制规划前,需要广泛地研究国内外道路照明成功的经验。
那么,怎样才能科学、规范地编制好一个城市的道路照明规划呢?
其一,毫无疑问,是道路照明前期大量的调研工作,包括现状调查、城市道路和交通的特点调查、城市未来发展的要求调查。通过对调研结果进行分析、充分了解和明晰道路照明的现状基础和所存在的问题、提出相应方法、对典型对象实验验证、总结评估、推广使用。针对性地完善或者改造现有道路照明系统中存在的问题,提升其质量水平。
其二,道路照明规划要建立健全科学规范的照明建设和管理制度体系以及流程体系。通过现状照明系统评估、新技术新设备作用和适用性、实验、评估、分析、方案、引入等方法来提升道路照明技术水平。同时需要对目前管理方法进行评估,新的管理方法进行分析,采用提升道路照明管理水平。
例如道路照明规划中完善的设计流程是实现道路照明科学规划的重要一环。在确定了道路照明的标准后,我们要选择光源类型、光源功率、灯具的配光类型、灯具布置方式、灯具安装高度、灯具的间距等参数之后,通过计算来确认照明效果是否符合照明标准的要求(包括照明质量标准和照明节能标准)。如果计算结果达不到标准规定的要求,或者是较多超过了标准规定值,则应对前面所选的器具类型和安装参数进行调整(调整一个或数个,依具体情况而定),按照调整后的参数再进行计算,直到计算结果达到标准要求。一般情况下,能够满足设计标准要求的设计方案会有多个,因此,通过这种变换参数得到多个满足要求的方案,然后再进行经济性和节能性的综合比较,选择几个方面皆优者作为最终的采用方案。此后,再根据选定道路照明设计方案进行招投标、施工、监理、验收、移交管理、运行维护,要严格执行这一程序。具体道路照明设计流程如图3所示。
图3 道路照明设计流程
其三,道路照明规划要通过相应的方法和措施来保证道路照明系统的质量和要求。决定道路照明质量的主要因素有以下四点:一是平均照度(亮度);二是水平面照度及亮度均匀度或纵向亮度均匀度;三是照明器眩光程度;四是照明功率密度指标。从道路照明设计到实施结果都要让这四个主要要素满足道路照明国家标准的要求。
譬如按照《道路照明设计标准》的要求,相对应地对道路进行照明设计。但由于各个城市的道路情况是不同的,比如同样是主干道,有的道路车流量大,有的却相对较小;有的道路设施完备,隔离带、道路的控制设施、地下通道、天桥等非常完善,有的设施则尚不齐全,即便规划为主干道却暂不具备主干道路的条件。此外,道路周边的建筑地产建设对道路交通流量的潜在影响,道路未来节能功能角色的变化,路网中各类道路环环相扣,某一道路的角色变化会影响到一个片区乃至全局,这些因素都是道路照明规划中要考虑的问题。所以,对道路照明进行精细设计,就要综合考虑车流量、交通构成情况、道路设施、道路两侧与交叉口情况等多个因素,根据这些因素来确定不同等级的照明,这样才能提供针对性的照明,能够有效地兼顾照明质量。在选择道路照明标准时,考虑道路设施和交通流量和构成状况等影响因素后,通过对这些影响因素进行调查、分析、确认,按表2进行选择。
表2 考虑道路影响因素确定道路照明等级
注:1.G、D分别为同一级道路照明中的高档值和低档值;
2.流量:流量的大小根据《城市道路设计规范》(CJJ37)的规定划分;
3.交通设施完善程度:是否有隔离带或分车带、它们的完善程度;路口是否做了控制;
4.交通构成:机动车、非机动车、行人等是否混合使用同一条道路;
5.机动车道和非机动车道之间分隔:是否有栏杆绿化带做分隔,地面标线视为无分隔。
最后是道路照明节能规划。节能是我们国家当前的基本政策,也是道路照明中的一项重要工作。为了实现科学照明、节约能源的目的,在规划期限内,以立项的方式,推进节能工作,以利于理清思路,确立方向,抓住主要矛盾,协调好照明质量与节能,建设发展与节能等的关系,使节能工作落到实处。在道路照明规划中,无论是原有道路照明系统的节能改造,还是新建照明系统的节能要求,都是复杂而又艰巨的工作。道路照明的节能的方法很多,且每种方法都有自身特点。但无论采用哪种方法来推行节能,都会涉及到很多方面的问题,所以不能简单地处理。比如,对传统光源挖潜,会涉及到光源光效、维护管理等问题;灯具节能,要考虑对原来所使用灯具的评估、灯具效率、灯具光学特性、灯具对其所使用道路的适合性、整个照明系统的正确设计计算和安装等问题;新光源引入,更需要一整套的研究、试验、论证、试用、评估、改进、完善的环节,而且需要时间上的验证。因此在进行照明节能规划阶段,要确定道路照明节能的相关项目,从而为下一步工作打下基础。道路照明规划节能项目及其相应的内容如图4所示。
图4 道路照明节能项目与内涵
4 结语
以上是笔者试图结合近年编制道路照明专项规划和设计的一些经验,对城市道路照明专项规划的编制提出的一些粗浅认识,期盼能给城市相关管理者以及道路照明规划设计者提供参考和交流,以进一步完善城市道路照明专项规划的编制工作。希望我国城市道路照明规划设计能够以人为本,因路制宜,使道路照明真正达到亮度合理、均匀度合适、安全舒适、节约电能、美化环境的目的。
参考文献:
[1]李铁楠.科学规范地进行道路照明设计和建设.天府照明;2012年02期;
[2]杨 涛.浅析我国城市道路照明规划设计. 建筑工程技术与设计,2015年16期。