新興中小城市夜間光環境現狀的分析研究*

王一美 鄒念育 李德勝 賀曉陽 高英明 張云翠

(大連工業大學 光子學研究所，遼寧 大連 116034)

1 引言

照明在城市建設中扮演著不可缺少的重要角色，而人們在關注大城市的照明規劃與設計的同時，卻忽略了一些中小城市，特別是新興中小城市的建設［1］。中小城市照明環境“過亮”或“過暗”的情況時有發生，帶來了一系列的安全隱患;路燈夜間不間斷點亮使能源大量的浪費;不合理的設計帶來的眩光嚴重的影響了人們的休息……，針對中小城市的照明設計和規劃日益成為迫切需要解決的難題。本文以遼寧省彰武縣為例，對其夜間光環境實地調研測量，對實測數據進行分析，總結、歸納，以期為中小城市的照明規劃與設計提供依據。

2 評價方法

2.1 主觀評價

照明的主觀評價主要針對人的主觀心理感受，分為四個方面:功能性、舒適性、景觀性和安全性。所謂功能性是道路照明需滿足車輛和行人的視覺需要，交通性道路重點是解決機動車行駛的需要，而生活性道路主要服務對象是人。而舒適性是建立在人類視覺系統的基礎之上，使視覺對象得到心理和生理上的滿足。景觀性是非功能性照明，有時甚至與功能性照明相違背，但為了達到美觀與強烈視覺效果，在某些場合或地點需要用景觀性來衡量。而安全性一方面是客觀上使車輛或行人無視覺盲點，給夜間生活帶來安全的出行環境，而另一方面恰當的照明氛圍營造，能給環境客體溫馨感與安全感。

2.2 客觀評價

根據 《城市道路照明設計標準》 (CJT45—2006)，道路照明評價指標中，機動車交通道路照明應以路面平均亮度 (或路面平均照度)、路面亮度均勻度和縱向均勻度 (或路面照度均勻度)、眩光限制、環境比和誘導性作為評價指標。所謂路面平均亮度 (照度)按照國際照明委員會 (簡稱CIE)有關規定在路面上預先設定的點上測得的或計算得到的各點亮度 (照度)的平均值。路面亮度(照度)總均勻度為路面上最小亮度 (照度)與平均亮度 (照度)的比值。路面亮度 (照度)均勻度為路面上最小亮度 (照度)與平均亮度 (照度)的比值。環境比是車行道外邊5m寬狀區域內的平均水平照度與相鄰的5m寬車行道上平均水平照度之比。誘導性作為視覺要素，沿著道路恰當的安裝燈桿、燈具，可以給駕駛員提供有關道路前方走向、線型、坡度等視覺信息［6］。

但是由于中小城市的特殊性，其道路功能不是單純的機動車道和人行道路，所以既要考慮機動車的評價標準又要考慮人行道路的評價標準。所以在城市道路照明評價中綜合評價了路面照度均勻度、路面最小照度、平均照度和環境比。

3 主觀評價

3.1 彰武縣光環境簡介

為了了解新興中小城市照明中存在的問題，本文以遼寧省彰武縣為例進行調研與分析。阜新市彰武縣地處遼寧省西北部，是近年來發展速度很快的新興中小城市，見圖1。

圖1 遼寧省彰武縣地理位置

城區基本圍繞一條或幾條干道而建，呈“田”字型規劃，此主干道基本為整個城市的商業、金融、政治、文化為一體的中心。但該區域整體照明不夠，缺乏都市的城市繁華氛圍。而其他商業街道由于缺乏統一規劃，略顯凌亂與低迷。

在本次調研中，同時考慮位置、經濟發展等諸多因素對照明環境的影響，調查重點選擇分布在彰武縣城內較為主要街道的共20條道路進行實地調研。調研時間均選在夜間19:00～21:00進行，主要針對城市道路照明和部分園林綠化區及健身活動區的照明情況為調研對象，進行評比，將其劃分為三個等級，如表1所示。

3.2 問卷調查

為了使結果具有充分的代表性，選擇被調查者時，盡量使男女比例平衡，并且涵蓋盡可能多的年齡段和各種背景，據此來設計調查問卷。在問卷中，我們直接利用打分的方式進行各個指標的評價。采用5分制，所有指標都是本著這樣一個打分原則，5分:很好;4分:好;3分:尚可;2分:不足;1分:不好。在進行調查問卷時，主要對性別、和年齡段對照明環境的要求程度進行分析，結果見圖2所示。

調查結果顯示:女性居民對于城市的安全更為擔憂，對于景觀環境也更為在意，對于光干擾的投訴近乎都來自女性居民。青年人對于照明環境的要求也較高，同一環境條件下給出的評價值較低;且由于中年人生活慣性，評價偏高 (見圖3)。

表1 城市街道主觀感受統計

圖2 不同性別對照明環境的要求指數比較

圖3 不同年齡對照明環境的要求指數比較

4 現場測試結果

在進行現場測試時，從主觀評價的20條道路中隨機抽取9條道路進行現場測量，且這9條道路平均分布在三個等級中。

(1)平均照度

圖4為城市內9條街道的道路平均照度分布與比較，參考我國現行國家標準，快速路、主干路(含迎賓路、通向政府機關和大型公共建筑的主要道路，位于市中心或商業中心的道路)的路面平均照度Eav(lx)，選擇道路照度20 lx/30 lx作為對比標準。由于該城市為小城市，所以選低級照度值20 lx作為對比標準。9條街道中只有2條道路建設街與工業園區的平均照度之滿足標準要求，總體照明情況基本不能滿足國家標準。而且通過實地考察，滿足標準的兩條街道為2車道雙側布燈，其余7條街道為6車道雙側布燈。

圖4 城市道路平均照度比較

(2)照度均勻度

圖5為該城市9條街道的照度均勻度的對比與分布。在 《城市道路照明設計標準》中，均勻照度最小值應為0.4。根據統計，只有3條道路，建設街、工業園路與高速路滿足照度均勻度要求。其中新興路與人民大街的照度均勻度最低，分別是0.23和0.19。

圖5 城市道路照度均勻度比較

(3)最小水平照度

路面上最小照度與平均照度相差不能太大，以免影響駕駛員對較暗區域障礙物的察覺率，所以在標準中同時對最小水平照度做出了要求。圖6為城市中9條道路最小水平照度分布與比較，參考國家標準，供行人、非機動車和機動車混合使用的最小水平照度Emin(lx)，選擇商業區大流量的人行道路的7.5 lx作為對比標準。9條道路最小水平照度的平均值只有2條道路，其中新興路最小水平照度值只有2.3 lx，人民大街為2.4 lx。

圖6 城市道路最小水平照度比較

(4)環境比

圖7為該城市9條街道的環境比的比較。在標準中，規定環境比為0.5。根據統計，大部分道路的環境比都能滿足標準要求。但是由于新興路與東環路路燈下樹木遮擋較為嚴重，影響了道路內側的照度值，使之未滿足標準。

圖7 城市道路環境比比較

5 用電現狀

現今彰武縣已采用經緯控制的智能控制方式，但照明設施的陳舊、設計方式的不合理仍然造成電力與能源的大量浪費。城市內部大量采用高壓鈉燈，并且汞燈仍然在應用。據統計，用于道路照明的250 W高壓鈉燈1702盞，200 W汞燈17盞，且在廣場的部分景觀燈為白熾燈，則消耗功率為428.9 kW。若把光源替換成LED，且達到同樣照明效果，則LED消耗的功率為372.5 kW，可節約56.4 kW，這樣一年可省電4.9億千瓦時，即在道路照明中可節約直接經濟效益約1.5億。隨著LED技術的進步和發展，LED路燈產品達到日趨滿足道路照明需求，可大量采用以達到節能減排的效果。

6 總結

本文通過對遼寧省彰武縣城市道路照明的分析研究，找到中小城市尤其是新興中小城市照明狀況的問題所在。今后采用適當的措施與技術，可明顯改善中小城市照明質量，達到節能減排的效果。

［1］周振華.對新興中小城市建設特色的探討 ［J］.低溫建筑技術，2008，72(3):10～12.

［2］李鐵楠.城市道路照明設計 ［M］.北京:機械工業出版社，2007.

［3］中國照明學會.中國照明工程年鑒 ［M］.北京:機械工業出版社，2009.

［4］李鑫，張淮，潘慧錦.景觀照明設計與應用 ［M］.北京:化學工業出版社，2009.

［5］馬劍，姚鑫，劉剛等.城市居住區室外光環境現狀調查研究 ［J］.照明工程學報，2009，20(4):9～13.

［6］CJJ45—2006，城市道路照明設計標準 ［S］.

［7］劉園.別墅小區夜景照明中“人”的因素 ［J］.光源與照明，2009:31～33.

［8］馬劍，戎海燕，邵力剛等.天津居住環境綠色照明設計研究 ［J］.照明工程學報，2005，19(2):7～12.

［9］張云翠，鄒念育，曹冠英等.半導體照明產品檢測研究 ［J］.信息技術與標準化，2009(10):62～64.