住宅區道路照明光源選擇的比較分析

羅亮亮

【摘要】介紹當前住宅區常用的幾種道路照明光源的發光原理，使用現狀以及一些存在的問題。比較了不同類型的小區道路照明電光源的選擇及其優劣性，并結合人的感官舒適性，提出個人的想法和見解。

【關鍵詞】住宅區道路；照明光源；比選

一、住宅區常用照明電光源的發光原理及使用現狀

1、節能燈（緊湊型熒光燈）

目前節能燈（CFL）在國內住宅區道路照明中的使用率約占到40%，之所以能成為主流光源，主要是因節能燈結構緊湊、體積小、價格低、節省能源。但同時，隨著科技的發展，60lm/w的光效已不具優勢，且節能燈在實際使用中，仍然存在許多技術瓶頸。例如，與節能燈相匹配的電子鎮流器的壽命短，增加了維護費用；易受環境溫度的影響，當氣候寒冷時照度將大大降低；節能燈的光衰明顯等等。

2、金屬鹵化物燈

金屬鹵化物燈主要依靠金屬鹵化物作為發光材料，金屬鹵化物氣化后在熱對流的作用下，不斷向電弧中心流動，一部分金屬鹵化物被電弧5500～6000K高溫分解，成為金屬原子和鹵素原子，在電場的作用下，金屬原子被激發發光；另一部分金屬鹵化物不被電弧高溫所分解，在高溫和電場雙重作用下，直接激發形成分子發光。兩種發光元素的特點使得金屬鹵化物燈的發光效率具有不錯的表現，節能自然是該光源的一大優勢。

金屬鹵化物燈在國內住宅區道路照明中的使用率約占到20%，如此大量的使用得益于該光源顯色性好，光通量維持率和壽命相對較高。美中不足的是，一般在使用一段時間后，金屬鹵化物燈的光色就會出現偏差，影響整體美觀度。在追求品質的場合才會使用的金屬鹵化物燈此時就略顯遺憾了。

3、高壓鈉燈

高壓鈉燈是一種典型的高強度氣體放電燈泡。鈉原子被撞擊電離激發，然后由激發態回復到穩定態；或由電離態變為激發態，再回到基戊無限循環。鈉元素的活躍、多激發、多電離、多循環，催生了高壓鈉燈的高光效。在消耗同樣電功率的情況下，目前還沒有一款光源能發出超過高壓鈉燈的光通量。

高壓鈉燈雖然是城市道路照明的主要光源，但是在住宅區道路照明中尚未得到廣泛應用。高壓鈉燈其特點是發光效率高、壽命長、透霧能力強和不誘蟲等。工程應用實例反映，高壓鈉燈的維護頻率低、光通維持率高、產品性能較穩定。

二、住宅區道路照明的需求

從人的視覺、感官出發，從全新角度發掘我們所需的理想照明環境的理念，以其科學性而越來越被現代照明設計師所倡導。所以，我們首先對住宅區道路的性質、作用和使用人群的不同加以分析，來尋求合理的照明方案，進而選擇合適的電光源。

1、集散道路

集散道路是指一個住宅區內連接區外道路至重要的交通動脈的主要道路，一般來說，它們屬于M2或M3級道路。這些道路可能通向社區中心、停車場、公交或火車、地鐵站等，因此有大量的自行車和行人，必須考慮他們的照明需求。與此同時，它們又穿越住宅區，所以照明設計時還必須考慮居民的視覺要求。

從照明燈具的光分布來說，燈具配光的選擇必須照顧到燈桿后方的人行道，光線難免會射入沿街住戶的窗戶，因此，光污染的控制是在設計時應該考慮到的問題。

從環境因素方面來看，在住宅區，照明電光源的光色對居住環境的舒適性的影響很大，是低色溫暖色調還是高色溫冷色調都要根據人的不同喜好作出調整。

2、區內道路

住宅區內的道路除了機動車外，大量使用者是行人，所以，要考慮的不僅僅是路面亮度。由于區內車速較慢，駕駛員的識別能力和反應時間大大上升，對照明的需求主要是保證道路使用者的如下能力：在所處環境中的方位感、發現道路上的物體、識別其他人的行動和意圖、辨別街道招牌和門牌號碼，并對街道及其環境有滿意感，對于最后一點常是照明設計中忽略的要素。

3、復合型特別住宅區（住宅小區）

復合型住宅是一種相當新型的住宅形態，入口被限制，區內道路經常有大量社區生活，人們在此交流，小孩在此玩耍，行人、自行車與機動車共同使用，而且道路很窄，車速嚴格限制。對這樣的小區道路，夜晚理想的照明應該是：在人們經常聚集會友的地方提供友善的氣氛；允許汽車和自行車在復雜的區域內緩速駛向停車場，所有物體應可見；允許孩子們玩耍游戲；消滅暗角，阻嚇犯罪；限制射入臥室的溢出光。

在復合型住宅區，照明水平無需均勻，甚至是不均勻的，照度的變化可以增加夜晚環境的視覺吸引力。玩耍的區域希望的照度最高，人們的聚集區要求的照明居中且更強調半柱面照度，汽車停泊區和綠化區域照度要求最低。區內照明光源的顏色應與建筑和環境相配，較好的顯色性也很重要。

三、住宅區道路照明光源選擇的比較

如何正確選用住宅區照明光源，就是要結合住宅區的照明需求，對光源特性等作出比較，因地制宜地使用最合適的光源。

1、光效的比較

照明光源的主要特性是光效，它是發光效能的簡稱，指一個電光源每消耗1W功率的電能所發出的光通量，單位為lm/W（流明/瓦）。由于節能燈、金屬鹵化物燈和高壓鈉燈三種光源的光效不同，在消耗相同的電功率時所提供的光通量也不一樣。由表1可知，高壓鈉燈以其在光效上的顯著優勢，在采用相同的燈桿排列方式、燈間距及燈具安裝高度的情況下，可獲得最為理想的功能照明效果。換言之，要達到同樣的照度水平，采用高壓鈉燈可加大燈間距，減少設備投資，進而實現節能減排。

2、色溫的比較

色溫因素的考慮將從人的感官角度方面對光源的選擇作出新的科學詮釋。色溫是光源發射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時，黑體的溫度稱為該光源的色溫。光源色溫不同，就會顯現不同的顏色。光源色溫愈高，光的顏色就會偏藍；光源色溫愈低，光的顏色就會偏紅。在同樣的照度條件下，不同的色溫，會給人造成不同的心理影響，產生冷暖不同的視覺感受。住宅區作為人們夜晚休息的場所，更注重的是居住環境的舒適性和滿意度，使用暖色調的高壓鈉燈可營造溫馨、愉悅、平和的環境氣氛，并使行人的臉色和街道景觀顯得更為友善，有效增加居民夜間活動的參與性。而節能燈屬于高色溫的冷色調光源，給人帶來的視覺感受是冷清、蕭瑟的，會使人的情緒更加低落，不符合中國傳統審美需求。

3、初始投資成本和運行維護成本

光源的初始投資成本（單價）是在選擇住宅區照明光源時的考慮因素之一。光源的運行維護成本則具有長遠性，在選用光源時應做出經濟分析，可以這樣計算：即一定時間內所需更換的光源成本（更換光源的數量×光源的單價）與一定時間內更換光源的綜合費用（更換光源的次數×每次更換光源的綜合費用）之和。不難得出，光源的單價和壽命是決定照明光源運行維護成本的重要指標。

在經過光效、色溫、顯色性、初始投資成本和運行維護成本等因素的綜合對比下，認為高壓鈉燈光源在住宅區道路照明中仍具有明顯優勢，節能燈還應有改良空間，同時在條件允許的情況下，可適當選擇金屬鹵化物燈以提升環境品質。

四、結論

隨著照明光源本身的發展，可供住宅區道路照明應用的光源的選擇將會越來越多，LED光源作為一種高效節能、長壽命低維護、環保型的新型光源，其技術已日趨成熟。隨著時間的推移，LED光源將不斷滿足照明需求新理念，為住宅區照明的智能化、人性化、合理化提供新的載體，是住宅區道路照明最具有潛力的發展方向之一。