關于修編CJJ 45《城市道路照明設計標準》的說明

李鐵楠

(中國建筑科學研究院，北京 100013)

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關于修編CJJ 45《城市道路照明設計標準》的說明

李鐵楠

(中國建筑科學研究院，北京 100013)

為適應城市道路照明建設的新需要，CJJ 45《城市道路照明設計標準》已修編完成。本文對修編我國現行《城市道路照明設計標準》中有關內容的問題進行了討論。

道路照明；標準；城市照明；照明設計

引言

《城市道路照明設計標準》(CJJ 45—2006)經過近十年的使用，對提升我國的道路照明設計水平和規范道路照明建設起到了良好作用。標準的整體架構和主要內容比較符合道路照明設計需求，已為設計工作者和行業人員所熟悉。隨著國內城市建設的快速發展、城鎮化進程的推進、交通量的激增、環保節能的要求以及新產品新技術的發展成熟等，我們需要對原標準進行相應的修編，以適應新形勢下諸多方面的需要。本著綜合國內外道路照明領域發展研究成果、契合國內道路交通的具體情況和城市發展的實際需要、進一步規范道路照明設計建設工作和提升道路照明質量水平的宗旨，我們對標準進行了修編[1]。

1 標準內容修編的說明

1.1 科學地確定機動車道路照明的路面亮度

機動車道路照明中的路面亮度水平是標準中的重要關注點，決定道路路面亮度的依據是駕駛員的視覺需求。駕駛員的視覺作業中重要的一項是發現路面上的障礙物，考慮到各種因素的影響，發現障礙物所需要的路面亮度大約為0.3～2 cd/m2。這一結論源于識別路面上標準障礙物的試驗，關于這種發現路面障礙物的視覺作業，被歸納為在路面上放置標準的實驗障礙物，在不同的照明亮度條件下，由駕駛員發現它的存在。這些障礙物是20 cm×20 cm的立體板塊，要求在特定的照明條件下，在一定距離之外發現它們，根據車速和駕駛員的反應時間，采取相應措施躲避障礙物，這樣的路面照明條件就認為滿足要求。de Boer、van Bommel、成定康平等人都曾做過此類試驗，還有許多其他道路照明研究人員分別在實驗室或者現場也都完成過這樣的試驗，通過不同的行車速度研究路面平均亮度、亮度均勻度以及眩光控制等條件與視看距離和覺察幾率等的關系，獲得了大量可靠數據，支持前述結果。因此，這種試驗方法和由此獲得的結論已被道路照明業界普遍認可和采納。

此外，還有很多關于道路照明研究進行了針對駕駛員作業的主觀評價試驗，讓駕駛員在不同亮度水平的道路上行駛，了解他們的主觀感受，其實驗結果是，駕駛員認可的道路照明亮度水平大約為1.5 cd/m2左右，也充分驗證了這種結論。因此CIE以及許多國家的標準，基本上都是以此類的理論分析、實驗室試驗和現場試驗實測研究結果為依據而制定出來的，它們構成了確定機動車道路照明亮度水平的基礎，多年來一直沿用直至現在。本標準上一版也據此規定了國內道路照明的亮度水平。在本次修編中，我們對國內典型城市的道路照明進行了現場調查和檢測，發現那些路面亮度水平達到標準要求范圍內的道路，普遍有良好的駕駛員主觀感受和視覺辨識效果。

近年來關于中間視覺的研究引人關注，伴隨著以LED為代表的白光照明光源逐漸進入到道路照明領域，關于路面亮度標準也有了新的討論。研究成果表明，基于中間視覺理論，采用藍綠色譜更豐富的白光照明時，人眼的光譜光視效率會有提升，按此結論，道路照明的亮度水平似可下調。但是，目前關于這方面的研究工作尚缺乏統一的結論，也缺乏能夠上升到納入設計標準層面的成果，因此大部分國家的標準都未考慮這些問題，CIE 115號技術文件的最新版本仍然采用原來的路面亮度水平的照明標準。基于這些原因，本次標準的修編仍將路面平均亮度標準維持在0.5～2 cd/m2范圍內。

在我們國家的城市道路級別規定中，是按照道路在道路網中的地位、交通功能以及對沿線的服務功能，劃分為快速路、主干路、次干路和支路，對不同級別的道路分別規定相應的照明級別。因同一級別道路上的交通流量、車速、交通設施完善程度等因素會有不同，又根據這些對照明影響因素的不同而把同一級別照明劃分為高檔和低檔，在原標準中已經采取了這樣的規定，本次修編中，把影響因素做了調整，由原來的“根據城市的性質和規模來為同一級道路選擇照明標準值”修改為“根據交通流量大小來為同一級道路選擇照明標準值”，這樣的調整使照明與道路和交通的實際情況能更緊密結合，更能體現道路使用者的需求。

在城市路網中，次干路是承上啟下的一環，它的主要功能是集散交通，同時兼顧服務功能。在調研中發現，次干路的實際情況與道路設計標準的規定有較大出入，除了承擔繁重的集散交通功能之外，服務功能也已經成為其主要的任務，功能混淆加重了其負擔，影響了其通行效率。各個城市很重視主干路的經營，設施配置和交通管理相對完善，但是次干路則相差甚遠，設施達不到標準要求的完善程度、不同類型的道路使用者混行嚴重，同時次干路上的交通量也非常高，因此有必要加強次干路照明，以應對這些現實問題。本次修編中，對次干路照明的亮度水平做了提高，由原來的0.75/1.0 cd/m2提高到1.0/1.5 cd/m2。

1.2 細化人行道路的照明要求

“以人為本”是道路照明設計中的重要原則，本次修編也在人行道路照明標準方面體現了這一精神。行人在道路上行走時，其視覺作業比較復雜，包括觀察路面、識別地面障礙物、判斷道路形式、辨別道路上的各種設施、觀察了解周圍環境、感知方向、識別道路上其他行人的面部特征和行動意向等，為了滿足這些視覺作業的要求，除了提供必要的地面照明之外，還需要提供合適的空間照明。因此，人行道路照明標準在原來的“路面平均照度、路面最小照度、垂直照度”基礎上增加了“半柱面照度”和“眩光限制”兩個指標。半柱面照度是用來識別對面來人的指標，對于交流和人身安全防范有重要作用；眩光控制是通過限制特定角度方向上的光強來實現的，在人行道路上，行人的速度比較慢，一般來說，對于眩光限制不像機動車道路上要求的那么嚴，而在一些場合還利用適度的光線閃耀來營造輕松的氣氛。但是，由于本標準提出了關于半柱面照度和垂直照度的要求，因此空間中高角度上光強會比較高，加上道路照明越來越多采用LED光源，這種光源表面的高亮度會有較大的眩光危險，所以，提出眩光限制要求是十分必要的。

本次修編中，把原來按不同功能區內流量劃分照度標準水平的規定，調整為直接按行人流量確定照度標準，這樣做的理由是，現在的城區功能劃分比較模糊，不同功能區逐漸融合，嚴格意義上的商業區越來越少，居住區的行人流量也不見得一定會低于普通的商業區。所以，在修編中，除了把典型商業區或商業活動集中區域的道路劃分為一級之外，其余的人行道路統一按行人流量進行劃分。本次修編的另一個變化是把路面照度水平(包括平均值和最小值)適當下調。這樣做的目的是在保證人行道路空間照明滿足要求的前提下，不會對行人造成眩光干擾，也有利于地面照明和空間照明之間的平衡。通過前期的調研發現，在很多城市的人行道路上采用與本次修編規定照度相當的照度水平的情況下，完全能夠滿足要求，而且對減少光污染以及降低對駕駛員和行人眩光影響都有好處。另外，白光照明逐漸引入人行道路照明，其良好的顯色性和光譜光視效率的提高，也為降低照度標準水平提供了基礎。CIE、英國、澳洲等的新的照明標準也都據此有相應的降低[2]，因此，本標準決定適度下調照度水平具有充分的依據而且可行。

1.3 光源和燈具的選擇

在機動車道路照明中，高壓鈉燈曾占據統治地位，時至今日，在歐美國家依然如此，在我們國家的多數城市中，它也還是主流光源。盡管LED光源快速發展并逐漸成熟，而且以其獨特的性能優勢正在逐步進入到道路照明領域，但在目前階段，高壓鈉燈仍將會在機動車道路照明中發揮它的作用，其原因在于，高壓鈉燈成熟、性能穩定、使用壽命長、光效比較高、適應性強，經過多年的使用，相關的配套器具和設備已經形成了完善的體系，因此高壓鈉燈仍然具有獨特的價值和生命力，另外，道路照明管理單位已經十分適應高壓鈉燈系統的運行維護管理，這一點對于我們國家地域廣大、城市及類型眾多、技術和管理水平都有較大差異的實際情況來說，首要問題是讓道路照明達到標準規定的要求，采用成熟穩定且其標準規格明確的產品，能簡化管理難度，從這個角度來看，讓高壓鈉燈繼續發揮其作用有重要的現實意義。因此，本次標準修編仍將高壓鈉燈光源作為機動車道路照明中的重要選擇。

隨著LED光源的逐漸成熟，其中的一些高品質產品已經能夠勝任道路照明的要求，LED快的發展速度、很大的上升空間以及優異的性能預期，使其成為未來道路照明領域中的極為重要的光源。因此本次修編中把LED光源納入選擇之列，將其作為機動車道路照明中的一種重要選擇，特別是對顏色有一定要求的機動車道路和人行道路，推薦其為主要的選擇光源。同時，考慮到目前階段的LED光源仍然處于發展階段，其性能還處在變化提升之中，市場上的LED產品種類繁多、質量參差不齊，所以，在標準中，對LED光源性能提出了一系列要求，目的是選擇那些性能優良、質量穩定的產品。這些要求包括光源顯色性、色溫、色品一致性、壽命期內色品變化等，基于LED光源和燈具的緊密關系，同時也對采用LED光源的燈具提出一系列相應的要求，包括功率因數、效能、光衰、電氣性能、光源模組和電源要求、防護等級等，通過這些要求來保證選擇優質的照明產品以及采用LED光源的道路照明效果達標和穩定。

1.4 完善特殊場所的照明規定

在城市道路中，除了普通路段之外，還有很多與道路相連的特殊區段或場所，它們共同構成了完整的城市道路系統。這些特殊場所的形式和功能獨特，因此所需要的照明也要有相應的針對性。依據《城市道路工程設計規范》(CJJ 37—2012)[3]新近修編條款中對這些特殊場所的要求和規定，本標準修編中也對有關特殊場所照明內容做了相應的增補和調整，以滿足這些特殊場所或路段對照明的特殊需要。其中增補特殊場所照明規定的包括：高架路、停車場、公交車站沿線停靠站、路邊停車帶、城市隧道等；調整和完善特殊場所照明規定的包括：立體交叉、人行地道、鄰水道路、植樹道路、居住區道路、人行橫道等。

1.5 通過照明控制保障按需照明

為一條道路提供多少照明，是要依據道路上的交通狀況以及道路交通設施完善程度等因素。標準數值的確定就是基于這些因素。但是這些因素會有很多可能的變化，比如，一條道路上的交通流量從傍晚到深夜會有變化，有時這種變化可能還會比較復雜，像體育場館或餐飲娛樂場所等周邊的道路上的交通量和交通構成在一個晚上可能會有多次變化，因此，其照明也應該隨交通狀況的變化而做相應調整，以兼顧交通和節能等方面的需求，在本次修編中，提出了“根據照明系統的實際情況、城市不同區域的氣象變化、道路交通流量變化、照明設計和管理的需求，選擇片區控制、回路控制或單燈控制方式”的規定，以適應不同區域、不同條件、不同交通狀況下對道路照明的不同需要，做到靈活掌握、按需提供照明。

本次修編在堅持采用根據天空亮度變化進行修正的光控與時控相結合的控制方式的前提下，把開關燈的照度水平進行了統一，即開燈和關燈時的天然光照度水平，快速路和主干路為30 lx，次干路和支路為20 lx。這樣的調整是提高了開燈照度，雖然開燈時駕駛員遇到的是明適應，適應時間比較短，但考慮到傍晚開燈時段正是交通峰值時段，加上氣體放電燈點燈時的啟動時間，因此，適當提高開燈照度是十分必要的；德國的標準推薦的開燈照度甚至是70lx，說明了采用較高的開燈照度是一種專業共識。至于關燈照度，因在上一版修編時已經做了提高，經過多年的使用表明，這一照度水平可以讓駕駛員接受，加上節能等方面的考慮，仍將關燈照度維持原來的水平。

1.6 照明質量與節能

各類光源性能的普遍提升、LED光源的引入以及燈具光學設計水平的提高，為提高照明節能標準的要求奠定了基礎。通過對光源和燈具的廣泛調研以及相應的計算驗證，對照明節能標準做了進一步嚴格的規定，本次修編降低了照明功率密度(LPD)的限值，并再次將其作為強制性條文進行推薦。

當前，照明產品質量良莠不齊，特別是在光效和配光等光學性能方面存在很多問題。那些在光學性能方面有質量問題的產品，既無法滿足道路照明效果的需要，也造成了大量的能源浪費，強制推行節能標準的另一層意義就是希望能夠推進照明產品質量的提升以及合格產品的使用。

在強調照明節能的同時，還必須防止以犧牲照明效果為代價來換取LPD限值的滿足，正確的做法應該是在保證道路照明效果前提下的節能，否則，節能沒有任何意義。所以，在標準中提出了以科學的方法實現節能的若干措施，其中首要的就是強調照明設計，要求在照明設計中提出多種符合照明設計標準要求的方案，通過技術經濟綜合分析比較，選擇技術先進，經濟合理又節能的方案。另外，對包括變壓器、光源、燈具及其附件等照明設備提出相應的要求，以利于節能效果的實現。此外，在修編中還強調了根據道路交通的實際情況對照明系統的運行進行科學管理，做到按需照明，也能實現有效節能的目的。

2 結束語

編制組本著“尊重規律、科學務實、以人為本、與時俱進”的原則，完成了CJJ 45《城市道路照明設計標準》的修編工作。筆者已對標準內容的修編作了說明，相信新的標準對規范道路照明設計、促進照明產品質量提升、提高道路照明質量水平、提高交通運輸效率和保障交通安全，都會起到積極的作用。

[1] 城市道路照明設計標準：CJJ 45—2015[S].北京：中國建筑工業出版社，2016.

[2] Recommendations for the lighting of Road for motor and pedestrian traffic: CIE115—2010.

[3] 城市道路工程設計規范：CJJ 37—2012[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

Introduction on the Revising ofStandardforLightingDesignofUrbanRoad

LI Tienan

(ChinaAcademyofBuildingResearch,Beijing100013，China)

In order to satiesfy the new requirement of urban road lighting construction, the revising ofStandardforLightingDesignofUrbanRoadhas been finished. Some problems about the revising ofStandardforLightingDesignofUrbanRoadare discussed in this paper.

road lighting; standard; city lighting; lighting design

TM923

A

10.3969j.issn.1004-440X.2016.04.002