山地城市居住區(qū)室外夜間光環(huán)境調(diào)研與策略優(yōu)化
——以重慶市主城區(qū)為例

劉思遙，許景峰

(重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院；重慶大學(xué)山地城鎮(zhèn)建設(shè)與新技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400045)

引言

作為居民活動的重要場所，居住區(qū)室外空間環(huán)境的功能性、景觀性及安全性影響著居民的生理和心理，而夜間光環(huán)境作為重要的組成部分，其照明質(zhì)量對居住區(qū)室外環(huán)境質(zhì)量有著直接的影響。

目前，國際照明委員會(CIE)制定的136—2000號文件《城區(qū)照明指南》[1](以下簡稱《指南》)對城市室外光環(huán)境研究具有指導(dǎo)性意義，北美、日本、歐洲等也制定了符合相關(guān)情況的標(biāo)準(zhǔn)，將室外照明規(guī)范化。多數(shù)研究傾向于防侵害照明、道路照明、光干擾，少數(shù)聚焦于居住區(qū)室外光環(huán)境[2-5]；而我國尚缺乏專門的標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)研究主要針對天津、北京、長沙、鄭州、蘇州這類地勢較為平坦的城市的居住區(qū)道路照明、光污染、評價指標(biāo)等[6-12]，對于山地城市居住區(qū)的相關(guān)研究少。而我國山地城市占全國城市數(shù)量的三分之一左右[13]，居住區(qū)內(nèi)多有陡坡和臺地，其室外夜間光環(huán)境的供求與平原城市并不相同。

1 調(diào)研前期分析

在預(yù)調(diào)研階段發(fā)現(xiàn)，重慶主城區(qū)的居住區(qū)大部分實(shí)行了人車分流，所以參照《指南》里的分區(qū)，選取了山地城市居住區(qū)內(nèi)與行人聯(lián)系更為緊密的地方道路、臺階區(qū)域做為檢測區(qū)域。

根據(jù)《指南》，其照明建議以地面水平照度、地面以上1.5 m處半柱面照度兩種方式給出，分別對應(yīng)地面障礙物識別照明要求和行人人臉識別照明要求，JGJ/T 163—2008《夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》)[14]、《居住區(qū)環(huán)境景觀設(shè)計(jì)導(dǎo)則》(以下簡稱《導(dǎo)則》)[15]、CJJ 45—2015《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》)[16]也以這兩種方式為參考。為更好地了解山地城市居住區(qū)室外夜間光環(huán)境的現(xiàn)狀，本次實(shí)地測量還包括立體感指標(biāo)(垂直面照度/半柱面照度)、照度均勻度等，表1所示為各標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)對比。

表1 現(xiàn)階段常用的參考標(biāo)準(zhǔn)對比Table 1 Comparison of common reference standards at this stage

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)以人行道路的照明要求做為參照(僅《導(dǎo)則》將居住區(qū)道路照明和臺階照明分論，但規(guī)定值相同)，而《指南》將城區(qū)不同道路類型的照明等級和照明要求分為七級(P1～P7)，未直接標(biāo)明居住區(qū)地方道路和臺階人行道的所屬等級，但因該文件中提出針對行人人臉識別，在4 m距離、地面以上1.5 m處，需要辨認(rèn)及判斷對方企圖所需要的最小半柱面照度為0.8 lx[1]，再結(jié)合文件附錄里道路照明等級劃分所對應(yīng)的道路特征描述和照明要求，將P2～P4照明等級對應(yīng)的照明要求作為本次現(xiàn)場測量的參考。

2 現(xiàn)場調(diào)研過程

2.1 調(diào)研對象選取

兼顧建成年代、使用燈具、小區(qū)類型及地勢等因素，選取了重慶市主城區(qū)六個典型小區(qū)做為調(diào)研樣本，表2為調(diào)調(diào)居住區(qū)的具體信息,為方便討論，將小區(qū)依次編號。

表2 調(diào)研居住區(qū)的基本信息Table 2 Basic information of survey residential area

2.2 測量設(shè)備與步驟

設(shè)備：XYI-III全數(shù)字照度計(jì)、XYI-III全數(shù)字半柱面照度計(jì)。

步驟：選取居住區(qū)內(nèi)具有代表性的地方道路和臺階區(qū)域，參照GB/T 5700—2008《照明測量方法》[17]，選用四角布點(diǎn)法進(jìn)行布點(diǎn)，將測量區(qū)域的橫向縱向按要求分別等分，劃分成大小相同的矩形網(wǎng)格，再對每個矩形網(wǎng)格的四角進(jìn)行地面水平照度和地面以上1.5 m處半柱面照度、垂直面照度的測量，其中半柱面照度與垂直面照度測量的方向?yàn)檠刂缆沸凶呗肪€的前后兩個方向。

2.3 主觀調(diào)查

主觀問卷調(diào)查對象：隨機(jī)調(diào)研小區(qū)不同年齡段的居民。

主觀問卷內(nèi)容和目的：針對重慶居住區(qū)室外夜間光環(huán)境特點(diǎn)，采用語意差異量表和李克特量表兩種形式，設(shè)定了一些基本問題及相關(guān)主觀評價選項(xiàng)，在居民填寫完成后將問卷回收，進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析。采集信息是為了研究居住區(qū)居民的主觀感受與測量的客觀數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系及規(guī)律。

現(xiàn)在專題詢問正式開始。先請6個分組報名和推薦的11位委員作詢問發(fā)言。詢問時間請控制在3分鐘之內(nèi)；回答時間請控制在10分鐘之內(nèi)，補(bǔ)充回答時間請控制在5分鐘之內(nèi)。問題回答完畢后，詢問人如果想進(jìn)一步深入了解有關(guān)方面的情況繼續(xù)提問，請舉手明示。

3 調(diào)研結(jié)果分析

調(diào)研時間為2019年12月中下旬20：00—24：00。這個時間段的居住區(qū)室外夜間照明均已開啟，且室外活動的居民也較多，方便測量與問卷填寫。

3.1 測量結(jié)果

調(diào)研小區(qū)地方道路夜間光環(huán)境現(xiàn)狀如圖1所示。具體測量區(qū)域監(jiān)測結(jié)果如表3、表4所示。

圖1 調(diào)研小區(qū)地方道路夜間光環(huán)境現(xiàn)狀Fig.1 Light environment status of local roads at night in investigation areas

表3 居住區(qū)地方道路測量數(shù)據(jù)Table 3 Survey data of local roads in residential areas

表4 居住區(qū)臺階區(qū)域測量數(shù)據(jù)Table 4 Survey data of step area in residential area

由表3、表4可知：①調(diào)研小區(qū)地方道路的照度均勻度普遍低于臺階區(qū)域。②經(jīng)過設(shè)施更新的老舊小區(qū)A和較新建成的小區(qū)E、F地方道路的水平照度能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，但前兩者的臺階區(qū)域與后者的地方道路的立體感指標(biāo)未符合參考。③只有A小區(qū)地方道路的半柱面照度最小值完全達(dá)到要求。④對于臺階區(qū)域，調(diào)研小區(qū)的各方面測量結(jié)果基本都未達(dá)到前述標(biāo)準(zhǔn)(其中E小區(qū)臺階區(qū)域照明參數(shù)沿道路前后兩個方向相差較大由燈具布置不規(guī)則導(dǎo)致)。

3.2 主觀分析

本次調(diào)研共回收問卷118份，其中有效問卷100份，填寫人員均視力正常，其基本信息統(tǒng)計(jì)如圖2、圖3所示。根據(jù)SPSS可靠性分析，調(diào)查問卷的可靠性指數(shù)如表5所示，可知主觀問卷的評價結(jié)果是可信的。

圖2 問卷填寫人員年齡占比Fig.2 Age proportion of the respondents

圖3 問卷填寫人員夜間外出次數(shù)/(周)Fig.3 Number of night out / (week)

表5 問卷可信度Table 5 Questionnaire reliability

根據(jù)六個小區(qū)的主觀評價數(shù)據(jù)：①圖4為整體照明滿意度評價對比，可知F最高，C最低。其中評價達(dá)到“滿意”程度(3.0分)的A、E、F三個小區(qū)，地方道路實(shí)測的水平照度均達(dá)到了除《導(dǎo)則》外標(biāo)準(zhǔn)的推薦值，半柱面照度最小值稍欠缺，反映出目前的參考標(biāo)準(zhǔn)除《導(dǎo)則》外，對人行道路的照明要求較符合重慶市居民對居住區(qū)地方道路照明的需求。②進(jìn)一步利用斯皮爾曼相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)居住區(qū)的整體照明滿意度與道路亮度評價、整體亮度評價、半柱面照度評價、水平照度評價、安全感評價的相關(guān)性較高且相關(guān)程度依次降低(前兩者為語意差異量表)，具體關(guān)系如圖5所示，而將其與實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，則與道路半柱面照度、道路水平照度測量相關(guān)性較高，以上說明居民主觀上關(guān)注道路的照明質(zhì)量勝過臺階區(qū)域的照明質(zhì)量。③居民安全感評價與道路立體感指標(biāo)、道路亮度評價、整體滿意度評價、道路均勻度指標(biāo)、整體亮度評價相關(guān)性較高，具體關(guān)系如圖6；通過問卷對居民夜間在小區(qū)內(nèi)行走時是否因照明因素發(fā)生過絆倒事故進(jìn)行調(diào)查，得出調(diào)研小區(qū)的絆倒比率(圖7)，多臺地小區(qū)A、C、D、F均高于0.06，其與居住區(qū)臺階的水平照度、半柱面照度、照度均勻度、燈色評價相關(guān)性較高。以上說明臺階區(qū)域的照明質(zhì)量對居民的步行安全有較大影響，但對主觀安全感評價影響較小。④圖8為小區(qū)的道路亮度評價與臺階區(qū)域亮度評價關(guān)系，除C小區(qū)外，另五個小區(qū)臺階區(qū)域的亮度評價均低于或較持平于地方道路的亮度評價。當(dāng)兩個區(qū)域的亮度評價分?jǐn)?shù)達(dá)到相近時，臺階區(qū)域的照明質(zhì)量遠(yuǎn)低于地方道路，可側(cè)面說明居民對臺階區(qū)域的實(shí)際照明需求低于地方道路照明的需求，這與目前的相關(guān)參考標(biāo)準(zhǔn)是相悖的。

圖5 整體照明滿意度相關(guān)評價Fig.5 Evaluation of overall lighting satisfaction

圖6 安全感相關(guān)參數(shù)對比Fig.6 Comparison of safety related parameters

圖7 各小區(qū)絆倒比率Fig.7 Trip ratio of each cell

圖8 各區(qū)域亮度評價Fig.8 Luminance evaluation in different regions

4 夜間光環(huán)境的建議及優(yōu)化策略

1)完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。從調(diào)研可知，居住區(qū)臺階區(qū)域的夜間光環(huán)境質(zhì)量與居住者的行走安全關(guān)系密切，卻易被居民忽視，且這些區(qū)域?qū)嶋H的照明存在明顯不足，其照明需求也與地方道路照明有所不同。

應(yīng)根據(jù)我國現(xiàn)狀，結(jié)合居住者的主觀感受，將居住區(qū)臺階區(qū)域照明指標(biāo)與道路照明指標(biāo)分開而論，積極規(guī)范和制定針對性的居住區(qū)室外夜間照明標(biāo)準(zhǔn)，讓居住區(qū)室外空間照明設(shè)計(jì)有據(jù)可依。

2)提升照明設(shè)計(jì)。在調(diào)研過程中還發(fā)現(xiàn)：①F小區(qū)地方道路因采用LED路燈和非截光型燈具而導(dǎo)致眩光現(xiàn)象較明顯。②部分小區(qū)地方道路的路燈隨著周邊樹木生長而導(dǎo)致照明燈具被遮擋，造成照明不足、照度不均等情況。③部分小區(qū)燈具設(shè)置過密或過疏，導(dǎo)致光污染與光照不足并存。④小區(qū)室外照明設(shè)計(jì)多采用燈桿或燈柱型庭院燈，照明方式單一，未能體現(xiàn)出山地城市居住區(qū)照明設(shè)計(jì)特色。

在滿足綠色照明要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，依據(jù)居住區(qū)各個照明區(qū)域的特征，選取適宜燈具(如臺階區(qū)域可設(shè)置踏步照明、扶手照明等)，布置時避免受植物或其他實(shí)物遮擋；居住區(qū)室外夜間照明既要滿足實(shí)用功能性和兼顧特色景觀性，也要保證居住區(qū)室外光環(huán)境的整體性；同時應(yīng)防止在居住區(qū)內(nèi)形成夜間光干擾和照明不足。

3)注重后期管理。本次調(diào)研整體照明滿意度相對較高的是A和E、F小區(qū)，A是老舊小區(qū)，但照明設(shè)備有更新，E、F新生小區(qū)照明設(shè)施較完善；調(diào)研小區(qū)的臺階區(qū)域照明燈具的維護(hù)程度普遍低于地方道路，相對的臺階照明評價普遍低于道路照明評價，以上說明后期的管理與維護(hù)是保證良好居住區(qū)室外夜間光環(huán)境的重要措施。

居住區(qū)的相關(guān)管理者應(yīng)定期對小區(qū)內(nèi)的燈具進(jìn)行檢查維修、清潔維護(hù)，從而排除照明安全隱患，延長燈具壽命，保證設(shè)備的照明效率和質(zhì)量；居住區(qū)的照明設(shè)備管理可以采用分區(qū)域、分時段控制，如凌晨2：00—6：00間在兼顧小區(qū)安全的前提下可熄滅部分照明燈，以節(jié)約電源。

5 總結(jié)

居住區(qū)室外空間合理的照明設(shè)計(jì)和良好的照度質(zhì)量有利于居住區(qū)照明的節(jié)能與安全，在對重慶主城區(qū)的典型居住區(qū)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研后，總結(jié)如下：

1)重慶主城區(qū)設(shè)備更新及時的老舊小區(qū)和設(shè)備較優(yōu)的新生小區(qū)，其室外夜間照明質(zhì)量與主觀評價均高于處于兩者年代之間的居住區(qū)，但大部分調(diào)研居住區(qū)監(jiān)測區(qū)域的照明指標(biāo)數(shù)據(jù)達(dá)不到目前標(biāo)準(zhǔn)推薦的要求。

2)通過前述數(shù)據(jù)分析，目前的標(biāo)準(zhǔn)對于人行道路的照明要求較符合重慶市居民對居住區(qū)地方道路照明的需求，說明比較適合作為重慶市該區(qū)域的照明參考，但《導(dǎo)則》的標(biāo)準(zhǔn)要求相對過高，建議適當(dāng)降低。

3)山地城市居住區(qū)的臺階區(qū)域與居民行走安全關(guān)系密切，其照明質(zhì)量應(yīng)引起重視，目前重慶市居住區(qū)臺階區(qū)域的照明質(zhì)量急需提高；且經(jīng)過分析，重慶市居民對臺階區(qū)域的照明需求普遍低于地方道路，在制定標(biāo)準(zhǔn)時應(yīng)將兩者分別討論，臺階區(qū)域的照明要求在保證居民行走安全的前提下或可適當(dāng)?shù)陀诘胤降缆贰?/p>

在這次調(diào)研中也發(fā)現(xiàn)，LED燈在重慶很多新舊小區(qū)中得到應(yīng)用，但使用LED路燈的居住區(qū)之間，照明監(jiān)測數(shù)據(jù)和主觀評價差別較大，LED路燈對于居住區(qū)照明質(zhì)量的影響因素值得進(jìn)一步探究。