如何正确认识与执行道路照明国家标准

如何正确认识与执行道路照明国家标准上海市照明学会章海骢城市照明涵盖三方面内容:类别内容CIE指南评价指标道路照明(机动车辆为主)驾驶员注视远方道路上的障碍物115-1995“机动车和步行者交通照明建议”亮度及其均匀度街路､广场､步行街等照明(行人和非机动车为主)行人和骑车人看近处的人或障碍136-2000“城区照明指南”照度E,半柱面照度Esc建筑物和节庆照明照明建筑物,创造空间环境中的气氛94-1993“泛光照明指南”照度/亮度城市照明三类形式和区域的图示:城市中户外灯具的应用图一.概述道路照明的国家标准已批准(CJJ45-2006).道路级别路面亮度(cd/m2)路面照度(lx)眩光限制TI(%)最大初始值环境比SR最小值平均亮度Lav(维持值)总均匀度Uo最小值纵向均匀度UL最小值平均照度Eav维持值(沥青路面)均匀度UE最小值快速路1.5/20.40.720/300.4100.5主干路通向大型公共建筑和政府机关的主要道路,市中心或商业中心的道路1.5/20.40.720/300.4100.5次干路0.75/10.40.510/150.35100.5支路0.5/0.750.4/8/100.315/采用照度和亮度两种指标,它们完全不同.道路照明的使用对象汽车驾驶员:速度快(10-40m/s),要看远方.看远处的障碍物.识别对象时间最短,最危险的作业人群.非机动车:速度低(3-5m/s),看前方和近处障碍物.行人:速度慢(0.6-0.9m/s),有足够的观察时间,看前方对面来人和足下.因此道路照明的设计对象是小汽车驾驶员.汽车驾驶员的视觉状态观察前方60m-160m的100m区间内的情况道路照明应该用亮度为计算和评价指标.在城市中,人满为患,道路上拥簇着汽车,驾驶员能否看得这么远,显然答案是否定的.而汽车能开得快的路上(高速公路)又不需要道路照明.由此看来,道路照明的评价指标和观察者的观察角度和方向是否会改变,可能是今后道路照明研究的内容.看来,这些是将来的话题.驾驶员看到前方道路上的光斑是单个灯光斑的迭加.一个灯的光斑整个路面上的光斑驾驶员看到障碍物的情况众多的道路灯得到一个发亮的路面.障碍物映衬在该路面上.辨认能力:障碍物的亮度与路面亮度之差影响辨认能力的几个重要因素:1.路面与障碍物的亮度之差----亮度对比度C2.路面材料不同,影响亮度感觉.3.障碍物(人､动物､道路设施等)的光谱反射能力(颜色和反射率)4.路面亮度的均匀度均匀度差不容易发现对象路面上不要有斑马线,路面的亮度均匀度是十分重要的指标.二.路面上越亮越好吗?应该要多少亮度?一组经典曲线说明了1cd/m2和2cd/m2来历说明:1.达1cd/m2是一个转折点.2.过2cd/m2意义不大.3.均匀度和眩光关系很大.从视觉功能的要求来看,不是越亮越好.在国标中的节能要求[强制执行]下表仅列举快速路或主干路道路类别车道数单位功率密度(LPD)[W/m2]照度值(lx)快速路主干道≥61.053061.25≥60.72060.85三.路灯的光分布1.光分布的重要性相同光分布路面上的照明效果不同..灯杆距灯杆距25m25m高度:10m高度:6m2.等照度不等于等亮度照度之比1.5:1亮度之比8:1等照度的光线形态.灯具在地面上的照度分布两灯的迭加等照度时的理想配光灯间隔内是等照度的,但从亮度测量点看来,灯下却是暗的,路面上呈现亮暗间隔的斑马线.3.等亮度不等于等照度亮度之比1.5:1照度之比3:1等亮度时的需要的光线分布4.产生均匀亮度光线的分析光线要过另一个灯杆.四.目前城市中看到的一些情况1.照度(亮度太高)2车道的路面上用灯过多,亮度:3.76-5.4和4.8cd/m2.2.上射光(ULOR)太多,光污染严重要知道,ULOR不能在工作面上看到,只能在远处的天空中才能体会到.限制ULOR的重要性.3.道路上的斑马线----与配光及间距有关特别是投光灯不能做路灯在隧道照明中的例子在亮线和暗线中的汽车的辨认程度不同.五.节能的路灯的基本要求在满足亮度和亮度均匀度分布的前提下:1.对灯具效率大于80%的要有个问号?大于85%一定是不可取的.高压钠灯的寿命---管压曲线高压钠灯灯管电压升的限制:250W10V400W12V真正的效率定义和现实中的情况灯具的效率是在两者不相同环境下得到的,因此灯具的高输出光通是假象.2.在路宽/灯高(W/H)=1的条件下的利用系数0.4才是好的灯.3.必需达到的SR值对驾驶员的边缘视觉是十分重要的.千万不能忽视这个问题.4.相同功率覆盖最大的面积(最低的LPD)一个250W的HPS路灯,应能照明3根车道(10.5m),灯间距30m,灯高度10m的条件下,在照明计算的参数上满足:1)平均亮度2cd/m2和亮度均匀度;2)SR值.此时的LPD约0.9-0.95W/m2.优于标准要求.5.目前LED路灯宣传中应注意的问题在交通信号灯(红绿灯)上,因LED是单色光源是比卤钨灯加滤色片得到红､黄和绿光要节能达2/3之多.路灯是白光LED的应用,目前情况是:1)目前LED路灯达到的最高水准美国Betalighting和广东有一家已达到类似的水平,整灯能效≈60lm/W.配光中Imax在60°-65°Betalighting的路灯部分数据灯具能效:3200lm/53W=60.4lm/W配光形状2)目前LED路灯的水准与HPS的相比的结论a.对小功率的HPS路灯光源的光效80-90lm/W.系统能效=90lm/W•0.9(电器)•0.55利用系数=44.6lm/W60lm/W.∴对小功率,目前最好的LED路灯是节能的.b.中功率的HPS路灯(≥250W)系统能效=128-138lm/W•0.9(电器)•0.55利用系数=63.4-68lm/W60lm/W∴对中功率,目前最好的LED路灯尚有距离.c.注意LED路灯在质量上的问题夸大能效:看一个LED路灯的宣传表中的效率:LED路灯发出的光线走向:LED的发光可控制得很好,路面上有光,屋边没有光,形成了灯具系统光效率的虚高.实际上,屋边也要照明的(有SR的要求),这部分的需要还要加上去.3)LED路灯的经济性目前靠LED路灯的节电来返回初次投资增加值尚不可能:对小功率的,公认的是70W替代100W,节电30W.寿命期内的节约费用:30W•35000h(L70的寿命)•0.8元/KWh=840元.显然远低于增加的投资(约4000-1000元).结论:目前LED路灯的经济性较差.4)LED路灯的密闭性当前能效高的LED路灯都用1W的LED组成.几十个LED加上PCB板和若干元件构成了一个微系统.微系统工作时的呼吸现象不容忽视.整个系统的外壳防护等级一定要做到IP67或做到呼吸现象的计算压力的1.5倍.工艺比较复杂,制作比较麻烦5)LED路灯的可维护性目前维护性差是显而易见的.a.无法外场做器件更换,只能整灯调换;b.打开LED安装空间后无法保证密封水平;c.与传统光源在维护上的理念根本不同,只能认准一个供应商的产品,各个厂家之间无互换性可谈.正确设计的LED路灯1.提供适当的SR,2.有照明屋边的灯六.概念路灯1.SR(环境比)=路边5m的平均照度/路内5m的平均照度道路照明人眼适应的亮度0.5-2cd/m2.处于中间视觉状态.2.人眼视网膜结构与道路照明1)暗视觉的灵敏度曲线向兰光偏移.2)杆状细胞已起作用.3)杆状细胞分布在视网膜的四周3.概念路灯在道路上的光色分布概念灯发出的光色七.何处用高压钠灯?何处用金卤灯?有关实验和报道1.中山东一路上两段道路上的视标实验视标大小:CIE115上的18X18cm的灰板,反射比分别为20%､16%､13%和76%。24名驾驶员和乘客做了问卷调查。在距离视标83m处观察.实验结果：HPS照明下优于MHL灯。评价量表目标容易看清一般难看清NO。120%灰HPS53MHL53NO。216%灰HPS233MHL35NO。313%灰HPS431MHL35NO。480%白HPS8MHL712。日本摄南大学的实验在室内模拟白(4500K)､橙(3000K)､青和绿色(均由LED得到).观察白､灰､红､青､绿和黄色的色纸,在灯间隔15m的情况下得到的结果如下:对青年人(18-25岁):白色和橙色较好;年老者(64-74岁):对光色的反应力减少.3。汽车前的充氙金卤灯汽车大灯从溴钨灯改为充氙金卤灯除了因为它的亮度高光效高外，另一个原因就是色温等级多，从3000K-12000K。而目前试用的结果，普遍认为4350K的最好，视看距离最远，而5500K以上高色温的视看距离近。结论：根据场所和需要可如下处置：在机动车的道路上用高压钠灯；在行人的街路上用金卤灯。谢谢