交通工程设施-21课照明标准与灯具

上 次 课 内 容 小 结 照 明 设 施 设 计一 、 照 明 系 统 的 作 用 二 、 照 明 系 统 设 计 的 基 本 要 求三 、 光 学 参 数 与 名 词 概 念 光 通 量 (lm) 发 光 强 度 (cd) 照 度 (lx)及 其 均 匀 度 （ ） 亮 度 (cd/m 2)及 其 均 匀 度 （ ） 反 射 率 发 光 效 率 （ lm/w）共 20页 第 1页 9.2 道 路 照 明 标 准 与 灯 具一 、 照 明 标 准 人 眼 观 察 物 体 依 赖 于 物 体 表 面 反 射 的 能 进 入视 网 膜 的 光 通 量 ， 当 亮 度 越 高 ， 可 视 性 越 好 。 驾 驶 人 能 否 看 清 路 上 障 碍 物 或 其 他 行 驶 的 车辆 ， 取 决 于 物 体 、 背 景 两 者 的 亮 度 。 由 于 路 上 障 碍 物 类 型 万 千 ， 对 道 路 照 明 的 评价 一 般 是 以 灯 具 对 路 面 照 射 的 情 况 来 进 行 。 共 20页 第 1页 背 景 亮度 变 化 物 体 亮度 变 化 1、 照 明 设 计 引 用 的 标 准 目 前 我 国 道 路 照 明 设 计 依 据 ： 城 市 道 路 设 计 规 范 CJJ37 90 公 路 工 程 技 术 标 准 JTJ01 97 国 际 照 明 委 员 会 （ CIE） 标 准2、 照 明 评 定 指 标 根 据 照 明 原 则 和 基 本 要 求 ， 标 准 规 定 评定 道 路 照 明 状 况 用 照 明 水 平 、 照 明 均 匀 度 、眩 光 控 制 指 数 三 项 主 要 参 数 。 共 20页 第 1页 照 明 水 平 指 标 使 用 一 定 数 量 、 足 够 亮 度 的 光 源 ， 按 要求 沿 线 排 列 能 获 得 理 想 的 照 明 效 果 ， 但 点光 源 照 射 不 可 能 完 全 均 匀 。 因 此 道 路 照 明 水 平 是 以 计 算 照 度 和 亮 度的 平 均 值 来 评 定 。 平 均 亮 度 La（ cd/m2） ， 单 位 密 度 平 均 照 度 Ea（ lx） ， 单 位 光 通 量 共 20页 第 1页 注 意 ： 照 度 与 亮 度 的 关 系 共 20页 第 1页 当 路 面 材 料 确 定 、 灯 具 性 能 稳 定 时 ， 路 面亮 度 （ E） 与 照 度 （ B） 之 间 存 在 确 定 的 关 系 ，即 照 度 与 亮 度 成 正 比 ： B E/ 光 通 量 越 大 光 强 密 度 越 大 照 度 直 接 反 映 了 照 明 光 源 的 光 通 量 ， 因 此目 前 多 数 国 家 主 要 采 用 照 度 做 标 准 。 均 匀 度 （ 道 路 中 心 轴 线 ） 共 20页 第 1页 由 于 照 明 的 不 均 匀 性 ， 照 明 评 定 还 应 控 制 路面 照 度 （ 亮 度 ） 的 最 小 值 。均 匀 度 ： 用 道 路 表 面 轴 线 上 照 度 （ 亮 度 ） 的 最 小值 除 以 相 应 规 定 的 平 均 值 。 如 ： 测 得 某 城 市 主 干 线 平 均 照 度 Eav 18(lx）该 段 最 小 照 度 Emin 7.5（ lx） ， 则 其 总 均 匀 度 系数 为 7.5 18 0.42. 均 匀 度 计 算 又 分 为 全 路 面 均 匀 度 和 纵 向 轴 线均 匀 度 两 项 指 标 。 路 面 总 亮 度 均 匀 度 UO 路 面 最 小 亮 度 与 路 面 平 均 亮 度 之 比 。 UO Lmin/Lav UO值 的 大 小 ， 影 响 驾 驶 员 对 前 方 路 面 障 碍 物的 能 见 度 。 路 面 纵 向 轴 线 亮 度 均 匀 度 Ul 道 路 轴 线 上 最 小 亮 度 与 最 大 亮 度 之 比 。 Ui Lmin/Lmax U l值 影 响 驾 驶 员 观 察 前 方 路 面 明 暗 不 均 匀程 度 ， 数 值 越 大 均 匀 度 越 好 。共 20页 第 1页 眩 光 控 制 指 数 G 路 上 所 有 光 源 对 车 辆 驾 驶 人 眼 睛 都 会 产 生不 同 程 度 的 直 接 照 射 ， 引 起 视 觉 不 适 。 照 明 系 统 设 计 在 理 论 上 是 仅 仅 照 射 到 路 上 、路 侧 ， 而 不 能 直 接 照 射 驾 驶 人 眼 睛 ， 实 际 上无 法 达 到 。 照 明 在 不 同 程 度 上 要 产 生 眩 光 ， 因 此 会 降低 驾 驶 人 视 觉 效 率 ， 并 引 起 不 舒 适 感 ， 严 重时 影 响 行 车 效 率 。 共 20页 第 1页 照 明 产 生 眩 光 的 影 响 因 素 道 路 轴 线 指 定 方 向 上 （ 与 地 面 垂 直 线 成80 88 ） 照 明 器 光 强 （ cd） ； 驾 驶 人 见 到 的 发 光 器 发 光 面 积 路 面 平 均 亮 度 眼 睛 与 照 明 器 的 高 度 差 照 明 器 设 置 密 度 （ 盏 /公 里 ） 发 光 器 种 类 （ 修 正 系 数 ） 控 制 眩 光 的 程 度 用 控 制 指 数 G评 定 ， G值越 大 ， 眩 光 影 响 程 度 越 小 。 共 20页 第 1页 控 制 指 数 G的 计 算 本 计 算 公 式 较 为 繁 琐 ， 详 见 有 关 设 计 手 册 。 控 制 指 数 G与 视 觉 舒 适 对 照 表 共 20页 第 1页 G 视 觉 舒 适 程 度1 无 法 忍 受3 产 生 干 扰5 许 用 极 限7 满 意9 无 影 响 一 般 要 求 ：城 市 干 线 G 6 7城 市 一 般 道 路 G 4 6 3、 照 明 参 数 确 定 的 影 响 因 素 视 觉 感 受 速 度 ： 人 体 生 理 上 对 视 觉 成 像 的 反 应 时 间 。 实 际 测 试 表 明 ， 当 道 路 照 度 变 化 时 ， 人 的视 觉 感 受 速 度 将 随 之 发 生 变 化 。路 面 照 度 值 对 视 觉 感 受 速 度 的 影 响 ： 2 10（ lx） 视 觉 感 受 速 度 最 佳 小 于 0.5（ lx） 视 觉 感 受 速 度 极 慢 大 于 8 10（ lx） 视 觉 感 受 速 度 变 化 开 始 变 慢 共 20页 第 1页 车 辆 行 驶 速 度 在 光 线 良 好 的 白 天 因 行 车 速 度 过 高 也 会 影 响视 觉 反 应 。 夜 间 行 车 的 参 照 主 要 来 自 可 视 静 物 ， 相 对 速度 对 驾 驶 人 视 觉 反 应 的 影 响 更 为 严 重 。 对 实 际 车 速 的 正 确 判 断 很 大 程 度 取 决 于 夜 间参 照 物 的 亮 度 。 共 20页 第 1页 照 明 参 数 确 定 的 影 响 因 素 基 于 视 觉 反 应 速 度 、 行 车 速 度 两 方 面 因 素 的影 响 ， 照 明 设 计 应 充 分 考 虑 ： 道 路 的 等 级 道 路 使 用 性 质 设 计 车 速 预 测 交 通 量 路 面 建 筑 材 料 共 20页 第 1页 4、 道 路 分 类 根 据 上 述 影 响 因 素 ， 我 国 城 市 道 路 照 明 按 道 路 状况 和 交 通 情 况 ， 将 评 定 指 标 分 五 个 等 级 ： 第 一 级 ： 快 速 路 （ 高 速 、 高 架 、 城 市 快 速 等 ） 第 二 级 ： 主 干 路 （ 人 车 较 集 中 的 交 通 干 线 、 大 型 交 通 枢 纽 、 通 往 政 府 机 关 和 市 中 心 等 ） 第 三 级 ： 次 干 路 （ 区 域 干 线 ） 第 四 级 ： 支 路 （ 城 市 一 般 道 路 ） 第 五 级 ： 居 住 区 （ 车 流 较 少 的 小 区 ， 主 要 供 人 和 非 机 动 车 使 用 的 道 路 ） 共 20页 第 1页 5、 国 际 照 明 委 员 会 （ CIE） 标 准 我 国 道 路 照 明 设 计 依 据 ， 大 部 分 来 源 于CIE标 准 。 中 国 照 明 学 会 （ CIES） 在 长 期 的实 践 中 也 逐 步 总 结 和 制 订 出 适 合 我 国 具 体 情况 的 照 明 标 准 。 中 国 照 明 学 会 （ CIES） 成 立 于 1987年 6月1日 ， 以 中 华 人 民 共 和 国 照 明 委 员 会 的 名 义加 入 国 际 照 明 委 员 会 （ CIE） 。 共 20页 第 1页 我 国 城 市 道 路 照 明 标 准 参 考 值 （ P286表 9 4）道 路等 级 亮 度 照 度 眩 光 限 制平 均 亮 度cd/m2 均 匀 度Uo 平 均 照 度lx 均 匀 度Uo 1.5 0.4 20 0.4 截 光 型 灯 具 1.0 0.35 15 0.35 截 光 型 灯 具 0.5 0.35 8 0.35 截 光 型 灯 具 0.3 0.3 5 0.3 1 2 注：目前采用国际照明委员会推荐的照明指标共 20页 第 1页 我 国 高 速 公 路 照 明 设 计 标 准 参 考 值项 目 指 标 值UO 0.4Ul 0.7G 5主 线 平 均 照 度 20（ lx）匝 道 平 均 照 度 10（ lx）收 费 广 场 平 均 照 度 20（ lx）道 路 种 类 路 面 平 均 亮 度cd/m2 亮 度 均 匀 度 眩 光 控 制GUO Ul高 速 公 路 2 0.4 0.7 6城 市 干 道 2 0.4 0.5 5国 际 照 明 委 员 会 推 荐 照 明 标 准 值共 20页 第 1页 公 路 照 明 标 准 推 荐 值 JTJ001 97照 明区 域 亮 度 平 均 照 度 眩 光 GLav Uo Ui Eav 6特 殊部 位 路段 高 速 1.5 2 0.3 0.7 20 30 5一 级 1.5 2 0.4 0.6 20 30 5立 体 交 叉 口 主 道 2 0.5 0.7 主 道 30 6匝 道 1 0.5 0.7 匝 道 15 6平 面 交 叉 口 1.5 2 0.3 0.6 20 30 5特 大 桥 梁 1.5 3.5 0.5 0.7 0.7 15 50 5收 费 广 场 2 5 0.4 0.6 20 50 5进 出 口 0.5 2 0.3 0.6 10 30 5相 关 场 所 服 务 区 0.5 1.5 0.3 0.5 10 20 5养 护 区 0.5 1.5 0.3 0.5 10 20 5停 车 场 1 2 0.3 0.5 15 30 5共 20页 第 1页 二 、 光 源 和 灯 具 发 光 器 是 照 明 设 计 的 核 心 ， 在 能 源 问 题 突 出 的今 天 更 注 重 选 用 高 科 技 新 型 节 能 光 源 。1、 常 用 光 源 白 织 灯 价 格 低 廉 ， 显 色 性 好 ， 寿 命 短 ， 用 于 城 市 简 易道 路 、 胡 同 、 小 巷 等 环 境 。 低 压 气 体 放 电 灯 低 压 钠 灯 、 荧 光 灯 等 ， 低 温 下 启 动 较 为 困 难 ，常 用 于 隧 道 、 地 铁 等 室 内 场 合 。 高 强 气 体 放 电 灯 高 压 汞 灯 、 高 压 钠 灯 （ 目 前 广 泛 使 用 的 光 源 ） 共 20页 第 1页 2、 光 源 的 显 色 性 光 源 照 射 下 人 体 视 觉 识 别 物 体 原 色 的 特 性 。 在 夜 间 照 明 条 件 下 ， 人 的 视 觉 因 光 源 不 同 对 物体 本 色 识 别 程 度 不 同 。 白 织 灯 显 色 性 能 最 好 ， 高压 钠 光 灯 显 色 性 最 差 。 光 源 的 显 色 性 取 决 于 光 谱 能 量 分 布 。 对 一 般 道 路 而 言 ， 亮 度 、 照 度 水 平 较 低 ， 照 明主 要 功 能 是 察 觉 路 上 障 碍 物 （ 物 与 背 景 亮 度 差 ） ，因 此 要 求 的 显 色 性 不 高 。 对 行 人 、 设 施 、 交 通 流 量 较 大 的 道 路 ， 要 识 别环 境 重 要 色 彩 ， 需 保 证 灯 具 一 定 的 显 色 性 。 共 20页 第 1页 3、 灯 具 及 其 构 造 带 有 光 源 、 反 射 折 射 装 置 、 灯 座 、 接 线 柱 、外 壳 等 元 器 件 的 光 源 组 件 简 称 灯 具 。 根 据 光 源 照射 的 发 散 角 分 为 三 类 。 截 光 灯 ： 光 线 立 体 分 布 角 为 0 60 ， 便 于 控 制 眩 光 ， 用 于 主 要 干 线 照 明 。 半 截 光 灯 ： 光 线 分 布 角 0 70 ， 可 以 控 制 眩 光 ， 照 射 范 围 较 大 ， 用 于 城 市 道 路 。 非 截 光 灯 ： 光 线 分 布 角 0 80 ， 照 射 角 大 ， 不 易 控 制 眩 光 ， 用 于 城 市 胡 同 、 小 巷 照 明 ， 投 资 小 。 共 20页 第 1页 4、 灯 具 选 用 原 则 灯 具 选 用 直 接 影 响 道 路 整 体 照 明 效 果 ， 对使 用 成 本 、 维 修 保 养 具 有 重 要 意 义 。 主 要 考 虑 四 方 面 因 素 ： 发 光 效 率 使 用 寿 命 、 较 好 的 显 色 性 眩 光 控 制 。 共 20页 第 1页 思 考 题1、 目 前 道 路 照 明 系 统 设 计 采 用 的 标 准 有 哪 些 ？ 常 用 光 源 有 哪 几 种 ？2、 什 么 是 截 光 灯 ？ 什 么 场 合 必 须 用 截 光 灯 ？ 使 用 时 应 注 意 什 么 问 题 ？ 共 20页 第 1页