交通工程设施21课照明标准与灯具

上次课内容小结上次课内容小结 照明设施设计照明设施设计一、照明系统的作用一、照明系统的作用 二、照明系统设计的基本要求二、照明系统设计的基本要求三、光学参数与名词概念三、光学参数与名词概念 光通量光通量(lm)(lm) 发光强度发光强度(cd) (cd) 照度照度(lx)(lx)及其均匀度（）及其均匀度（） 亮度亮度(cd/m(cd/m2 2) )及其均匀度（）及其均匀度（） 反射率反射率 发光效率（发光效率（lm/wlm/w）共共20页页 第第1页页 9.2 9.2 道路照明标准与灯具道路照明标准与灯具一、照明标准一、照明标准 人眼观察物体依赖于物体表面人眼观察物体依赖于物体表面反射的能进入反射的能进入视网膜的光通量视网膜的光通量，当亮度越高，可视性越好。，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。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价一般是以灯具对路面照射的情况来进行。共共20页页 第第1页页 背景亮背景亮度变化度变化物体亮物体亮度变化度变化1 1、照明设计引用的标准、照明设计引用的标准 目前我国道路照明设计依据：目前我国道路照明设计依据： 城市道路设计规范城市道路设计规范CJJ37CJJ379090 公路工程技术标准公路工程技术标准JTJ01JTJ019797 国际照明委员会（国际照明委员会（CIECIE）标准）标准2 2、照明评定指标、照明评定指标 根据照明原则和基本要求，标准规定评根据照明原则和基本要求，标准规定评定道路照明状况用定道路照明状况用照明水平、照明均匀度、照明水平、照明均匀度、眩光控制指数眩光控制指数三项主要参数。三项主要参数。共共20页页 第第1页页 照明水平指标照明水平指标 使用一定数量、足够亮度的光源，按要使用一定数量、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。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因此道路照明水平是以计算照度和亮度的平均值来评定。的平均值来评定。 平均亮度平均亮度L La a（cd/mcd/m2 2），单位密度），单位密度 平均照度平均照度E Ea a（lxlx），单位光通量），单位光通量共共20页页 第第1页页 注意：照度与亮度的关系注意：照度与亮度的关系共共20页页 第第1页页 当路面材料确定、灯具性能稳定时，路面当路面材料确定、灯具性能稳定时，路面亮度（亮度（E E）与照度（）与照度（B B）之间存在确定的关系，）之间存在确定的关系，即照度与亮度成正比：即照度与亮度成正比： B BE/E/ 光通量越大光强密度越大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。目前多数国家主要采用照度做标准。均匀度（道路中心轴线）均匀度（道路中心轴线）共共20页页 第第1页页 由于照明的不均匀性，照明评定还应控制路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。面照度（亮度）的最小值。均匀度：均匀度：用道路表面轴线上照度（亮度）的最小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。值除以相应规定的平均值。 如：如：测得某城市主干线平均照度测得某城市主干线平均照度E Eavav18(l18(lx x）该段最小照度该段最小照度E Eminmin7.57.5（l lx x），则其总均匀度系），则其总均匀度系数为数为7.57.518180.42.0.42. 均匀度计算又分为全路面均匀度和纵向轴线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。均匀度两项指标。路面总亮度均匀度路面总亮度均匀度UO 路面最小亮度与路面平均亮度之比。路面最小亮度与路面平均亮度之比。 UOLmin/Lav U UO O值的大小，影响驾驶员对前方路面障碍物值的大小，影响驾驶员对前方路面障碍物的能见度。的能见度。路面纵向轴线亮度均匀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。道路轴线上最小亮度与最大亮度之比。 UiLmin/Lmax U Ul l值影响驾驶员观察前方路面明暗不均匀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。程度，数值越大均匀度越好。共共20页页 第第1页页 眩光控制指数眩光控制指数G G 路上所有光源对车辆驾驶人眼睛都会产生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。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、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，实际上路侧，而不能直接照射驾驶人眼睛，实际上无法达到。无法达到。 照明在不同程度上要产生眩光，因此会降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，严重低驾驶人视觉效率，并引起不舒适感，严重时影响行车效率。时影响行车效率。共共20页页 第第1页页 照明产生眩光的影响因素照明产生眩光的影响因素 道路轴线指定方向上（与地面垂直线成道路轴线指定方向上（与地面垂直线成80808888）照明器光强（）照明器光强（cdcd）；）； 驾驶人见到的发光器发光面积驾驶人见到的发光器发光面积 路面平均亮度路面平均亮度 眼睛与照明器的高度差眼睛与照明器的高度差 照明器设置密度（盏照明器设置密度（盏/ /公里）公里） 发光器种类（修正系数）发光器种类（修正系数） 控制眩光的程度用控制指数控制眩光的程度用控制指数G G评定，评定，G G值值越大，眩光影响程度越小。越大，眩光影响程度越小。共共20页页 第第1页页 控制指数控制指数G G的计算的计算 本计算公式较为繁琐，详见有关设计手册。本计算公式较为繁琐，详见有关设计手册。 控制指数控制指数G G与视觉舒适对照表与视觉舒适对照表共共20页页 第第1页页 G G视觉舒适程度视觉舒适程度1 1无法忍受无法忍受3 3产生干扰产生干扰5 5许用极限许用极限7 7满意满意9 9无影响无影响一般要求：一般要求：城市干线城市干线G G6 67 7城市一般道路城市一般道路G G4 46 63 3、照明参数确定的影响因素、照明参数确定的影响因素视觉感受速度：视觉感受速度： 人体生理上对视觉成像的反应时间。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。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：路面照度值对视觉感受速度的影响： 2 21010（lxlx）视觉感受速度最佳）视觉感受速度最佳 小于小于0.50.5（lxlx）视觉感受速度极慢）视觉感受速度极慢 大于大于8 81010（lxlx）视觉感受速度变化开始变慢）视觉感受速度变化开始变慢共共20页页 第第1页页 车辆行驶速度车辆行驶速度 在光线良好的白天因行车速度过高也会影响在光线良好的白天因行车速度过高也会影响视觉反应。视觉反应。 夜间行车的参照主要来自可视静物，相对速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。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。参照物的亮度。共共20页页 第第1页页 照明参数确定的影响因素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：影响，照明设计应充分考虑： 道路的等级道路的等级 道路使用性质道路使用性质 设计车速设计车速 预测交通量预测交通量 路面建筑材料路面建筑材料共共20页页 第第1页页 4 4、道路分类、道路分类 根据上述影响因素，我国城市道路照明按道路状根据上述影响因素，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：况和交通情况，将评定指标分五个等级： 第一级：快速路第一级：快速路（高速、高架、城市快速等）（高速、高架、城市快速等） 第二级：主干路第二级：主干路（人车较集中的交通干线、大型交（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）通枢纽、通往政府机关和市中心等） 第三级：次干路第三级：次干路（区域干线）（区域干线） 第四级：支路第四级：支路（城市一般道路）（城市一般道路） 第五级：居住区第五级：居住区（车流较少的小区，主要供人和非（车流较少的小区，主要供人和非 机动车使用的道路）机动车使用的道路）共共20页页 第第1页页 5 5、国际照明委员会（、国际照明委员会（CIECIE）标准）标准 我国道路照明设计依据，大部分来源于我国道路照明设计依据，大部分来源于CIECIE标准。中国照明学会（标准。中国照明学会（CIESCIES）在长期的）在长期的实践中也逐步总结和制订出适合我国具体情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。况的照明标准。 中国照明学会（中国照明学会（CIESCIES）成立于）成立于19871987年年6 6月月1 1日，以中华人民共和国照明委员会的名义日，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（加入国际照明委员会（CIECIE）。）。共共20页页 第第1页页 我国城市道路照明标准参考值（我国城市道路照明标准参考值（P286P286表表9 94 4）道路道路等级等级亮度亮度照度照度眩光限制眩光限制平均亮度平均亮度cd/mcd/m2 2均匀度均匀度UoUo平均照度平均照度lxlx均匀度均匀度UoUo1.51.50.40.420200.40.4截光型灯具截光型灯具1.01.00.350.3515150.350.35截光型灯具截光型灯具0.50.50.350.358 80.350.35截光型灯具截光型灯具0.30.30.30.35 50.30.31 12 2注：目前采用国际照明委员会推荐的照明指标共共20页页 第第1页页 我国高速公路照明设计标准参考值我国高速公路照明设计标准参考值项目项目指标值指标值U UO O0.40.4U Ul l 0.7 0.7G G 5 5主线平均照度主线平均照度2020（lxlx）匝道平均照度匝道平均照度1010（lxlx）收费广场平均照度收费广场平均照度2020（lxlx）道路道路种类种类路面平均亮度路面平均亮度cd/mcd/m2 2亮度均匀度亮度均匀度眩光控制眩光控制G GU UO OU Ul l高速公路高速公路2 20.40.40.70.76 6城市干道城市干道2 20.40.40.50.55 5国际照明委员会推荐照明标准值国际照明委员会推荐照明标准值共共20页页 第第1页页 公路照明标准推荐值公路照明标准推荐值JTJ001JTJ0019797照明照明区域区域亮度亮度平均照度平均照度眩光眩光G GL LavavU Uo oU Ui iE Eavav6 6特殊特殊部位部位路路段段高速高速1.51.52 20.30.30.70.7202030305 5一级一级1.51.52 20.40.40.60.6202030305 5立体交叉口立体交叉口主道主道2 20.50.50.70.7主道主道30306 6匝道匝道1 10.50.50.70.7匝道匝道15156 6平面交叉口平面交叉口1.51.52 20.30.30.60.6202030305 5特大桥梁特大桥梁1.51.53.53.50.50.50.70.70.70.7151550505 5收费广场收费广场2 25 50.40.40.60.6202050505 5进出口进出口0.50.52 20.30.30.60.6101030305 5相关相关场所场所服务区服务区0.50.51.51.50.30.30.50.5101020205 5养护区养护区0.50.51.51.50.30.30.50.5101020205 5共共20页页 第第1页页 二、光源和灯具二、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。今天更注重选用高科技新型节能光源。1 1、常用光源、常用光源 白织灯白织灯 价格低廉，显色性好，寿命短，用于城市简易价格低廉，显色性好，寿命短，用于城市简易道路、胡同、小巷等环境。道路、胡同、小巷等环境。 低压气体放电灯低压气体放电灯 低压钠灯、荧光灯等，低温下启动较为困难，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。常用于隧道、地铁等室内场合。 高强气体放电灯高强气体放电灯 高压汞灯、高压钠灯高压汞灯、高压钠灯（目前广泛使用的光源）（目前广泛使用的光源）共共20页页 第第1页页 2 2、光源的显色性、光源的显色性 光源照射下人体视觉识别物体原色的特性。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。压钠光灯显色性最差。 光源的显色性取决于光谱能量分布。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），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。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。环境重要色彩，需保证灯具一定的显色性。共共20页页 第第1页页 3 3、灯具及其构造、灯具及其构造 带有光源、反射折射装置、灯座、接线柱、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。射的发散角分为三类。 截光灯：截光灯：光线立体分布角为光线立体分布角为0 06060，便于控，便于控 制眩光，用于主要干线照明。制眩光，用于主要干线照明。 半截光灯：半截光灯：光线分布角光线分布角0 07070，可以控制眩，可以控制眩 光，照射范围较大，用于城市道路。光，照射范围较大，用于城市道路。 非截光灯：非截光灯：光线分布角光线分布角0 08080，照射角大，照射角大， 不易控制眩光，用于城市胡同、小巷照不易控制眩光，用于城市胡同、小巷照 明，投资小。明，投资小。共共20页页 第第1页页 4 4、灯具选用原则、灯具选用原则 灯具选用直接影响道路整体照明效果，对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。使用成本、维修保养具有重要意义。 主要考虑四方面因素：主要考虑四方面因素： 发光效率发光效率 使用寿命、使用寿命、 较好的显色性较好的显色性 眩光控制眩光控制。 共共20页页 第第1页页 思考题思考题1 1、目前道路照明系统设计采用的标准有哪些？、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？常用光源有哪几种？2 2、什么是截光灯？什么场合必须用截光灯？使、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？用时应注意什么问题？共共20页页 第第1页页