6道路照明设计.ppt.ppt
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1、第6章 道路照明设计,参考书: 1.城市道路照明设计标准(CJJ45-91) 2.城市道路照明工程施工及验收规程(CJJ89-2001) 3.荷兰范波莫,德波尔.道路照明.轻工业出版社.1990 4.W.S.Homburger, J.H.Kell. Fundamantalsof Traffic Engineering(交通工程基础).中国建筑工业出版社.1990,第6章 道路照明设计,2,主要内容 1)概述 2)道路照明标准 3)光源与灯具 4)道路照明系统布局 5)道路照明设计与计算 6)特殊场所照明,第6章 道路照明设计,3,6.1 概述,照明与交通安全 道路照明的目的 相关概念 ,第6章
2、 道路照明设计,4,6.1.1 照明与交通安全 (1),车辆前照灯局限性 纵向: 标准车辆远光灯照射范围100120m, 近光灯30 50m。 侧向: 远光灯通常向正前方照射, 近光灯有些偏左/右。,第6章 道路照明设计,5,6.1.1照明与交通安全 (2),一些研究结论: 照明设施设计不好或维护很差的道路上,事故率明显上升。 道路照明可以使夜间交通事故数量降低30%以上。 道路照明使事故量降低2070%不等。,第6章 道路照明设计,6,6.1.2道路照明的目的,提供良好的夜间交通环境。 为长的地下道或隧道提供全日照明。 减少夜间街上的犯罪活动。 美化城市环境。,第6章 道路照明设计,7,6.
3、1.3相关概念,(1)视觉可靠性:指司机为了安全地控制汽车,对呈现在眼前的部分视觉信息进行选择和处理的能力。 本能的,因人而异。 视觉可靠性能够改善,事故率一定会降低。 由两个影响照明参数的部分组成: 视功能; 视舒适:,第6章 道路照明设计,8,概念关系,第6章 道路照明设计,9,(2)光 一种可为肉眼察觉,产生视感的辐射能。 光是一种能量; 不是光源的全部辐射能; 而是其中能产生视感的部分; 电磁波的可见范围为280nm770nm。,第6章 道路照明设计,10,(3)光通量(F) 光源在单位时间内向四周空间发射的产生视感的辐射能(光)值。 单位:流明(lmlumen)。 只与光源本身特性有
4、关; 表示辐射的可见能量的大小。,第6章 道路照明设计,11,(4)发光强度(I)(光强) 光源在指定方向单位立体角内辐射的光通量。 单位:坎德拉(cdcandela); 立体角用sr表示,球的立体角为4, 1 cd= 1 lm/sr 光源的平均光强I=F/ 4 只与光源本身特性有关, 表示光通量在光源四周的分布,第6章 道路照明设计,12,(5)照度(E) 被照面单位面积上的光通量。 面积A上的平均照度Eav=F/A 单位:勒克斯(lxlux) 1lx=1lu/m2 。 0.1 lx能大体看清周围的物体; 2030 lx工作场所的适宜照度; 200 lx感觉最舒适,视觉不易疲劳,相当于太阳光
5、不直接照射的露天地面上的照度。,第6章 道路照明设计,13,(6)亮度(L) 发光表面在一定方向的发光强度(反射光强度)与沿该方向的投影面积之比。 L=I/Scos。 单位:cd/m2。 反映了人眼主观视觉强烈程度,与照明器特性、被照点几何位置和路面的反射特性有关。,第6章 道路照明设计,14,(7)照度E与亮度L的关系 L=Eq q被照面亮度系数; 反映被照面朝观察者方向反射光数量多少的一个系数,表示路面的反光性能; 相关因素:道路表面特性;观察者、光源相对于考察点的位置,即 q=q(,) 光的入射平面和观察平面之间的角度; 入射光线的垂直角。,第6章 道路照明设计,15,(8)反射率 被照
6、表面反射出来的光通量与发射到该表面的光通量之比。 与道路表面特性、观察角度有关。 =Mv/E E表面照度; Mv光出射度,即被照表面在所有方向(2立体角)反射总光通量除以被照面面积。 =0,1 沥青路面,=0.10.6; 水泥路面,=0.210.40。,第6章 道路照明设计,16,(9)发光效率(光效) 通常,电光源消耗的电功率只有很小一部分转变成光能,相当大一部分转变成了热能。 发光效率指光源发出的全部光通量与其消耗的电功率之比,=F/P(lm/W)。,第6章 道路照明设计,17,(10)配光曲线 在极坐标上标出各方位的光强值,连成的曲线。 表明了光源的光强空间分布情况,并给出最大光强值点。
7、,第6章 道路照明设计,18,(11)利用系数 到达工作面(路面)上的光通量与光源内发射的光通量的比值。 (12)维护系数 照明设施使用一段时间后,系统照度水平会降低,因为: 光源老化,光通量衰减; 灯具因灰尘、挥发物等污染引起光通量折减。 照明设计中,初始值要比维持值(标准中的值)高出3050%。,第6章 道路照明设计,19,(13)色表 人眼直接观察到的光源的颜色。 (14)显色性 表征被照物体颜色的失真程度。用显色指数定量表示。 显色性好:物体受照后效果和标准光源(日光或火焰光)的照射效果相似;显色指数大。 显色性差:受照物体颜色失真;显色指数小。 所有灯没有一种对人的色彩感受有实质性的
8、影响,第6章 道路照明设计,20,6.2道路照明标准,主要内容 我国道路照明标准 视功能 视舒适 诱导性,第6章 道路照明设计,21,6.2.1 我国道路照明标准城市道路,第6章 道路照明设计,22,6.2.2 视功能评价指标及设计定量参数,关系 试验研究,第6章 道路照明设计,23,设计定量参数 平均亮度Lav: 均匀度U0: 阀值增量TI:衡量眩光使视功能下降的程度。 其中Lv等效光幕亮度, Lv=有眩光后的亮度-原有亮度,第6章 道路照明设计,24,试验研究结论,视功能的改善密切依赖于照明水平(Lav)的提高, Lav应1cd/m2,(对应于中等亮度均匀度和眩光限制,即U0=0.4 ,T
9、I=10%左右)。 为提高视功能,Lav范围应在210 cd/m2之间(U0、TI中等水平)。 均匀度或照明设施的眩光限制出现任何降低水平,会导致视功能的明显恶化。 Lav、U0、TI之间存在一定的内在关系,即U0、TI的降低导致的视功能的恶化可通过提高Lav而得到改善,反之亦然。 纵向均匀度对视舒适有影响,也影响司机的反应功能。,第6章 道路照明设计,25,6.2.3 视舒适,利用主观评价法,建立主观评价与照明设计参数之间的函数,进行定量分析。 照明设计参数: 平均均匀度Lav(照明水平) 纵向均匀度Ul(均匀度) 眩光控制等级G(不舒适眩光) 主观评价常使用“九点表”,第6章 道路照明设计
10、,26,“九点表”,第6章 道路照明设计,27,设计定量参数 纵向均匀度Ul车道轴向中心线上,最小亮度和最大亮度的比值 Ul=Lmin/Lmax。 眩光指数G: H从眼睛水平线到灯具的垂直距离; P每公里灯具数; SLI特定灯具指数,由灯具供应商提供。,第6章 道路照明设计,28,一般性结论,亮度水平的主观评价与道路类型有关,如:评价为“好”,主要道路, Lav2cd/m2,次要道路Lav1cd/m2。 “好”Ul0.7,要求灯具间距40m。 Lav、Ul、G间存在一定的内在关系,每一项在某些范围内都受次要参数的影响,如Ul由0.77下降到0.50,亮度水平主观评价单位下降1单位。 “满意”G
11、=7。,第6章 道路照明设计,29,6.2.4诱导性,诱导性的分类 视觉诱导利用道路的诱导辅助设施或专门的诱导设施。 光学诱导利用灯杆和灯具的排列,灯具式样、灯光颜色或其强度的变化。,第6章 道路照明设计,30,(1)设置连续照明的道路 合理选择照明装置的设置方式 整齐的灯具排列 两块板道路,灯杆设置在中央分隔带上; 曲线段设置在外侧。,第6章 道路照明设计,31,(2)通向交叉口的道路,相邻的道路,类别、功能不同的道路 改变照明系统 通向交叉口的道路(常规)和交叉口(高杆)采用不同的照明系统 改变光源颜色 交叉口的主/次路采用颜色不同的光源 城市道路照明规划时,不同等级的道路有计划地采用不同
12、的光源 改变灯具的式样或安装高度 通向停车场、加油站的道路采用和主路式样不同灯具或不同的安装高度 改变灯具的安装布置方式 中心对称布置的灯具在接近交叉口时采用双侧对称布置,第6章 道路照明设计,32,6.3光源与灯具 6.3.1 光源 (1)根据发光原理,第6章 道路照明设计,33,(2)常见光源特点及适用性 白炽灯 显色性好,使用方便,价格低; 光效低,寿命短(卤钨灯有所改善); 多用于住宅照明; 新型道路照明系统不宜采用。,第6章 道路照明设计,34,荧光灯 发光面积大,光线柔和,照度较均匀,接近自然光; 光通量输出值有限(16000lm),需要镇流器,低温时比其它光源更难触发; 多用于隧
13、道内部照明和交通标志照明; 新的道路照明系统中不再采用。,第6章 道路照明设计,35,高压汞灯 光效高,寿命长,色表好(兰-白); 初期投资高; 早些年用来取代白炽灯,近年被高压钠灯取代。,第6章 道路照明设计,36,高压钠灯HPS 光效高,寿命长,眩光小,色表及显色性适于量大面广的道路照明; 需特殊镇流器提供启动时的高压; 近年来逐渐取代汞灯,许多国家认为它是道路照明光源的发展方向。,第6章 道路照明设计,37,低压钠灯LPS 低压钠灯是利用低压钠蒸气放电发光的电光源,在它的玻璃外壳内涂以红外线反射膜,是光衰较小和发光效率最高的电光源。 低压钠灯发出的是单色黄光,用于对光色没有要求的场所,但
14、它的“透雾性”表现得非常出色,特别适合于高速公路、交通道路、市政道路、公圆、庭院照明,能使人清晰地看到色差比较小的物体。 低压钠灯也是替代高压汞灯节约用电的一种高效灯种,应用场所也在不断扩大。 光效最高,光通量长期稳定; 显色性差; 商业区.居住区用的较多。,第6章 道路照明设计,38,混光灯 放电管与白炽灯灯丝串联而得名; 光效比白炽灯高1倍,寿命是其5倍; 不需要镇流器; 可直接更新现用的白炽灯。,第6章 道路照明设计,39,第6章 道路照明设计,40,(3)光源选择 总体要求:光效高、寿命长、有适当的显色性。 道路照明应采用气体放电灯,不应采用白炽灯; 具体地: 快速路、对颜色识别要求不
15、高的市郊道路采用低压/高压钠灯; 主干/次干路高压钠灯; 支路、居住区道路小功率高压钠灯或小功率高压汞灯; 市中心、商业中心等可采用金属卤化物灯或中/高显色性高压钠灯。,第6章 道路照明设计,41,6.3.2 灯具,(1)组成与作用 灯具包括:光源器件、反射和折射装置、支撑和固定光源的灯座、接线柱、外罩。 作用:在保证总光效的前提下,调整光通量的分布,尽量把光分配到必要的方向,即调整配光。,第6章 道路照明设计,42,(2)分类 按安装位置与光的投射方向 常规灯具:安装在灯杆、墙壁、拉线上,光的主要部分平行道路走向; 链式灯具:悬挂在钢丝上,光的主要部分垂直于道路走向; 投光灯具:光的投射方向
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