5 照明方式和设计要求
5.1 照明方式
5.1.1 常规照明和高杆照明这两种照明方式的分类和命名是许多国家的通用作法。它们是道路照明的主要照明方式,半高杆照明在一些道路交叉口等区域的照明中是一种比较有效的照明方式,应根据要设置照明的道路或场所的特点及照明要求进行选择。除此之外,还有一种纵向(沿道路轴线方向)链式照明方式,主要用于高速公路,在欧洲很多城市之间的高速公路上时有设置,由于这种照明方式的设置和后期的维护对道路的断面形式有相应的要求,因此,在城市道路上较少采用,故本标准中未予列入。
5.1.2 道路建筑限界是位于道路上的一定宽度和高度的空间范围。为了保证车辆和行人的正常通行,在道路设计中规定不允许有任何设施和障碍物侵入这个空间,因此本条提出了不允许道路照明设施侵入道路建筑限界的规定。
5.1.3 本条归纳了常规照明灯具布置的五种基本方式,规定了采用常规照明方式时应符合的要求。
1 如果灯具的悬挑长度过长,会降低灯具所在一侧路缘石和人行道的照度;并且由于悬臂的机械强度限制,可能会造成灯具和光源发生振动,影响它们的稳定性和使用寿命,故悬挑长度不宜过长。
增大灯具的仰角,虽然会增加到达灯具对面一侧路面光线的数量,可路面亮度并不会显著增加,相反,有可能会降低路面亮度;特别是在弯道上,如果灯具仰角过大,产生眩光的可能性就会增加,光污染也会增加。因此灯具的仰角应予以限制。
悬挑长度不宜超过安装高度的1/4及仰角不宜超过15°的规定是参考了国际照明委员会(CIE)的文件及有关国家的标准确定的。
2 与灯具安装有关的各种参数,只要满足表5.1.3的要求,便可基本接近本标准所规定的路面照明质量要求。给出该表的目的是方便照明设计人员能够尽快选择各个参数并进行设计和计算,但切记,各个参数数值的最终选择还应该通过计算确定,而不能简单地照搬表5.1.3。
5.1.4 本条规定了采用高杆照明方式时应符合的规定。
1 根据受照场地情况及其周围环境条件针对性地选择灯具及其配置方式,是高杆照明设计的基本原则之一,不能不顾场合千篇一律采用径向对称一种模式,这样,才能达到既保证照明效果,又经济合理、节约能源的目的。
2 高杆灯安装位置的选择非常重要,如果选择得不合适会带来诸多问题,包括:维修时比较困难或者影响正常交通、可能会发生汽车撞杆事故、不利于限制眩光等。因此一般都不把高杆灯设在路缘石附近或道路中央宽度有限的分隔带上。
3 限制灯具的最大光强投射方向是为了确保眩光限制符合本标准的要求。
4 高杆照明是功能性很强的一种照明方式。设计的基本原则之一就是首先要考虑功能,在满足功能要求的前提下可以适当兼顾美观,但是不能为了追求美观而牺牲功能。在市区广场、风貌景区等强调环境景观的区域设置的高杆灯,可以适当考虑高杆灯的造型,使其尽量与环境协调,而在郊区的道路或立交设置的高杆灯应主要强调功能,没有过多装饰或造型限制的高杆灯更便于根据现场的照明需要来配置灯具,以充分保证照明效果,并可节省费用。
5.1.5 本条规定了选择道路照明方式的要求。
1 由于常规道路照明灯具的配光适合一般机动车道路的照明要求,也就是它能够提供更多的有效照明,产生更高的亮度,并且对于满足标准中的其他要求也有一定的优势,而且,常规照明方式经济性较好,维护管理比较方便,故一般道路照明中应主要考虑采用常规照明方式。
2 路面宽阔的快速路和主干路也可选择采用高杆照明方式,这对于国内有些城市的宽阔道路也是一种经济有效的方式。
3 采用横向悬索布灯时,灯具容易摇摆或转动(特别是在刮风时),以致对驾驶员照成间歇性的闪烁眩光,但是,在行道树多、遮光严重的道路上,采用其他布置方式难以避免树木遮光的矛盾,横向悬索布置灯具不失为一种有效的解决方式。
4 有些建筑楼群内的街道比较狭窄,安装灯杆有困难,可以采用横向悬索布置,这在国外的一些古老城市街道上是一种十分普遍的方式。也可以采取墙壁安装方式,其实这相当于单侧布置或双侧布置。
5.2 道路特殊区段及道路相关场所照明设计要求
5.2.1 本条规定了平面交叉路口的照明应符合的要求。
1 平面交叉路口的照明水平之所以要求比较高,是因为:
(1) 为了突出交叉路口,使驾驶员在停车视距之外就可以清晰地看到交叉路口,以尽早提醒驾驶员注意;
(2) 交叉路口属于交会区,交通要繁忙得多,驾驶员的视觉作业难度更高,所以,注意力需要更为集中才行。
2 本款所列的各种措施,目的都是为了突出交叉路口,即提供良好的诱导性。
3 本款列出了交叉路口可能的布灯方式。在大型交叉路口,若采用规则布灯的方式,路口中心区的亮度(照度)有可能达不到标准的要求,这时就有必要另行安装附加灯杆和灯具。这种附加的灯具有时需要经过专门设计。采用的泛光灯要配置挡光板或格栅等限制眩光措施,否则,尽管提高了亮度(照度),但眩光限制却达不到标准要求。
4 在 T形交叉路口的道路尽端设灯,既能有效地照亮交叉区域,也有利于驾驶员识别道路的尽端,避免误认为道路继续向前延伸,从而减少发生交通事故的几率。通过照明显现道路路行的结构,有利于驾驶员的行车判断,具有照明数量和照明方式应根据现场情况和路行结构来定。
5 如果有多条道路通向大型环形交叉路口,因每个出入口都是交会区域,车辆密集,交通复杂,因此,加强通向每条道路的出入口的照明就很有必要,这有助于驾驶员驾车绕环岛行驶时更容易分辨出他所需要的出口。通过照明对环岛、交通岛和路缘石的显现有利于驾驶员的判断,具体照明数量和照明方式应根据现场情况和路型结构来定。
5.2.2 本条为曲线路段照明应符合的要求。
1 灯具沿曲线外侧布置比沿内侧布置所具有的优点是:
(1) 灯具对提高道路表面亮度的贡献更大;
(2) 灯具能更好地标示道路的走向,即诱导性好。
缩小灯具间距的目的是为了更清晰地标示道路走向,并确保路面亮度均匀度。曲率半径越小,灯具间距也需相应减小。基于同样原因也要缩短悬挑长度。如果是单侧布灯,在反向曲线路段上宜在固定的一侧设置灯具(即:如果灯具布置在行进方向的左侧,就固定在左侧,而不应变为右侧),其目的是为了提高诱导性,也便于照明设施的安装和维护。
2 当曲线路段的路面比较宽而必须采用双侧布灯时,则不宜采用交错布置,因为采用交错布置有可能失去诱导,导致交通事故。
3 转弯处的灯具不得安装在直线路段的延长线上,以免驾驶员误认为是道路向前延伸而导致事故。
4 在道路的急转弯处,由于视距短,一旦出现紧急情况,需要驾驶员快速反应,因此需提高对照明的要求,让道路的形式及环境状况尽可能清楚地显示出来。
5.2.3 要求灯具在平行于路轴方向上的配光对称面垂直于路面,目的是使灯具发出的光束等距离地到达坡道路面,从而保证光分布达到最大的均匀度,同时又能起到降低眩光的作用。
在凸形竖曲线坡道范围内,因为没有可以显示障碍物的背景,而且远处灯具看起来安装得很低,因而常常妨碍驾驶员获得清晰的视场图像,因此处理其照明问题时要非常小心。本条中的规定就是为了避免对路面障碍物的误判,并降低灯具的眩光。
5.2.4 由于上跨道路对光线的遮挡,上跨道路上设置的照明会在下穿道路上造成阴影,因此在下穿道路上设置照明时就要考虑设法消除这些阴影,从而确保其亮度和照度均匀度达到标准的要求。
上跨道路路面的平均亮度(或照度)及均匀度应与相连的道路路面相同以及下穿道路桥下区段路面的平均亮度(照度)应与其桥外区段路面相同,都是为了保证整条道路照明效果的连续性。
对上跨道路来说,在下穿道路上设置的灯具的安装高度已大大降低,容易产生眩光,因此要设法加以控制。
为上跨道路的支撑结构提供垂直照度,是为了更清楚地呈现支撑结构,便于驾驶员对其进行辨认,避免行驶在下穿道路上的车辆发生碰撞,至于应提供的照明数量,应该根据路面亮度和环境亮度来定,目的就是要让这些垂直结构能很容易地被驾驶员发现并判断其相对位置。
5.2.5 本条为高架道路照明应符合的要求。
1 高架道路只是道路中的一段,因此应使其照明与相连的道路照明保持一致,执行相同的道路照明标准,保证整条道路的照明效果统一和连续。
2 高架道路路型往往比较简单,采用常规道路照明,从满足照明标准和经济性等方面都比较合适。
3 桥下区域空间局促,其路面亮度适当高一些,能提升开敞感。桥柱照明目的是呈现柱身以提醒驾驶员避免碰撞。
4 上下桥匝道比较曲折复杂,因此,不宜降低照明标准,宜保持与主路相同的照明标准。
5 对于比较宽的道路而言,护栏照明往往无法满足路面照明标准的要求,因此一般不建议使用这种照明方式作为其功能照明。
5.2.6 本条为立体交叉照明应符合的要求。
1 由于立交的车道多,车道的转弯、起伏及穿叉很复杂,所以当立体交叉采用常规照明时,不宜设置太多的光源和灯具,即要尽量减少发光点,以避免发光点太多引起驾驶员的视觉混乱,于诱导不利。
2 环境照明有利于为驾驶员在复杂的立交车道上行驶时提供参照。
3 对于立交上的一些主要区域加强照明,是为了满足其相对复杂的视看辨别需要。
4 大型立体交叉采用高杆照明可以避免杆林立的现象,还可以使整个立交区域获得充分的环境照明,创造出类似于白天的照明条件,有利于提高驾驶员的视觉功效;降低撞杆事故发生概率;还可以减少维护点和维护工作量等。因此,大型立体交叉可考虑采用高杆照明方式。但高杆照明方式会有较多的光照射到车道外边,因此在设计中,要通过选择灯杆位置、灯具配光和灯具瞄准点等措施,在满足环境照明要求的前提下,尽量把灯具的出射光控制在路面范围内。
5 低高度照明因其高度限制,很难获得良好的照明均匀度,还有产生眩光的可能,因此,一般在路面较宽情况下不建议采用这种照明方式来做立交的功能照明。
6 立交是重要的交通枢纽,需要足够且合适的照明来予以保证其使用,让立交上的车道照明与相连道路的照明保持连续有利于驾驶作业,由于立交本身具有复杂性,适当提高其照明会更为有利。当与立交连接的各条道路照明等级不同时,应选择其中的照明等级最高者作为立交上道路的照明等级。
7 保证匝道和与其相连的桥上道路照明的连续性。对隔离设施和防撞墙提供合适的照明是为了安全行车定位的需要。
5.2.7 本条为桥梁照明应符合的要求。
1 桥梁上车道照明与相连道路照明保持一致,有利于形成良好的照明连续性。较窄的桥面使得桥梁栏杆可能位于与其相连的道路内,所以需要提供足够的栏杆立面照明或在入口处直接安装灯具以引起驾驶员的注意。
2 大型桥梁和一些具有艺术、历史价值的中小型桥梁往往被作为城市的重要景观来加以照明,因此有必要进行专项设计,通过专项设计,能协调功能性照明和景观性照明的关系,需要强调的是,设计中应首先保证满足道路的交通功能要求。
3 桥梁照明产生眩光的可能性大,而且所造成的危害也更严重,所以桥梁照明限制眩光十分重要。特别是当桥面出现较陡的坡度、桥面的高度和与其连接的或附近的道路路面高度相差比较大或为了突出大桥造型而采用一些装饰照明的情况下,尤其要注意这一点。一是要避免给桥上行车的驾驶员造成眩光影响;二是要避免给与其连接或邻近的道路上的驾驶员造成眩光影响;三是当桥下有船只通航时要避免给船上的领航员造成眩光影响。为此,必要时应采用安装挡光板或格栅的灯具。
4 将灯具直接安装在栏杆上的优点是不会给在桥下的道路上行驶的驾驶员或桥下航道航行的船只领航员造成眩光;克服了灯杆林立的现象;在某种意义上讲不会破坏桥梁及其附近环境景观,同时具有良好的诱导性。缺点主要是灯具安装位置低,导致桥面亮度和照度均匀度难于达到标准要求,并且容易受到污染而变脏,使照明效果大为降低,也导致清扫周期大大缩短,维护工作量增加;灯具也容易遭到人为破坏;对在桥上行驶车辆的驾驶员造成的眩光不易限制。因此一般不宜将灯具直接安装在栏杆上,只是当桥面很窄(通常不超过2车道),对照明要求又不高(比如只要求它起到导向作用)或将白天景观摆在首位的情况下才可这样做。
5.2.8 本条为人行地道照明应符合的要求。
1 地道出入口设置照明可以在夜间照亮上下阶梯;也可以在白天起到指示的作用,方便人们使用地道。基于看清楚台阶结构和与地道内照明保持衔接的原则,在夜晚,台阶上的照度不宜低于地道内地面的照度水平,据此提出了相应的照度标准值要求。
2 根据国际照明委员会(CIE)文件及美、俄、英等国的标准,结合我国人行地道实际达到的照明水平,确定了人行地道的水平照度标准值。人行地道内有压抑感,不开阔,因而地道内照度起码不应比地道外路面照度低。考虑到夜间地道外路面上的平均照度在30lx或以下,所以将地道内夜间的照度定为30lx;在白天,地道外路面照度很高,考虑到人眼的明暗适应要求,因此地道内的照度要定得高一些;如果地道内存在较暗的区域或角落,会不利于看清行人以及获得安全感和开阔感,因此提出了最小照度的规定;提出垂直照度的要求是为行人之间的面部识别和安全防范提供条件,另外垂直照度也能为地道空间边缘界面提供适当的照明,提供安全感,并便于行走和导向。
5.2.9 本条为人行天桥的照明应符合的要求。
1 规定跨越有照明设施道路的人行天桥一般可不另设照明,这是基于利用道路上已有的常规照明设施即可兼顾人行天桥的照明,从而达到节省费用和能源的目的。但往往需要对紧邻天桥两侧的常规照明设施作相应调整,否则不易达到人行天桥照明标准的要求。当桥面照度小于2lx、阶梯照度小于5lx时,就建议专设人行天桥(包括桥面和阶梯)照明,否则,会影响人行天桥的安全使用。
2 参考国际照明委员会(CIE)的相关文件,提出桥面的水平照度不应低于5lx的要求。阶梯照度应比桥面照度高,这是因为看清阶梯比看清桥面更重要,视觉要求更高。国际照明委员会(CIE)文件还提出“应使踢板和踏板的照度值之间有明显差别,以确保有适当对比,使行人看得清楚”。据此,本标准作出了“阶梯踏板的水平照度与踢板的垂直照度之比不应小于2:1”的规定。
3 本款中涉及的眩光干扰包括对使用天桥的行人和道路上的机动车驾驶员的眩光干扰。
5.2.10 本条为公共停车场的照明要求。
1 停车场的照明与交通量或使用频率有密切关系,因此,本标准规定了按交通量的不同提供相应的照明,而交通量往往与停车场所处区域的性质有关,一般来说,居住区交通量低一些,商业区、多功能商务区、体育休闲娱乐区等交通量要高一些,机关办公学校等区域的交通量介于上述二者之间。标准值的规定参考了《室外作业场地照明设计标准》GB50582和英国等国家的标准。BS5489-2013中规定的高交通流量情况下的标准即为20lx,同时根据对国内停车场照明状况的调查,照明状况较好的大多为几个勒克斯到十几勒克斯之间,比较突出的问题是整个停车场地内照明均匀度比较差,而且灯具布置点少(有很多场地采用高杆灯或半高杆灯照明),停车辆稍多时,就会形成遮挡阴影,加重其不均匀,而对一些照度不很高(平均照度几个勒克斯)但灯具分布合理、灯具选择方面有针对性考虑、照度均匀性较好的停车场地的调查发现,这样的场地使用起来更为方便,人们反映更好。所以,综合考虑。选择(5~20)lx的照度标准,同时保证良好的照明均匀性,是比较合适的,过高的照明会对停车场周边道路和建筑造成光干扰。
2 停车场的出入口需要查验证件、收费等,因此,照明应适当加强,并为这些作业提供针对性的照明。停车场出入口与道路连接,因此,出入口的照明应该与道路照明做好衔接和过渡。
5.2.11 本条为道路与水面接界的照明布置要求,目的是更清楚地照亮水岸边界,并以照明设施的布置起到提示作用,保障行车安全。
5.2.12 本条为增设过渡照明的要求。
从亮环境到暗环境,或从暗环境到亮环境,人的视觉需要有一个适应过程,前者称为暗适应,后者称为明适应。暗适应比明适应所需的时间要长。所要求的适应时间与亮度差有关。道路照明主要考虑暗适应。
因此,从装设照明的路段到不设照明的路段中间往往要增设过渡照明,即要把照明路段延长并逐渐降低照明水平,只有这样才能使驾驶员的视力保持不变。对2cd/m
2路面亮度水平而言,人眼的暗适应一般需要10s,若行车速度为70km/h,则过渡照明路段的长度大约为200m。过渡照明的设置方法通常是保持灯具原来的安装高度和间距,以3:1的梯度,逐渐减少光源的功率直至0.3cd/m
2的亮度水平。
若装设照明路段路面的平均亮度低于1cd/m
2,行车速度低于50km/h,就不必考虑过渡照明。
5.2.13 本条为植树道路的照明应符合的要求。
1 在新建道路上植树时考虑日后树木长大后不会和照明产生太大的矛盾,这是解决问题的根本方法。所以,在植树时,要求道路照明的管理部门和园林绿化的管理部门应该充分协商,合理选择树种,以避免或尽量减少日后树木对道路照明的影响;另外,把树木布置轴线与灯杆布置轴线错开,向后边相对移位,也是降低树木遮光影响的一个办法。
2 适当修剪枝叶,以消除或减少对光线的遮挡。实践证明这是解决树木和道路照明已经存在矛盾的有效办法。通常并不需要剪掉灯具周围的全部枝叶,只需要修剪低于灯具的那部分枝叶即可。
3 在树木严重影响道路照明的路段采取调整灯具安装高度的方法,包括降低和提高安装高度,目的是使灯具错开树冠,降低安装高度方法用得更多一些。
4 由于目前使用的高杆灯大多为灯盘升降形式,为便于维修,下部必须留有作业空间,地面绿化不能影响灯盘升降和维护作业。
(1)修剪遮挡光线的枝叶;
(2)修改灯具的安装方式,采用横向悬索布置或延长悬挑长度;
(3)减小灯具的间距,或降低安装高度。
5.2.14 本条为居住区道路照明应符合的要求。
1 本款为对居住区道路照明水平的要求。
2 行人和非机动车交通道路对眩光限制的要求不是很严格,光线适当有点耀眼反而可以活跃气氛,增加环境的吸引力,因此,重点是要限制在视平线方向不能有太强的光线。本款中关于安装高度和裸光源的规定就是针对这一问题而提出的,特别是LED光源的推广使用,其所具有的表面高亮度特点,更是容易在安装高度较低的居住区人行道路照明中造成严重的眩光问题,因此需要予以特别的注意。本款中所言裸灯并非专指光源裸露在空气中的形式,也包括灯具外罩采用清水玻璃一类的高透明度材料,眼睛能透过灯具外罩直接看到光源或发光体。
3 居住区道路上往往是人车混行,根据我国居住区的特点,按照现行国家标准《城市居住区规划设计规范》GB50180的规定,可以把这类道路分为与城市道路相连的居住区道路以及居住区内建筑之间的连接道路两类。与城市支路相连的居住区道路重点考虑行车要求,按照机动车道路照明标准提出要求,同时兼顾行人要求;居住区内建筑之间的连接道路则重点照顾行人,按人行道路照明标准进行要求,同时兼顾机动车通行要求。
4 随着我们国家城市建设的快速发展,在居住区,光干扰问题越来越突出,必须要加以控制。需要在设计阶段就要有效预防,在照明设施调试或投入运行初期应该解决。光污染和光干扰需要专门的标准来加以限制,我国现行行业标准《城市夜景照明设计规范》JGJ/T 163对此作了相应规定。对居住建筑而言,其内容包括两个方面,即限制照明设施在居住建筑窗户外表面产生的垂直面照度最大值和限制朝向居住建筑居室方向的灯具发光强度,其具体规定见现行行业标准《城市夜景照明设计规范》JGJ/T 163中关于光污染限制章节。关于“必要时应对灯具采取相应的遮光措施”的规定,是指在设计时需要兼顾满足道路照明需要和防止干扰光侵扰居民两方面要求,有时候难以两全,按常规方式布置灯具和选择产品以满足道路照明需求时,可能产生光干扰问题,这时就应该考虑对灯具采取遮光措施。
5.2.15 本条为人行横道照明应符合的要求。
人行横道属于机动车和行人的交会区,是交通事故易发区域,直接关系到人身安全,因此,人行横道的照明特别重要。本次修订标准时主要参考了CIE136号出版物等文件。
本条第1款为对人行横道地面照度水平的要求。第2款提出了对人行横道垂直照度的要求,目的是方便驾驶员更容易对人行横道上行人的观察,以便根据情况及时采取针对性措施。第3款规定了人行横道应增设附加灯具以及所选用灯具的类型和安装方式,目的是保障照明要求,另外还提出了限制眩光的要求。第4款规定的目的是为了突出人行横道,以警示机动车和行人,有助于交通安全。
5.2.16 本条为公交车站照明应符合的要求。
要求公交车站地面照明不应该高于其所在道路照度。是由于此处乘客上下车时驾驶员的作业更复杂,需要更高的照明来保障。提出当公交车站为按港湾式进行设计的停靠站时的灯具设置要求,是为了满足驾驶员和乘客的观察和行动需求。
5.2.17 本条为路边停车带照明应符合的要求。
目的是保证停车就位和取车离开时要进行视觉观察的需要,并通过合理设计避免车身阴影干扰路面的照明效果。
5.2.18 本条为城市隧道的照明应符合的要求。因城市隧道逐渐增多,它们和城市道路联系越来越密切,需要进行相应的照明规定。本条中关于隧道照明标准要求应根据行车速度和交通流量确定,具体设计宜按照现行国家标准《城市道路交通设施设计规范》GB 50688的相关内容来执行。除了要考虑隧道内道路照明的要求之外,还要考虑隧道内外环境亮度的影响和道路亮度的关系,白天需要考虑隧道和道路之间的明暗适应,夜间主要考虑隧道和相连道路之间的照明连续性。
5.3 道路两侧设置非功能性照明的设计要求
5.3.1 驾驶员驾车行驶时,正常观察路面的视野范围内,如果有不适宜的亮度分布或亮度及色彩变化,会分散其视觉注意;道路周边环境亮度过高会提高驾驶员视野范围内的适应亮度,进而影响其对路面障碍物的视觉辨识,由于靠近道路的建筑物等会出现在驾驶员的视野内,因此,本条提出了在道路两侧的这些载体上设置装饰照明时,不应干扰道路上的功能照明,也就是应该避免产生前述的那些问题。把功能照明和装饰照明结合起来进行设计是比较合适的协调方法,可以在不影响道路照明效果的前提下,完成装饰照明的设计。
5.3.2 本条针对机动车交通道路两侧设置的装饰照明可能造成对驾驶员视觉干扰,规定了所应采取的措施和基本要求。
5.3.3 本条是对机动车交通道路两侧设置广告灯光的基本要求。是针对目前国内在机动车两侧及灯杆上广告及灯光设置的混乱无序状态作出的规定。