道路照明系统设计课件

第十二章

照明系统设计1234学习要点

照明系统基础知识路段照明系统广场照明系统

隧道照明系统5桥梁照明系统

照明节能措施6学习目标：了解照明系统基础知识

了解路段、广场、隧道及桥梁照明灯具选择及布置形式和照明方式

掌握照度亮度的计算方法

了解高速公路和隧道的照明节能措施第一节照明系统基础知识一、照明系统功能及分类照明系统功能：

①使车辆在夜间行驶时获得良好的视觉信息，改善夜间行车条件，提高通行能力、减少交通事故；②减少运行时间，吸引车辆在夜间行驶，有效地减轻白天高峰期的拥挤程度，提高道路使用效率；③提高交通诱导性，美化环境、改善景观。照明系统分类:路段照明、广场照明、隧道照明和桥梁照明。第一节照明系统基础知识二、道路照明质量指标为了保证夜间车辆在道路上安全迅速地行驶，必须具备良好的视觉条件。观察者的视觉可靠性取决于照明条件下观察路面变化的能力和舒适感，即“视功能”和“视舒适”，道路照明的质量指标如下表。

第一节照明系统基础知识1.照明水平亮度：视感觉的强烈程度，取决于路面或物体的表面亮度式中：

——表面照度，lx（勒克司）；

——亮度系数，即该表面向观察者方向反射光总量的一个量值。平均亮度：式中：

是第i个计算点的亮度；n是计算点总数。第一节照明系统基础知识总亮度均匀度:式中：——观察区域内的最小局部亮度；

——观察区域内的平均亮度。纵向均匀度

:式中：—车道中心线的最小亮度；

——车道中心线的最大亮度。

2.均匀度第一节照明系统基础知识3.眩光

眩光有失能眩光和不舒适眩光两种。使视觉减弱的眩光称为失能眩光，用阈值增量表示；使眼睛产生不舒适感的眩光称为不舒适眩光，其眩光程度用眩光等级G表示。4.环境照明系数对于机动车驾驶人来说，其眼睛的一般视觉状态主要取决于路面的平均亮度，但道路周边环境的亮暗会干扰眼睛的一般适应状态。环境照明系数SR，为相邻两灯杆之间路边5m宽区域内的平均照度和道路内由路边算起5m宽区域的平均照度比值。

第一节照明系统基础知识5.视觉诱导性视觉诱导性是反映道路观察者前面的景象所引起的诱导性综合效果的程度，良好的诱导性能使驾驶人看清前方道路条件，安全驾驶。

6.光污染照明设施为我们提供了良好的视觉环境，但同时也对良好的夜间环境产生干扰或其他消极影响，已成为重要的光污染源。

第一节照明系统基础知识二、道路照明设备1.道路照明光源

照明光源就其发光原理来说有热辐射发光（如白炽灯和卤钨灯）、光致发光（荧光灯）、气体放电发光（钠灯、汞灯和金属卤化合物灯）、电致发光（二极管）四种。路段、隧道、及广场照明光源及应用地点如下表所示。

第一节照照明明系统基基础知识识2.道路照明明灯具①灯具类类型道路照明明灯具对对于限制制眩光的的要求较较重要，用于道路路的灯具具分为全截光型型、截光光型、半半截光型型和非截截光型四种。②灯具的的选择高速公路路照明灯灯具的选选择须考考虑是否否有效防防止眩光光效应和和最大限限度地把把光通量量射到需需要的地地方；另结合合道路条条件和照照明需要要选择相相适应的的灯具。。③灯具的布布置高速公路路灯具主主要有杆杆柱照明明、高杆杆照明和和悬索照照明三种种。第一节照照明明系统基基础知识识杆柱照明明：把照明器器安装在在杆柱的的顶端，，杆柱沿沿高速公公路两侧侧配置，，广泛应应用于路路段照明明。杆柱照明明的特点点：可沿线线形任意意布置灯灯杆、灯灯具，提提高灯具具效率，，同时具具有良好好的视觉觉诱导性性。高杆照明明：在15m～40m的高杆上上安装由由大功率率的光源源组成的的多个照照明器，，进行广广阔范围围内的大大面积照照明。主要适用用于高速公路路的立体体交叉、、收费广广场、服服务区广广场和线线形复杂杂、视野野广阔场场所的照照明。悬索照明明：悬索式照照明是在在高速公公路的中中央分隔隔带上设设置较大大杆距的的杆柱，，其高度度一般为为15～20m，在杆柱柱间拉起起钢索，，并把照照明器悬悬挂在钢钢索上进进行道路路照明。。第一节照照明明系统基基础知识识三、照照明的控控制方式式从功能分分:有时控、、光控、、时控和和光控相相结合三三种。时控是指根据据道路所所在位置置的纬度度、所处处的季节节，确定定天黑和和天亮的的时间，，通过时时钟控制制器来控控制路灯灯的开关关。光控即光感应应控制，，根据道道路的照照度水平平及白天天和黑夜夜的亮度度变化，，输出一一定值的的信号来来实施开开关控制制。从实现方方式分:有人工控控制、自自动控制制及远程程控制。。人工控制制是对相应应的道路路照明线线路实施施手动开开关控制制。自动控制制包括时控控和光控控。远程控制制是功能更更为全面面、系统统更复杂杂的智能能化控制制方式，，分为开开关型和和智能型型。第二节路段照明明系统一、路段段照明设设置条件件与标准准1.路段照明明的设置置条件设置路段段照明设设施是为为了保证证行车的的安全与与舒适。。影响因素素:从安全角角度出发发，主要要有路段段性质、交通流性性质、安全要求求、经济效益益评价。2.路段照明明设置标标准依据（GBT24969——2010）《公路路照明技技术条件件》，高高速公路路路段、、广场、、桥梁、、相关场场所等应应满足平平均亮度度、亮度度均匀度度、平均均照度、、眩光限限制、环环境比等等各项指指标推荐值值值如下。。二、路段段照明方方式常采用杆杆柱式照照明，沿沿道路一一侧、两两侧或中中间车带带上布置置，灯杆高度度通常不不超过12～13m。1.直线路段段照明布布置适用于道路有有效宽度度小于等等于灯具具安装高高度的情情况；优点：造价低，，诱导性性好；缺点：两个方向向行驶车车辆得到到的照明明条件不不同。适用比较宽的的道路，优点：亮度总均均匀度能能满足要要求，在在雨天提提供的照照明条件件比单侧侧的要好好；缺点：易出现明明暗交替替的光斑斑，亮度度纵向均均匀度差差，诱导导性较单侧差。适用双向双车车道以上上的公路路，要求求灯具安安装高度度不小于于路面有有效宽度度的50％；优点：路面平均均亮度增增加，诱诱导性良良好。适用于有中间隔隔离带的的双幅路路；优点：效率较高高，诱导导性好。适用于中间有间间隔地带带的直线线路上。2.杆柱照明明灯具安安装基本本要求灯具的安装高度度（h）由灯具布置置方式、、路面有有效宽度度、灯具具配光及及光源功功率来决决定，一般在15m以下。随随着安装装高度的的增加，，眩光减少，舒适适感增加加；但成本也增加，光光通量利用率降低。安装间距距（s）与灯具具配光、、安装高高度、路路面纵向向均匀度度有关，，安装高高度越高高，间距距可以越越大，可以减小小路面亮亮度变化化，增加加视觉舒舒适感。。外伸部分分（oh）加大大外伸长长度可使使灯具伸伸入车道道的长度度增加，，车道接接受的光光通量加加多，提提高路面面平均亮亮度，但但路肩或或紧急停停车道的的光通量量下降。。倾斜角度（θ）灯具尽尽量采用水平平安装，考虑虑美观，倾角角可以做成5°或15°，一般希望望5°以下。为了达到路面面亮度分布均均匀，对不同同类型配光的的灯具按照不不同的配置方方式，将其安安装高度（h）、安装间距距（s）、道路宽度度（w）的比率限制制在一定范围围之内，参照照下表。3.曲线路段照明明布置（1）平曲线半径径大于等于1000m的曲线路段，，其照明灯杆杆可按直线路段进行照明布设设。（2）在反向曲线线路线上，宜宜固定在单侧侧设置灯具，，产生视线障障碍时，可在在曲线外侧增增设照明灯杆杆，如图。（3）平曲线半径径小于1000m的曲线路段，，照明灯具的的布设间距宜宜为直线路段段的0.5~0.7倍，平曲线半半径越小，灯灯具布设间距距也应该越小小，如图。（4）转弯处的灯灯具不应安装装在直线路段段的延长线上上，如图；以免驾驶员误误认为是道路路向前延伸而而发生事故。。（5）急转弯处安安装的灯具应应能给车辆、、缘石、护栏栏以及周围环环境提供充足足照明。（6）当曲线路段的的路面较宽需需采取双侧布布置灯具时，，宜采用双侧侧对称布置。。一、立交广场场照明设计1.立交广场照明明设计原则和和要求原则：在考虑立交交结构型式、、周围环境要要求的前提下下，既要达到到照明的使用要求，，又能反映出出立交的线形美和结构整体的的造型美，同同时还要考虑虑经济实用和维维修方便。要求：1）照明范围大大要在立交所在在的范围内保保持平均照度度不低于20lx，均匀度高于于0.4的大面积照明明。2）光学诱导性性强利用照明器布布置的光点形形象地显示立立交造型、弯弯道半径、道道路前进方向向和坡度等视视觉信息，为为驾驶人提供供良好诱导性性。3）眩光控制好好立交层次多，，转弯半径小小，道路起伏伏变化大，不不同位置灯具具的投光角度度很难控制，，容易产生刺刺眼的眩光，，给在立交中中行驶的驾驶驶人造成视觉觉不舒适。第三节广广场照明系统统2.立交广场照明明布置及照明明方式选择①灯具布置（1）单侧布置：：如果桥面不宽，属属于单向行车车时（如匝道桥桥），在一侧侧布置灯具，，诱导性好、造造价低。（2）双侧交错布布置：亮度总均匀度度要比单侧布置置好，但纵向向要差一些，，适合于桥面较宽的立交桥上。。（3）双侧对称布布置：纵向均匀度和和诱导性比双侧交错布布置好，适合合于桥面较宽的立交桥上。（4）中心对称布布置：灯具布布置在中间分分隔带上，比比两侧布置经经济，且可获获良好的视觉诱导性。②照明方式选选择在复杂立交照照明设计中，，可以考虑按按常规低杆和和高杆照明两两种照明方式式进行设计。。对于大型立立体交叉宜优优先采用高杆照明。第三节广广场照明系统统高杆照明的优优点：（1）照明范围广广阔，光通量量利用率高；；（2）使用高效率率大功率光源源，经济性好好；（3）由于杆塔很很高，下面亮亮度均匀度高高；（4）驾驶人员很很容易从远处处看到高杆照照明，便于预预知前方情况况；（5）一般在车道道以外安装，，易于维修、、清扫和换灯灯，不影响交交通秩序。高杆照明的分分类：高杆照明的结结构通常有柱柱式和塔式两两类，灯架分分为固定式（（单柱或多柱柱）、升降式式（电动升降降或手动升降降）和液压可可倾倒式三种种。（1）固定式灯盘盘不可升降，，优点有利于到灯盘盘上调整灯具具的瞄准角度度，缺点上下不方便，，尤其是天气气恶劣时，危危险性较大、、不易维护。。（2）可升降灯盘盘优点维修比较方便便，并可携带带1～2人升到杆顶进进行检修，缺点不便于调整灯灯具的瞄准点点。（3）液压可倾倒倒式高杆优点只需一个维护护人员站在地地面便可进行行维护工作，，且一辆维护护车即可用于于所有同型号号高杆。第三节广广场照明系统统二、收费广场场照明①收费广场照照明的设计原原则（1）收费广场照明质量，即路面亮度度（或照度））水平、均匀匀度、眩光限限制等均满足足现行规定的的指标，同时时应具有良好好的诱导性；（2）投资低、耗耗电少、既经经济又节能；；（3）运行安全可可靠、维护方方便；（4）在符合上述述原则的前提提下尽可能采采用先进的照照明技术。②收费天棚照明明的设计原则则（1）收费天棚内内照明的亮度、光色及显色性要满足要求；；（2）收费天棚内内的照度要均匀，同时应与棚棚外收费广场场的对比协调调；（3）收费天棚及及收费亭内的的灯具布置不不引起对驾驶驶员的眩光效效应。1.设计原则①收费广场照照明的照明方方式通常的照明方方式有：高杆杆照明、中杆杆照明、低杆杆照明。收费费广场规模相相差较大，针针对这种情况况在设计中采采用了低、中、高杆杆相结合的方式。用低低杆灯解决小小型收费广场场的照明问题题，而且造价价省；中杆灯灯及高杆灯用用于大中型收收费广场的照照明设计。②收费天棚照明明的照明方式式收费车道、收收费岛和收费费亭都在收费费天棚覆盖下下，其照明与与收费广场照照明相比更为为重要，因为为在灯光照明明下，收费员员可以清晰地地看清车型，，便于收缴费费用。收费天棚照明明器的类型一一般采用嵌装在顶棚之之内的嵌入式式窄射光类的的照明器。。2.照明方式3.照明灯具的安安装高度和配配置高杆照明方式灯具安装装高度H：收费广场投光光灯照明方式式：第四节隧道照明系统统一、隧道照照明设计的影影响因素1.隧道的视觉现现象车辆通过隧道道，白天和夜夜晚的视觉环环境变化不同同。白天当驾驾驶人驶近隧道时，由于隧道道内外亮度差差别很大，看看到的是一个个黑洞；进入隧道以后，亮度突然降低低，视觉不能迅迅速适应；车辆接近隧道出口口时，外面亮度度很高，驾驶驶人看到的是是一个刺眼的的眩亮白洞。2.车辆尾气尾气对能见度造成成了不良影响，降低亮度对比度和和照明效果，严影影响隧道照明质量量。3.路面、墙壁和顶棚棚的种类及反射率率4.其他不同的隧道对应的的照明设计要求有有所不同，隧道长长度、宽度、线性性、交通状况以及及周边环境等因素素对隧道的照明设设计有一定影响。。第四节隧道照明系统二、隧道照明措施施及照明标准1.洞外设置专用减光光措施在接近入口处地段段设置遮光棚、铺铺设黑色路面以及及植树或铺植草坪坪等，借以降低此此段的天然亮度，，并使路面的亮度度与洞口亮度相适适应。2.分段设置不同亮度度为减小洞外和洞内内的亮度变化率，，隧道照明一般应应划分为①中间段段照明；②入口段段照明；③过渡段段照明；④出口段段照明；⑤接近段段减光设施；⑥应应急照明；⑦洞外外引道照明，如图图所示，各段长度度和亮度的高低随随设计车速及洞外外亮度等因素而变变化。3.应急照明长度超过200米的隧道必须设置应应急照明系统。第四节隧道照明系统1）入口段照明根据《JTJ026.1-1999公路隧道通风照明明设计规范》，对对于长度很短的隧隧道（如小于100米）无需设置照明；；对于长度超过100米的隧道必须设立洞洞内照明，其中包包括入口段、过渡渡段、中间段、出出口段照明。入口口段的长度主要取取决于洞内外亮度度之差，同时还与与设计车速、洞外外光亮度、洞内照照度和洞壁材料等等因素有关。（1）入口段的亮度（2）入口段长度第四节隧道照明系统2）过渡段照明（1）过渡段亮度过渡段由三个照明段组成，，与之对应的亮度度可按表12-14取值。（2）过渡段长度过渡段各照明段的的长度可按表12-15取值。3）中间段照明中间段亮度可按表表12-16取值，路面亮度总总均匀度和纵向均均匀度应不低于表表12-17、12-18所示。4）出口段照明对于单项交通隧道道，出口段长度一一般取60米，亮度一般取中间间段（基本段）亮亮度的5倍。隧道出口过渡渡照明区照明标准准见表12-19。对于双向交通隧道道，出口与入口起起同样的作用，可可不设出口段照明明。5）调光随着隧道外部亮度度如晴天、雨天和和交通量不断变化化，隧道入口各段段的亮度、照度均均要变化，因此需需要根据洞外亮度度和交通量变化对对入口段、过渡段段、出口段的亮度度、照度进行调整整，如表12-20和12-21所示。三、隧道照明灯具具的选择与配置1.照明灯具的选择照明灯具多采用吸顶式或嵌入式，而悬吊式灯具由由于占用建筑空间间较大而应用较少少。隧道照明用用灯具的选择应考考虑和注意以下几几点：（1）应有合理的配光特性。在隧道内应根据据布置灯具的位置置，分别选用对称称配光和非对称配配光的灯具。（2）应有一定的保护角和限制眩光的措施，保护角一一般不少于30°。为了控制眩光光，一般可选用有有灯罩的灯具。（3）灯具配件安装应应易于操作，并能能调整安装角度。。（4）应有防火、防尘尘、防腐蚀和抗震震的功能。（5）便于安装、维修修，特别需要考虑虑便于更换灯泡。。2.照明灯具的配置灯具排列有对称、、交错、中线等三三种布灯方式，根据隧道内亮度分分布的测定，灯具具安装间隔可按以以下两种情况决定定：1)考虑亮度分布时：：2）考虑闪光时：为了避免灯具不连连续直射光由侧面面进入驾驶室造成成“闪光”，应尽尽量不将灯具装在在侧面，而装在墙墙面及天棚顶轴线线之间的位置，并并采用对称或交错错排列方式，“中中线排列”方式灯灯具维修困难，故故不常采用。此外外，如从亮度分布布考虑，采用对称称排列为好。第五节桥梁照明系统一、桥梁照明要要求（1）一般大桥照明设设计标准与道路照照明基本一致，桥面照明亮度应高出与其相连接的进出出口主线道路。（2）对于桥下有通航航要求的桥梁，其其照度除了要满足大桥桥面的照照明要求外，还应注意桥上上设置的照明设施施可能对过往船舶行驶造造成的不利影响。。（3）对位于特殊地理理位置的具有重大大意义和观赏价值值的大型桥梁，除除了考虑行车安全全需要的正常照明外，还要设置供夜间观赏的立面照照明，从而可以产生较较强的艺术效果。。（4）在桥面出现较陡陡坡度时，桥面高高度和与其联接道道路高度相差比较较大，或为了突出出大桥造型而采用用一些装饰照明的的情况下，桥梁照照明要限制眩光。（5）只是在桥面很窄窄、对照明要求不不高或常规照明方方式接受不了的特特殊情况才采用栏栏杆照明方式。二、桥梁照明方式式1.吊索桥照明:桥塔一般采用泛光光照明，桥体及主主缆采用轮廓灯照照明。2.混凝土T型桥照明：注意突出桥体及桥桥墩，突出桥体轮轮廓线。3.斜拉索桥照明：一种是用投光灯顺顺拉索方向由下向向上投射；另一种种是从侧面向拉索索进行投