道路照明發(fā)展概況

道路最初是用點燃木材照明，后來逐步發(fā)展為用油燈、汽燈、電弧燈、碳絲白熾燈、高壓汞燈，現(xiàn)今道路照明主流光源為高壓鈉燈?；谌蛐怨?jié)能減排政策，部分新型節(jié)能光源(如LVD無極燈、LED燈和新型索明氙氣路燈)也已逐步應(yīng)用到道路照明工程中，并發(fā)展迅速。1558年巴黎街道上設(shè)置了裝有松脂或木條的容器，天黑時點燃松脂或木條照明。1667年冬季，在一些街道上改用油燈。1806年，美國巴爾的摩城的街道用汽燈照明。1842年，巴黎出現(xiàn)電弧燈，不久就將這種燈應(yīng)用于街道上。1878年，英國人J.W.斯旺首先提出用碳絲白熾燈。1932年，荷蘭人開始在街道上用低壓鈉燈照明。1935年，發(fā)明了高壓汞燈。1965年，高壓鈉燈問世，并用于道路照明。中國最早是1865年在上海南京路上安裝了10盞煤氣燈;1882年在上海外灘安裝10盞電弧燈;1890年上海開始在街道上使用白熾燈。各國除在城市道路上采用沿路設(shè)燈連續(xù)照明和在部分高速公路或交通量很大的公路上采用連續(xù)照明外，在一般公路上，由于經(jīng)濟效益問題，多不采用連續(xù)照明。

通常用規(guī)定的路面平均照度和均勻度兩個指標(biāo)。前者的單位是勒克斯，即每一平方米水平照射面積上，均勻分布一流明的光通量。后者是最小水平照度與平均水平照度的比值。實際上，路面的亮度分布與照度分布有相當(dāng)大的差別。采用路面照度作為道路照明指標(biāo)不能給出視感條件的真實情況。因此，國際照明委員會建議道路照明的質(zhì)量用路面亮度、均勻度、眩光和誘導(dǎo)性四個指標(biāo)衡量。亮度是道路表面單位面積上反射出的光量，用cd/m2作單位。均勻度是路面上亮度分布的均勻程度。影響駕駛員視覺舒適感的均勻度等于行車線上路面最小亮度與平均亮度之比。即使平均亮度較高，但亮度分布不均勻的路面，在明暗相差很大的地方,障礙也難以發(fā)現(xiàn)。眩光是強光直射駕駛員的眼睛,使眼睛不舒適，產(chǎn)生視覺障礙，看不清物體的現(xiàn)象。眩光使眼睛不舒適的程度用表示主觀感覺的眩光指數(shù)G評定。國際照明委員會推薦:G=1，無法忍受;G=3，有干擾;G=5，允許的極限; G=7，比較滿意;G=9，無影響。眩光與光源的亮度、視線與光源的夾角、路面平均亮度等因素有關(guān)。誘導(dǎo)性是用照明告知駕駛員有關(guān)前方道路線形、起伏、交叉、車流分合的有關(guān)信息。國際照明委員會建議，城市干道、高速公路的路面亮度取2cd/m2，縱向均勻度取0.7，G=6。日本已采用路面亮度作為道路照明指標(biāo)。美國等多數(shù)國家仍用照度作道路照明標(biāo)準(zhǔn)。照度和亮度可以互相換算。路面P點的亮度等于該點的照度乘該點的亮度系數(shù)。

道路照明用的照明器有高壓鈉燈、低壓鈉燈、無極燈、金鹵燈、熒光燈、新型索明氙氣路燈等。白熾燈、高壓汞燈、低壓鈉燈由于光源性能缺陷已逐漸被淘汰。照明器要合理使用光能，防止眩光。照明器發(fā)出的光線要沿要求的角度照射，落到路面上呈指定的圖形，光線分布均勻，路面亮度大，且眩光小。為減少眩光，可在最大光強上方予以配光控制。

道路照明用的照明器大體可分為截光、半截光和不截光三種類型。①截光型:照明器照射到路幅外的光線不超過光源額定流明的10%，控制光線沿路分布，產(chǎn)生的眩光小。適用于主要街道、干線公路和高速公路。②半截光型:照明器照射到路幅外的光線不超過光源額定流明的30%，控制光線沿路分布。適用于一般等級的街道。③不截光型:照明器對最大光強上方的光通量不加限制，眩光大，只適用于周圍環(huán)境明亮的街道或交通量很少的次要街道。照明器的射程,由光束的仰角決定，用從照明器到最大燭光束照射到路面的距離長短區(qū)分，可分為短射程、中射程、長射程三種。

根據(jù)道路斷面形式、寬度、車輛和行人的情況，照明器可采用在道路兩側(cè)對稱布置、兩側(cè)交錯布置、一側(cè)布置、分隔島雙叉布置和路中央懸掛布置等形式。道路交匯區(qū)采用高桿照明方式。一般說來，寬度超過20米的道路、迎賓道路，可考慮兩側(cè)對稱布置;道路寬度超過15米的，可考慮兩側(cè)交錯布置;較窄的道路可用一側(cè)布置。在道路交叉口、彎道、坡道、鐵路道口、人行橫道等特殊地點，一般均布設(shè)照明器，以利于駕駛員和行人識別道路情況，其亮度標(biāo)準(zhǔn)也較高。在隧道內(nèi)外路段和從城區(qū)街道到郊區(qū)公路的過渡路段的照明，則要考慮駕駛員的眼睛對光線變化的適應(yīng)性。照明器的功率、安裝高度、縱向間距是配光設(shè)計的重要參數(shù)。組合好這三個因素，可得到滿意的照明效果。

今后道路照明的發(fā)展方向是注意節(jié)約能源，選用發(fā)光效率高的光源改裝現(xiàn)有道路照明，逐步更換大量使用著的小白熾燈。隨著新光源的出現(xiàn)，道路照明器安裝高度趨于加高，縱向間距趨于增大。

在城市的機動車交通道路上設(shè)置照明的目的是為機動車駕駛?cè)藛T創(chuàng)造良好的視覺環(huán)境，以求達到保障交通安全、提高交通運輸效率、降低犯罪活動和美化城市夜晚環(huán)境的效果。在人行道路以及主要供行人和非機動車使用的居住區(qū)道路上設(shè)置照明的目的是為行人提供舒適和安全的視覺環(huán)境，保證行人能夠看清楚道路的形式、路面的狀況、有無障礙物;看清楚同時使用該道路的車輛及其行駛情況和意向，以便能了解車輛的行駛速度和方向、判斷出與車輛之間的距離;行人相遇時，能及時地識別對面來人的面部特征并判斷其動作意圖，方便人們交流，并能夠有效防止犯罪活動;此區(qū)域的道路照明還能對居住區(qū)的特征和標(biāo)志性景觀以及住宅建筑的樓牌樓號進行適當(dāng)?shù)妮o助性照明，有助于行人的方向定位和尋找目標(biāo)需要;另外，居住區(qū)的道路照明有助于創(chuàng)造舒適宜人的夜晚環(huán)境氛圍。

道路照明的質(zhì)量主要表現(xiàn)在下上4個方面:

道路平均亮度按道路等級有不同的亮度要求。一般快速路和主干道瀝青路面都需要2cd/m2以上的亮度要求。次干道和輔助道路或小區(qū)道路要求相對較低。具體可以參照現(xiàn)行道路照明設(shè)計規(guī)范。

平均照度指路面所有照度的平均值，是照明強度單位，一般用Lx來表示。

道路照明應(yīng)努力在不舒適眩光限制在一定范圍內(nèi)。一般用G值來表示。一般情況下，G=7(G=1將令人無法忍受，俗稱光污染)。

要讓駕駛員在一定距離外能立即辨認出這條道路的方向，特別是他自己要走的那條路的方向。

道路照明燈具一般分為3類:

1.截光型。

2.半截光型。

3.非截光型。

前2類適合于城市大多數(shù)路面的照明，路面亮度高，照度均勻。缺點是當(dāng)燈具點亮后因眩光的影響無法體現(xiàn)出燈具本身的造型。后者適用于庭院照明，燈型美觀，缺點是光源浪費嚴重且照度不高。

道路燈桿分為很多種，常用的有如下幾種:

1.圓錐形燈桿。

2.多邊形燈桿

3.直桿

4.方形桿

5.多桿(雙桿，3桿或4桿等)

路燈的安裝方法又有5種:托架形、高拽形、直桿形、懸索形、吸壁形。

2009年初，為了擴大內(nèi)需，推動中國LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，降低能源消耗，中國科技部推出"十城萬盞"半導(dǎo)體照明應(yīng)用示范城市方案，該計劃涵蓋北京、上海、深圳、武漢等21個國內(nèi)發(fā)達城市，隨即，以LED道路照明工程全面展開，并取得預(yù)期效果。

2009年4月，科技部于啟動了"十城萬盞"半導(dǎo)體照明應(yīng)用工程試點工作。為進一步了解各試點城市的工作進展情況，支撐下一階段"十城萬盞"半導(dǎo)體照明應(yīng)用工程試點工作，國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟受科技部高新司委托，擬于2010年7月-9月對"十城萬盞"試點城市的試點工作進展情況進行分析調(diào)研。

國內(nèi)在道路照明上使用最多的電光源是白熾燈、高壓汞燈和高壓鈉燈，因為它們分別具有價格便宜、使用方便和有很高的發(fā)光效能以及較長的使用壽命。

道路照明的電光源選用，首先應(yīng)滿足道路等級對照度(或亮度)的要求下，再滿足高光效、長壽命，在一般道路或廣場，不考慮顯色指數(shù)與色溫度。

從光效角度選用電光源，其排列順序為低壓鈉燈、高壓鈉燈、高壓汞燈、自鎮(zhèn)流高壓汞燈、白熾燈。從壽命角度選用電光源,其排列順序為高壓汞燈、高壓鈉燈、(外觸發(fā)高壓鈉燈和內(nèi)觸發(fā)高壓鈉燈)、低壓鈉燈、自鎮(zhèn)流高壓汞燈、白熾燈。

氣體放電燈中光效最高的是低壓鈉燈，它的光效150 lm/W，而高壓汞燈只有50 lm/W，高壓鈉燈100 lm/W?？梢?，如用低壓鈉燈替代高壓汞燈可節(jié)電66%。低壓鈉燈的適用場合很多，一般較宜用在郊區(qū)公路上，如ND18的燈泡能制成任意向點燃，并與阻抗式鎮(zhèn)流器配合，在北京使用的平均壽命已達4000h以上，以取代大量使用的白熾燈泡，是很有前途的并更為適用。自鎮(zhèn)流高壓汞燈因壽命短，光效低等缺點，不宜作道路照明光源，在各種場合應(yīng)嚴格限制生產(chǎn)與使用。