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城市照明

城市照明

分类: 智慧城市
属性: 产品
最后修改时间: 2018年01月29日
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城市夜景照明具体地表现为:城市的广场、街道、公园绿地、住宅区、旧城中传统街区和诸多的纪念性标志建筑,以及在其中发生的人类各种活动等。

    人们看到的城市夜景照明往往是静态的,只是历史长河的一段时间。城市夜景照明的形成却是个动态的过程,好的景观是人们长时间经营、推敲、锤炼出来的。

夜景照明

凝聚成石头的历史、积淀的文化结晶,供人们享用和欣赏。多样丰富的优美的城市空间和景观环境,让人们生活在其中感到舒适、愉快、健康,并有着丰富的物质生活和精神生活内涵。因此,城市夜景照明中的核心要素不仅表现为审美的特征,更是一种感性、主观的意识形态,其含义包括空间、时间、交往、活动、意义等综合内容。

从内容来划分,城市景观包括三方面的内容,即视觉景观、生态环境和行为场所:

1、视觉景观主要是从人类视觉形象感受要求出发,根据美学规律,利用空间实体景物,研究如何创造赏心悦目的环境形象。

2、环境生态主要是根据自然界生物学原理,利用阳光、气候、动植物、土壤、水体等自然和人工材料,研究如何创造令人舒适的良好的物理环境。

3、行为场所主要是从人类行为心理的需要出发,利用空间设计及其文化内容的引导,创造出能满足人们行为心理的规律、使人赏心悦目、积极上进的环境。

从时间来划分,城市景观分为白天景观和夜晚景观。白天景观很好理解,这里不再多说。城市夜晚景观是城市白天景观的延续,但并非简单的重复,它与灯光的运用息息相关。灯光为夜晚空间环境提供所需的必备机能,如:商业机能、娱乐机能、休闲机能、交通机能等等,并通过各种高科技演光手段对城市夜间景观环境进行二次审美创造,为市民夜生活提供必要、舒适的休闲、娱乐、购物及交往的人工照明环境。城市夜晚景观可以表现自我,也可以通过城市夜间的各种物质组成要素间接展现出来,如:建筑、广告、橱窗、小品、绿化等。如果说城市夜晚景观的灯光塑造是舞台背景,那么社会文化活动则是夜晚景观的主题,背景始终是为了主题的展现而烘托气氛,并随着主题的展开而不断变换。它通过人的各种夜生活行为来展现,如:商业活动、娱乐活动、交通活动、节日活动等等。高质量的城市夜景观环境可以通过它的夜间照明水平来体现,但现代城市夜景观环境不仅仅包括高质量的城市照明体系,它更与城市居民的活动体系交融在一起。

因此,城市照明的塑造离不开灯光,特别是夜晚道路照明和夜景照明息息相关。与夜景照明不同,道路照明对城市景观的作用首先在于其功能性,即道路照明的效果—照度亮度眩光控制、诱导性、光色等指标以及由它们所构成的人工照明环境;其次,路灯本身的艺术性,即路灯的城市家具属性—造型、高度、色彩、布置方式等内容也是城市景观的重要影响因素。

道路照明

人类的发展史是一部不断追求进步,不断追求光明的历史,远古的先民们在漫长进化过程中,第一盏“光源”恐怕就是从大自然引来的第一堆篝火,日出而作,日落而息,后逐步从火把、松香、蜡烛发展至灯烛。18世界美国发明家爱迪生制成第一只实用的白炽灯,它开辟了电光源的先河,是人类照明史上的一座丰碑。1879年上海首先采用电灯后,我国的一些城市才艰难陆续改用电灯。从此,我国的路灯发展开启了新的篇章,在社会生活中发挥着越来越重要的作用。据2005年统计数据,全国622个城市共有城市照明918.63万盏,比1979年全国路灯总数57.02万盏增长了16.11倍。路灯作为城市基础设施的组成部分,在城市的交通安全、社会治安、人民生活和市容风貌中居于举足轻重的地位,发挥着不可替代的作用,标志着城市实力和成熟的程度,成为城市景观的重要组成部分。

随着我国城市建设的飞速发展,城市规模不断扩大,旧城改造如火如荼,城市路灯建设也走上快车道。从公开的报道可看到,不少城市的路灯数量成倍增长,路灯造型五花八门,层出不穷,在解决城市夜晚照明,为市民创造夜间交往环境的同时,也出现了很多实际问题。在追求城市形象的指导原则下,一些城市追求“越亮越好”,一盏灯能满足要求偏要装两盏灯,照度水平远超国家标准;一些城市过分强调路灯的装饰性,重视路灯的白天造型,功能性反而被忽略了,对晚上的照明效果考虑不周。在我国城市道路照明建设的狂飙猛进中,城市“面子”成了建设目标,长官意志成了金科玉律,市民的真正需求反而成了陪衬。

同时,也有不少城市把主要精力放在夜景照明建设方面,相关的研究、规划很多,大力塑造城市的“灯光夜景”,努力为城市锦上添花,而忽略了与市民生活息息相关的路灯建设,路灯有被边缘化的趋势,关注度很低。“有路无灯,有灯不亮”情况的不断出现,道路装灯率不高,正源于对市民真正需求的漠视。对一些无灯的街区,路灯无异于雪中送炭,对城市夜晚活动的作用是决定性的。城市夜景照明包括视觉景观、生态环境和行为场所等三个层次的内容,视觉景观、生态环境只是城市景观的表象和物理因素,更重要的在于行为场所,即人的活动。路灯影响着城市夜晚活动的开展和活跃程度,路灯设置合理,灯光环境适宜,市民夜晚更乐意外出活动,人们的交往强度增强,城市景观就更加引人入胜;路灯缺乏,安全度不高,市民夜晚必然减少户外活动次数,城市夜晚景观将变得乏味。

因此,道路照明作为城市中密度最大、数量最多的市政设施之一,其在城市景观中作用是不言而喻的,具有白天和夜晚双重景观作用。具体来说,道路照明的作用归纳如下:

1、提高夜晚环境质量

城市的夜晚因天然照明不足,一切陷于黑暗中,人们的活动受到限制。路灯创造了人工的照明环境,满足了市民活动的需要,使城市的夜晚因此而活跃起来。首先,增加了人们夜晚的能见度,提高安全感,创造夜晚舒适怡人的社会活动、交往空间。其次,保证车辆和行人夜晚活动的安全,减少夜间交通事故和犯罪、暴力事件的发生。最后,满足城市不同区域的功能需要,为各分区的活动和相互间的交通、联系提供照明条件。

2、美化城市形象

道路照明能明晰城市结构,将城市亮点有机联系在一起,表现城市夜晚整体格局,勾勒出城市夜晚的轮廓线,产生良好的艺术效果。

3、促进经济繁荣

城市照明使城市经济活动时间增长,促进了旅游与消费,这是照明之于城市的经济功能,对比北京王府井、上海南京路、广州上下九等商业街照明所带来的经济效益就可知道。

存在问题

从城市景观角度看待道路照明,不少人首先想到的就是路灯装饰化,在路灯造型上下功夫,专注装饰性而忽略功能性,或把路灯的功能性放在次要位置。这种认识非常有害,不少城市在主干道大搞花灯、庭院灯,灯本身美轮美奂,但眩光、散逸光严重,照明效果差强人意。

另一方面,不少人把景观照明设计简单理解为以灯为景,把灯作为城市景观的主角。事实上,路灯本身是城市景观,特别是道路景观的重要元素,但绝不是主角。白天,灯杆本身的设计再优秀,如果不能和周围的景观融为一体的话,肯定会破坏城市景观。晚上,路灯的意义在于提供光明,营造气氛,为市民的交往、活动提供安全、舒适的照明环境。

现实问题

我国城市照明建设取得了巨大成绩,也存在很多问题。从2001年至今曾到香港、北京、上海、大连、重庆、南京、杭州、苏州、厦门等城市进行路灯专题调研,各城市的情况有所不同,但主要问题很相似,并结合深圳实际情况,归纳如下:

(1) 忽略人的需求

路灯对城市景观的最大贡献,在于创造安全、舒适的人工照明环境,符合人的需求,从而提升市民晚上外出活动的意欲,促进城市活动的发生和发展,构筑和谐、怡人的城市景观。而人工照明环境和市民心理感受的好坏,主要由路灯的照度和亮度、眩光控制、诱导性、光色等功能性指标所决定。因此,我们必须从人的需求出发,首先考虑路灯的功能性,严格按照国内国际标准,根据道路的车速、车流量、人流量等因素,为快速路、主干道、支路和居住区道路等不同等级道路创造优美的照明环境,构筑良好的城市夜晚景观。但不少城市在提升形象的口号下,以灯为景,以亮为好,过分强调路灯的装饰性,路灯造型五花八门,层出不穷,路灯与周边环境的协调性很差,反而对城市整体景观造成破坏;同时,不理会道路等级标准,全部道路都采用高亮度,破坏了城市夜晚的明暗层次和主次脉络,眩光、散逸光严重,反而抑制了市民夜晚活动的意欲。

(2) 缺乏城市特色

路灯造型“千城一面”,各城市间互相抄袭严重,如上海世纪大道的球拍造型路灯,几年时间已飞遍全国,在大中小城市均能看到其身影。我国城市情况千差万别,城市风格各有特点,有的以历史见长,有的以现代取胜,路灯建设也应因城而异,反映城市特色。特别一些历史文化名城,如西安、苏州的老城区,路灯造型要体现历史的厚重。

(3) 缺乏整体性

国内完成城市照明专项规划的城市很少,深圳已编制但尚未正式实施。由于没有统一规划,路灯的风格各异,造型五花八门,色彩杂乱。一些分期建设的道路,各路段间杆型不统一,照度标准各异,甚至光色也不同,整体性无从体现,如果从整个城市层面看,路灯的整体性更差,各自为政的现象非常严重,路灯的选择往往在于领导的一句话。

(4) 与夜景照明割裂

路灯和夜景照明都是城市照明的重要组成部分,两者的互补性很强,但却往往被人为割裂,规划、设计、建设分开进行,管理权限在很多城市也分属不同部门,往往路灯属于市政、电力部门,夜景照明则由市容部门管理。由于不能协调建设,不但效果欠佳,还造成浪费。

对策

探讨城市照明作用和设计, 不能局限于路灯本身,只从技术层面考虑问题。以后,应从城市设计的角度,从城市景观的层面去考虑路灯:白天,能否和周围空间协调;夜晚,能否创造良好的气氛。同时,还要挖掘城市的文脉,从市民心理层面出发,尊重历史,尊重现状,使路灯成为构筑和谐城市的一个元素。

首先,必须以人为本,重视道路照明的功能性,照度和亮度、眩光控制、诱导性、光色等参数对城市夜晚景观的影响不言而喻,特别是市民的舒适度、安全感涉及行为心理的范畴。其次,要重视路灯的艺术性,它的造型、高度、色彩、布置方式,对城市白天景观影响很大。同时,加快编制城市照明专项规划,使路灯建设有规可循;制定城市照明设计指引,设定量化标准,使照明设计有据可依。

在建设国际化的城市过程中,更要吸取经验教训,重新审视城市照明在城市景观中的作用,对城市照明进行系统分析,做好城市照明设计:

1、路灯造型与道路尺度、周边环境之间建立美学联系。

2、从照度和亮度、眩光控制、诱导性、光色等重要参数着手,系统分析城市照明的夜晚景观效果如何与城市空间协调。

3、研究城市照明对人的夜晚活动的影响,确定不同照度、光色条件下的市民舒适度、安全感水平。

节能

节能是当前城市照明的关注点之一,是城市照明能否科学发展的关键所在。城市照明节能工作的重点是城市夜景照明。

节能方向

a)按城市照明总体规划实施单个项目。根据规划的要求和建筑物的具体情况综合定位该项目要不要做夜景照明,定位其表面照度或亮度,防止自行其事,盲目追求高亮度。

b)照明光源选择应根据照明效果需要,采用细管径直管型荧光灯、自镇流荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯等高光效的气体放电光源;应符合相应光源能效标准规定的能效限定值。

c)灯具选择要配光适宜、控光性能好,体现高效。灯具效率不宜低于GB50034的规定;荧光灯及高强度气体放电灯功率因数不应低于0.9及0.85。

d)电器附件选择功率损耗低、性能稳定,并达到节能评价值要求。

e)条件适宜的,采用风能、太阳能等可再生能源

f)照明控制又寸单个项目尽可能采用声控、光控、时控、调光、数字照明等科技手段,但应重在严格按平日、一般节日、重大节日三种模式控制运行,坚决纠正某些业主不分平日与节日,不分时段,均将楼体照得灯火通明。

至于要不要控制照明功率密度(LPD),笔者认为,为了在城市照明中推广和实施绿色照明、节导意义。但所规定的数值宜低于国内现况而稍高于约用电,解决普遍存在的建筑物立面照明亮度国外标准。不宜定得过低,若过低,不符合国情,偏高的问题,限制景观照明的用电量,可给定照明业主和设计师根本不采用,标准也等于白定。

节能现状

贯彻国家节能节电减排的重要国策和《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006,城市道路照明已成为节能一个重要领域,城市照明的目的就是利用合理的光源安装配置,起到保障市民出行安全和美化城市的作用。随着国力增长和科技的进步,以及对能源效率意识的提高,我们在道路照明光源的使用上,已经走在了世界的前列。道路照明光源以高强度气体放电灯(HID)为主,主要指金属卤化物灯和高压钠灯,是二十世纪后期在世界范围内被迅速推广的新一代光源,具有发光效率高,耗电少,寿命长等优点,以替代传统的白炽灯和汞灯,安装更换比例和速度甚至超过了许多欧美发达国家,但在运营管理方面,特别是对如何提高效率,降低能耗方面仍然存在一些无法克服问题,并且缺少有效的技术手段。中国作为一个大国,城市化发展一日千里,中国政府特别为城市照明制定了“十一五城市绿色工程规划纲要”。并且以2005年为基数年,城市照明节电目标5%,5年(2006年-2010年)累计节电25%,根据十一五要求必须要达到节电290亿千瓦时,减少二氧化碳排放2900万吨的目标。

需解决问题

面临的挑战主要集中在技术和管理两个层面。以下主要讨论有关技术层面的问题。

道路照明光源以高强度气体放电灯(HID)为主,广泛用于与之配套的电器设备包括电感镇流器触发器和补偿电容。这些配套设备在使用过程中会出现以下几个无法解决的问题:

1.功率因素

电感镇流器自身功率因素很低,虽然可以通过电容补偿将功率因素提高到0.9左右,但随着时间的推移,电容在生命周期中将不断衰减失效。

2.自身功耗大

电感镇流器的自身功耗通常要达到光源的12%-18%,造成很多电能消耗。

3.无法恒功率输出

电感镇流器的输出功率不稳定,随着输入电压的变化而变化,因此在输入电压不稳定,特别是在下半夜电压高的情况下,会耗费大量的电能。以400瓦为例,当输入电压达到260伏的时候,电感镇流器的输出功率将达到600多瓦,比正常情况下要多耗费近50%的电能。

4.无智能调光功能

在夜半时分人车稀少的时候,道路通常可以不需要很高的光源照度,但由于这时候电压通常会很高,在电感镇流器控制下的光源不但不能降低光照度,而且还会因为电压的增高而提高灯光亮度,造成不必要的浪费。市场上出现了一些具有调光功能的电感镇流器,似乎可以解决这个问题,但是价格高昂,同时即使可以解决调光问题,其余的几项问题也不可能得到解决,充其量只是一个过渡性的产品,因此许多发达国家如欧盟等国都不建议推广使用(见欧盟经济合作组织路灯报告2007年)。

解决方案

根据路灯的实际使用情况,结合国家节能减排的要求,为城市道路照明设计了高效节能的解决方案----《数字节能集成控制器》。它是一个更新换代的光源控制系统,针对与光源相配套的电器设备,包括电感镇流器、触发器及补偿电容在实际使用中所存在的具体问题而设计的。解决方案的目的是为了提高效率,降低能耗,降低安装成本,延长光源的使用寿命,把传统的光源设备换成新一代的智能光源设备-----使光源设备拥有自己的大脑。使用中电能数字节能控制器具有以下优点:

1、 降低供电线路成本,降低变压器容量

2、 高效节省电费开支

3、 灯泡寿命提高一倍

4、 清洁电网,提高电网使用效率

以沿海开放城市为例,路灯每年需要更换一次灯泡,更换一只灯泡所需费用(含镇流器损耗、人工、车辆等)为120元,该市共有两万多只常开的路灯,则每年仅更换路灯灯泡的费用就高达两百多万元人民币,如果采用了数字节能控制器,路灯灯泡的使用寿命可延长一倍,仅此一项,一年就可节约开支两百多万元,加上节电30%,一年可节约七百多万元电费,两项相加就有近千万元之巨。如果450万元作为先期投入,半年内所节约的费用即可回收,逐年节约的资金可以重新投入市政建设。

通过对城市道路照明现状的分析,提出适应节能减排形势下的道路照明节能解决方案,目标是达到节能40%-60%的节能效果,协助政府完成在十一五期间城市照明节电目标。

方案价值

数字节能集成控制系统能节约电费支出,有效的降低市政服务的成本和提高中小企业的效益。

根据中国市政工程道路照明专业委员会统计,在718个城市中,城市照明已达13723万盏,并且每年以超过10%速度快速发展。如果全部使用数字节能控制器,每年可为城市照明节约电能约363.87亿度电;以1元/度计算,节约电费约363.87亿元,每年可为城市节省约1212.9万吨发电标准煤,每年可为城市减排二氧化碳约3170.85万吨。

设计要素

(1) 人工光源的性质、发展和应用场合;

(2) 控制系统的性质、进步和应用场合;

(3) 光与色的合成及其与建筑环境的关系;

(4) 人对光与色的生理与心理效应;

(5) 环境艺术照明的基本表现方法;

(6) 城市灯光环境的规划与设计方法;

(7) 城市灯光环境设计文件的合理化与规范化;

(8) 环境艺术照明设计意图的表现方法;

(9) 光污染的治理与城市灯光环境的规范化;

(10)城市灯光环境工程实施。

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