道路照明道路照明设计标准参数,标准,目的道路照明设计标准参数,标准,目的摘要：道路照明灯具的空间光分布测试是道路灯 具设计和照明设计工程的基础，文章从道路照明 的光度要求出发，分析了道路灯具的光度分布特 点，以及国内外相关标准对道路灯具的光度测试 要求，并对各种分布光度测试系统进行了分析对 比，最后对分布光度数据在照明设计等领域的应 用进行了详细的介绍。摘要：道路照明灯具的空间光分布测试是道路灯 具设计和照明设计工程的基础，文章从道路照明 的光度要求出发，分析了道路灯具的光度分布特 点，以及国内外相关标准对道路灯具的光度测试 要求，并对各种分布光度测试系统进行了分析对 比，最后对分布光度数据在照明设计等领域的应 用进行了详细的介绍。道路照明的主要目 的是为了使各种机动车辆的驾驶者以及行人在自 然光照不理想的情况下能辨认出道路上的各种情 况；在保证交通安全的前提下，尽量采用高效、 节能的照明灯具和控制电器，并创造一个舒适、 美观的照明环境。道路照明灯具的空间光分布是 决定道路照明效果的关键性指标，路面和空间中 某一点的照度、亮度及眩光等方面光度信息都是 由它计算所得到的。而且，合适的配光分布是提 高照明效率的重要手段。在道路照明中，国内普遍对光源和电器的效率比 较关注，而对灯具的空间配光要求、灯具的反射 器设计、道路照明的科学计算还不够重视。因此 在未来的道路照明中，加强对空间光分布的要求 ，科学地选择照明灯具，是提高照明质量、节约 能源、保证交通安全的重要途径。1 道路照明的光度要求作为道路照明的质量评价指标，IES，CIE以及我 国的国家标准对道路照明均有明确的光度要求规 范，其中包括以下几点：1.1 路面的平均亮度水平道路表面的平均亮度水平影响着驾驶员的对比敏 感度，因而也影响着知觉的可靠性。在道路照明 中，驾驶员观察路面障碍物的背景主要是驾驶员 前方的路面。因此，障碍物本身的表面和路面之 间至少要有一定的、最低限度的亮度差（对比） 才能察觉到障碍物。所需的对比值取决于视角及 观察者视场中的亮度分布，后者决定观察者眼睛 的适应条件。视角越大（当观察者至障碍物的距 离不变时，障碍物越大），路面亮度越高，眼睛 的对比灵敏度越高，觉察障碍物的机会也就越大 。因此，提高路面平均亮度（或照度）值将有利 于提高驾驶员觉察（障碍物）的可靠性。平均亮 度水平也直接影响到驾驶员的视觉舒适程度。平均亮度越高（但需保持在产生眩光的亮度水平以 下），驾驶员就越舒适。1.2 路面的亮度均匀性为使路面亮度均匀，道路照明设施，虽然能为路 面提供良好的平均亮度，但也有可能在路面上某 些区域产生很低的亮度，因而在这些区域里对比 值低、阈值对比高。同时，视场中大的亮度差， 也会导致眼睛的对比灵敏度下降和引起所谓瞬时 适应问题，以致不易觉察出在这些较暗区域里的 障碍物。因此，为了使路面上各个区域里的各点 都有足够觉察率，就必须确定路面上最小亮度和 平均亮度之间的允许差值，即亮度总均匀度，它 定义为路面上最小亮度和平均亮度之比。在保证 亮度总均匀度的情况下，路面仍有可能出现部分 亮、部分暗的不舒适感觉。所以从舒适性考虑， 应限制沿车道中心线上最亮区和最暗区的亮度差 ，即纵向均匀度。1.3 眩光在道路照明中，眩光限制也是一项重要的评价指 标。眩光可分成2类：（1）失能眩光，它会损害观察物体的能力，直 接影响到驾驶员觉察物体的可靠性。（2）不舒适眩光，通常引起不舒适感觉和疲劳 ，直接影响到驾驶员的舒适程度。1.4 视觉诱导视觉诱导性不能用光度参数来表示，但它也是道 路照明质量评价的一个重要因素。照明设施应能 提供良好的诱导性，使驾驶员在一定距离外能够 立刻辨认这条道路的方向，它对交通安全和舒适 所起的作用犹如亮度水平或眩光控制一样重要， 它与驾驶员的视功能和视舒适两者都有关系。表1、表2分别列出了IES和CIE对道路照明灯具的 光度要求的推荐值：道路照明的主要目 的是为了使各种机动车辆的驾驶者以及行人在自 然光照不理想的情况下能辨认出道路上的各种情 况；在保证交通安全的前提下，尽量采用高效、 节能的照明灯具和控制电器，并创造一个舒适、 美观的照明环境。道路照明灯具的空间光分布是 决定道路照明效果的关键性指标，路面和空间中 某一点的照度、亮度及眩光等方面光度信息都是 由它计算所得到的。而且，合适的配光分布是提 高照明效率的重要手段。在道路照明中，国内普遍对光源和电器的效率比 较关注，而对灯具的空间配光要求、灯具的反射 器设计、道路照明的科学计算还不够重视。因此 在未来的道路照明中，加强对空间光分布的要求 ，科学地选择照明灯具，是提高照明质量、节约 能源、保证交通安全的重要途径。1 道路照明的光度要求作为道路照明的质量评价指标，IES，CIE以及我 国的国家标准对道路照明均有明确的光度要求规 范，其中包括以下几点：1.1 路面的平均亮度水平道路表面的平均亮度水平影响着驾驶员的对比敏 感度，因而也影响着知觉的可靠性。在道路照明 中，驾驶员观察路面障碍物的背景主要是驾驶员 前方的路面。因此，障碍物本身的表面和路面之 间至少要有一定的、最低限度的亮度差（对比） 才能察觉到障碍物。所需的对比值取决于视角及 观察者视场中的亮度分布，后者决定观察者眼睛 的适应条件。视角越大（当观察者至障碍物的距 离不变时，障碍物越大），路面亮度越高，眼睛 的对比灵敏度越高，觉察障碍物的机会也就越大 。因此，提高路面平均亮度（或照度）值将有利 于提高驾驶员觉察（障碍物）的可靠性。平均亮 度水平也直接影响到驾驶员的视觉舒适程度。平均亮度越高（但需保持在产生眩光的亮度水平以 下），驾驶员就越舒适。1.2 路面的亮度均匀性为使路面亮度均匀，道路照明设施，虽然能为路 面提供良好的平均亮度，但也有可能在路面上某 些区域产生很低的亮度，因而在这些区域里对比 值低、阈值对比高。同时，视场中大的亮度差， 也会导致眼睛的对比灵敏度下降和引起所谓瞬时 适应问题，以致不易觉察出在这些较暗区域里的 障碍物。因此，为了使路面上各个区域里的各点 都有足够觉察率，就必须确定路面上最小亮度和 平均亮度之间的允许差值，即亮度总均匀度，它 定义为路面上最小亮度和平均亮度之比。在保证 亮度总均匀度的情况下，路面仍有可能出现部分 亮、部分暗的不舒适感觉。所以从舒适性考虑， 应限制沿车道中心线上最亮区和最暗区的亮度差 ，即纵向均匀度。1.3 眩光在道路照明中，眩光限制也是一项重要的评价指 标。眩光可分成2类：（1）失能眩光，它会损害观察物体的能力，直 接影响到驾驶员觉察物体的可靠性。（2）不舒适眩光，通常引起不舒适感觉和疲劳 ，直接影响到驾驶员的舒适程度。1.4 视觉诱导视觉诱导性不能用光度参数来表示，但它也是道 路照明质量评价的一个重要因素。照明设施应能 提供良好的诱导性，使驾驶员在一定距离外能够 立刻辨认这条道路的方向，它对交通安全和舒适 所起的作用犹如亮度水平或眩光控制一样重要， 它与驾驶员的视功能和视舒适两者都有关系。表1、表2分别列出了IES和CIE对道路照明灯具的 光度要求的推荐值：* CIE标准推荐值2 道路照明灯具的光度分布特点道路照明灯具不同于室内灯具等其他灯具，由于 其应用场合的不同，具有其本身的特殊性，在灯 具设计和照明设计过程中就需考虑到它的各种特点。2.1 IES道路照明灯具光分 布的分类IES根据纵向光分布和水平光分布定义了灯具的 光分布类型，其中纵向分布（Vertical Light Distributions）分为Short（近）、Medium（中 等）、Long（远）三类；水平光按沿道路横向分 布（Lateral Light Distribution）远近分为5 类：TYPE 、TYPE 、TYPE 、TYPE IV、 TYPE V。2.2 CIE灯具分类CIE按截光类型将道路灯具按其配光分成截光型 、半截光型和非截光型灯具。（1）截光型灯具Full cut-off luminaire最大光强方向在065，其90和80角度 方向上的光强最大允许值分别为10cd/1000lm和 30cd/1000lm的灯具。（2）半截光型灯具Semi-cut-off luminaire最大光强方向在075,其90和80角度方 向上的光强最大允许值分别为50cd/1000lm和 100cd/1000lm的灯具。（3）非截光型灯具Non-cut-off luminaire其在90角方向上的光强最大允许值为1000cd的 灯具。2.3 空间光强分布数据的各 种表示形式道路灯具与室内灯具，泛光灯具等不同，由于其 光分布与使用的特殊性，其空间光强分布数据的 表示形式也不同于其他灯具。均为道路灯具常见的光度图形。3 国内外相关标准对测试的要求针对道路灯具的光度测试及照明计算，国际标准 与国内标准分别制定了相应的标准用于规范。3.1 灯具坐标系统的确定在CIE 34号文件中，对道路灯具的坐标系统进行 规定，推荐采用C的测试系统，并指出道路 灯具安装于分布光度计上测试时，道路两边方向 与角度的对应关系（如图5所示）。即将 平行路边纵轴的半平面定义为C=0和C=180， 将垂直于路轴线的半平面上C=90定义为路边， C=270定义为屋边。其位置安装的正确与否直 接影响到后续的各类光度计算与照明设计。图5 灯具坐标系统的确定3.2 光强数据表格在CIE 30号文件中，CIE推荐了路灯的测量光强 数据表格，即在每52个方位角半平面（C），测 量36个不同的角度（）。其具体分布如下表所 示。一般来说，光强值均以每1000lm的数据给出。3.3 闪亮面积闪亮面积用于计算道路照明不舒适眩光指数G， 在CIE 34号文件中，对=76方向上的闪亮面 积特别给出了测试方法（在GB 9468-88道路照 明灯具光度测试中也有相关内容提到）。将一个大于灯具发光部分尺寸，四周可以滑动的 矩形封闭框置于灯前（尽量靠尽灯具）。首先读 取无任何遮挡物时灯具在0，76方 向的光强读数，然后分别将矩形框的每一边慢慢 向闪亮的发光区移动，移动距离以每一次移动后 的光强值为移动前的98%为据，此时矩形框内的 面积即为闪亮面积值。4 空间光分布精确测试方法的实施空间光分布的精确测试是所有灯具设计与照明设 计的基础，无论灯具中所用灯泡的选择、反光罩 的设计，还是实际应用中的照度分布计算、眩光 控制以及灯具的安装，都必须严格测量灯具的空 间分布光度数据。4.1 分布光度测量平面分布光度的测量平面有以下三种：（1）A-平面A-平面是由一组平面组成，这一组平面的相交线 经过光度测量中心，平行于反光面，并垂直于光 源的假设轴线。（2）B-平面A-平面是由一组平面组成，这一组平面的相交线 经过光度测量中心，而且平行于光源的假设轴线 ，垂直于A-平面的交叉线。A-平面组和B-平面组都要求它们与光源的状态一 致，如果光源倾斜，整个系统也要倾斜。（3）C平面。C-平面组也是由一组平面组成，平面的相交线垂 直于光度测量的垂直中心线。C-平面通常在空间 固定方向，不随光源的倾斜而变化。C-平面的交 线仅在光源的倾斜度为0时（=0），垂直于A- 平面和B-平面的交线。对于某些分布光度计而言，在一个锥面上测量和 表示某个固定的极坐标角各方向上的光强分布是 非常方便的，圆锥的轴线对应于C-平面的相交线 ，如图9所示。上述提到，CIE标准中推荐道路灯具采用C-的 坐标系统，因此路灯的光度测量中一般均采用C- 平面作为测量平面。4.2 分布光度计的选择在分布光度测量中，一般光源位于测量中心，光 度测量探测