求助:道路照明计算

道路照明设计与无功补偿
周志敏 山东莱芜钢铁集团动力部


道路照明在现代已与人们的生产、生活及城市的面貌息息相关，它集实用功能、美化、衬托、装饰、点缀功能于一体。一个城市的道路照明是城市的形象及整体经济实力的体现，是生活在这座城市人们文化修养及风格的象征，也是一个国家照明技术、制造技术及文化素质的象征。因和平、文明是照明技术发展的最基本要素，而综合国力是照明技术发展的前提，民族文化是照明技术的最终体现。因为没有光，就等于人类失去双眼，而没有文化也就没有人类的文明生活，所以人工照明是技术、艺术和文化的结合体，是人类文明生活的重要组成部分。
一、道路照明的光源
道路照明的光源，应根据光源的效率、光通量、寿命、光色、控制配光的难易程度及道路条件等因素进行综合比较而确定。在我国现阶段适用于道路照明的光源有高压钠灯、高压汞灯和低压钠灯。结合三种光源的特性作简要介绍如下：
高压荧光汞灯是利用汞放电时产生的高气压获得的可见光，其效率高。由于采用稀土荧光粉，不仅显色性有了进一步的改变，灯的效率也获得较大幅度的提高。高压荧光汞灯的寿命，取决于管壁黑化而产生的光衰和由于电极损耗而使启动电压的升高，并与灯的点灭次数、发光管的设计及电流波形等因素相关。其平均寿命可达１２０００小时，是可靠性很高的道路照明光源之一。
高压钠灯的特点是：高光效，辐射视感效率Ｋ和可视辐射效率ηｅ都比较高。钠灯的光色与白炽灯色相似，是一种光色较好的道路照明光源。由于钠灯采用氧化铝管，与汞灯相比具有光衰小的特点，其平均寿命也可在达到１２０００小时。
低压钠灯的发光是以波长５．８９ｍｍ的黄色光线为主体，与其它光源相比，灯光效非常高，但因其发光为单色光，所以其显色性非常低，可以使人清晰地看出色差小的物体，即使在烟雾中也难成光幕，透视性能非常好，是用于道路照明的最佳光源。
二、道路照明设计
对于现代文明城市来说，宽阔的马路、明亮的灯光、碧绿的草地、美丽的鲜花和清新的空气是不可缺少的硬件，夜晚色彩斑斓、交相辉映的灯光，是现代都市文明进步、经济发展的象征。因此，道路照明与道路建设需同步进行，在规划设计上有一定科学性和前瞻性，做到起点高，能适应中远期发展要求。具体在照明设计上，需根据道路宽度和绿化隔离带情况，采用单排或双排和单、双臂照明，选用一定高度、色调、形状、灯杆的灯具与周围环境协调配置，使道路照明壮观、亮丽，真正成为都市亮点和旅游观光景点。
道路照明设计首先是在保证照明质量的前提下，结合道路的形式和城市的美化及规划来开展设计工作。道路照明的质量，主要有路面平均亮度、路面亮度均匀度、眩光、诱导性四个因素来确定。路面的平均亮度是影响能否看见障碍物的最重要的因素，因道路照明是以把路面照亮足以看清障碍物的轮廓为原则的，故应按下式设计道路照明的路面平均亮度：Ｌｒ＝１－２ｃｄ／ｍ2。而路面亮度的均匀度是指路面亮度分布的均匀程度，均匀度为最小亮度与平均亮度之比，其表达式为：Ｕ0＝Ｌｍｉｎ／Ｌｒ（式中：Ｌｍｉｎ—最小亮度，Ｌｒ—平均亮度）。眩光是指照明设施产生的有极高的亮度或强烈的对比时，造成视觉降低和人眼睛的不舒适感。在道路照明设计中，眩光的控制指数一般为Ｇ≥７，即以不能引起降低能见度和不损伤舒适感为原则。诱导性是指沿着道路恰当地布置照明器，在灯具的配置上，除充分考虑路面亮度分布，还要通过透视图来检查其诱导性是否正确。
道路照明的方式很多，以灯杆型照明方式较适合我国城市道路照明光源和照明器的实际情况。它的特点是，可以在需要照明的路段多种方式设置灯杆，而且可依道路的线型变化而配置照明器，其具有较好的诱导性，并可起到装饰及点缀环境、美化城市的效果。采用灯杆照明与道路剖面的相互关系如图１所示，图中的Ｈｆ加大可以减少眩光，增加整个照明设施的舒适感，亮度分布既大又宽，可以减少必要的照明器数量，得到同样的亮度均匀度。设计中Ｈｆ一般取１０－１５ｍ较为适合。ＱR加大可使路面平均亮度增高，其主要决定于路型和灯型。若道路有中间隔离带，灯杆两侧有照明器，采用中间布置时（灯杆布置在道路的中间隔离带），应加大ＱR的悬挑长度。若道路没有中间隔离带，而机动车道与非机动车道有绿化隔离带时，把照明器灯杆布置在道路两侧的绿化隔离带内（两侧布置方式），其非机动车道路的ＱR不宜太 长，因非机动车道路宽度一般都在４ｍ内，ＱR加取２ｍ较为适合。

在工程设计中，因路面的平均照度与平均亮度之间是比较单纯的比例关系，因此在设计中可采用工程计算法来计算路面的平均亮度，其计算公式如下：
Ｌｒ－ＦＮＵＭ／ＫＷＳ
式中：Ｌｒ—路面平均亮度，一般取Ｌｒ＝２ｃｄ／ｍ2
Ｆ—光源光通量Ｌｍ
Ｎ—利用系数

具体问题具体分析，规矩是死的人是活的。