摘 要：本文主要介绍要从道路照明工程设计中走出道路照明越亮越好、重美观轻功能的误区，从而大力宣传道路照明是一门科学，必须按国家颁发的《城市道路照明设计标准》进行设计和建设，必须坚持以功能性照明为主，装饰性照明为辅的原则。
关键词 功能性 装饰性 灯具效率 照度亮度水平 太阳能路灯
引言：城市道路是整个城市公用设施中一个十分重要的组成部分，而城市道路照明既是城市功能性照明的主体，又是城市夜间景观照明的点、线、面三大夜景元素中的线元素，其作用好比城市夜景的骨架，非同小可。
1.问题的提出
从建国初到现在，我国城市道路照明从无到有，从弱到强，从量的增多到质的飞跃，发展迅速，成就巨大！据全国道路照明专委会和总站统计：到2004年底对全国(不含香港、澳门和台湾地区)628个城市、县的普查统计显示，城市道路照明计有路灯922万盏，为1979年统计的路灯总数57万盏的16倍，而且在路灯光源、灯具、灯杆和供电线路等方面都发生了质的飞跃[1]。路灯控制由传统的“手控”不断变革为“时控”、“光控”、“时控一体化”直至目前有108个大中城市采用现代化的“三遥”(遥控、遥测、遥信)控制方式、明显提高了道路照明的社会效益和经济效益[2]。总之成就很大，但问题也不少，比如路灯灯形问题，灯具效率问题，路面照度、太阳能路灯和小街小巷的照明问题等值得我们注意。本文就以上问题，经笔者的调研与思考，发表点浅见，不当之处，请读者指正。
2.路灯灯具的灯型(功能性和装饰性)问题
城市道路照明作为功能照明，其目的是在夜间为驾驶人员和行人提供一个良好的视觉条件和光环境，能清晰地看清路上的障阻物、行人及车辆等，让司乘人员和行人安全，舒适通行。因此，路灯灯具的功能性是主要的，路灯的装饰性是在保证其功能性要求的前提下考虑的一个附带的因素。
对这个问题，国家标准CJJ45-2006对路灯灯具的要求：第3.2.1条规定：机动车道应采用功能性灯具，具体规定：
(1)快速路、主干路必须采用截光型、半截光型灯具；
(2)次干路应采用半截光型灯具；
(3)支路宜采用半截光型灯具。
第3.2.2条规定：禁止机动车通行的商业街道，居住区道路、人行地道、人行天桥以及有必要单独设灯的非机动车道，宜采用装饰性和功能性结合得好的灯具或具有较高机械强度的装饰性灯具。
因此对路灯灯具的功能性和装饰性的关系，应是以功能性为主，兼顾美观装饰性，可是有些城市路灯灯具和灯杆的造型只重美观、轻功能，以致造成能源浪费和严重的光污染。这方面的典型案例是北京长安街的华灯和大连中山路、人民路和迎客路上108火的槐花灯，还有大连星海广场的周边120火的酒杯灯。
这几种路灯的教训十分深刻，影响也是十分严重的！教训之一是只重灯的外观装饰性，轻视路灯的功能性，颠倒了路灯功能性和装饰性的关系；教训之二路灯能耗甚大，光的利用率很低，经测试路灯95%以上的光线射向天空，只有不到5%的光线照到路面；教训之三是道路照明光污染十分严重；教训之四是由于路面照度太低，只好灯杆增装投光灯进行照射，以致道路照明的直射眩光和雨天路面反射眩光严重，司乘人员及行人感到路灯十分刺眼；教训之五是因每根杆上的灯太多，最多的有120只光源和灯罩，路灯维修工作量十分繁重；教训之六是因华灯灯杆上附加的投光灯、监视器、扩声设施等太多，破坏了原灯外观造型，以致华灯的日景并不美观[3]。
华灯、槐花灯、酒杯灯，在北京和大连使用多，全国不少城市也相继使用，而且派生出五花八门的多火装饰性路灯，造成严重的能源浪费和光污染，情况十分严重。因此日前(2005年8月9日)建设部发文(建城函[2005]234号)关于进一步加强城市照明节电工作的通知明文要求，各城市不准再在城区干道范围使用多光源装饰性庭园灯，这是十分正确和及时的。
如何处理好功能性和装饰性的关系？
(1)设计理念上应明确认识两种照明的目的、对象、性质和要求；
(2)设计原则上把握住功能和装饰照明的关系，克服重装饰，轻功能，盲目攀比的倾向。
让我们总结经验，吸取教训，共同努力创造更多更好的功能合理、造型美观的路灯作品！下面介绍几种较好灯型。
3.路灯灯具的效率问题
路灯灯具效率(luminaire efficiency)按国际照明委员会的术语和定义称灯具的光输出比。Bommel的道路一书也称光输出比(luminaire light output ratio)。建议我们以后改用这一名称，以便和国际接轨。
为什么今天讲灯具效率？上月在北京照明展览会看了几家路灯灯具公司的样本，不少钠灯灯具的效率超过80%，有的甚至高于85%，快到90%了。效率高应是好事，但这么高值得注意，并不是好现象！
道路照明高压钠灯灯具效率应该有多高？
著名道路照明专家Bommel在道路照明一书中分析灯具中光的控制情况，见图1[4]。路灯灯具效率的组成，见图2。
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图1 路灯灯具对光的控制
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图2 路灯灯具效率的组成
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理论上灯具效率：h=(0.42+0.58×0.8)×0.85=75%。一般情况路灯灯具效率在70%左右[5]。
原因：光源在密封的路灯灯具内点燃时灯管电压、功率和光通的输出比灯具外测量要高得多造成的，数据见表1[6]。
试验：400W高压钠灯路灯灯具
表1 光源在灯具内外的数据
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条 件 |
管压(V) |
照度(lx) |
环境温度 |
光通量 |
|
灯具外 |
102 |
541 |
25 |
41680 |
|
灯具内 |
114.6 |
573 |
179 |
33386 |
注：试验数据张晓同志提供。
传统测量：灯具效率h=80.1%据试验光源在灯具内的照度比灯具外上升6%，按CIE的规定灯具效率应为74.1%。灯具结构不合理造成光源管压上升，所以高的灯具效率是以损失光源寿命为代价的值得引起注意！灯具效率并非越高越好！1.注意测试方法和CIE一致；2.注意灯具结构设计。
4.路面的照度或亮度水平问题
据笔者调查，北京、上海、广州、太原、大连、烟台与呼和浩特等城市，一些新建的主要道路(主干道)照明的路面平均照度，几乎都比国标或国际标准规定的照度值高出不少，路面平均照度的平均值达到511x多，个别路面平均照度竟然高达105lx!另据道路照明标准修编组的同志介绍，无论是北京、上海、常州、扬州、武汉、长春、成都、无锡、宝鸡、杭州、银川等城市都有一些道路照明的平均照度在45lx(即亮度在3cd/m2)以上，甚至有道路的路面平均照度达140lx。还有全国道路照明总站调查的双条道路的平均照度高达66lx，最亮的达109lx[7]。
大量的试验研究表明，驾驶员评价为“好”的道路照明所对应的平均亮度约为1.5cd/m2(相当15lx)，并非越亮越好！另外多高的亮度或照度，国家和国际上是有标准的，CIE95年最新标准中规定M1级路为2cd/m2(20lx)。M5级路才0.5cd/m2(5lx)美国标准才1.2cd/m2(12lx)，澳大利亚标准1-1.5cd/m2。99年北京路灯处赴美考察报告，介绍美国主要道路照明的照度一般为10-20lx之间，著名的法国巴黎香榭丽舍大街的平均照度也只有17lx，澳大利亚道路照明的路面照度约10-20lx，路面亮度约1cd/m2[8-10]。
对照我国原城市道路照明设计标准CJJ45-91规定Ⅰ级快速路的路面平均亮度1.5cd/m2，对应的平均照度为20lx(笔者注：新修订的标准规定，一级快速路、主干道、迎宾路、通向政府机关和大型公共建筑的主要道路、市中心或商业中心道路的路面平均亮度的维持值为1.5/2.0cd/m2，对应的沥青路面平均照度维持值为20/30lx)，而上述的一些城市道路照明路面亮度或照度严重超标！
道路照明太亮的危害：①浪费能源和资金；②破坏空气质量、不利环保；③加重光污染和光干扰；④加大照明设施维修管理的工作量，遇事都得有个度，道路照明太暗不好，太亮也不好！
我国目前道路照明的路面亮度或照度严重超标的原因，一是盲目比亮，误认为道路照明越亮越好，二是法制观念淡薄，国家有标准不依，不按国家道路照明标准进行设计和建设道路照明工程；三是部分路灯管理或技术人员的道路照明知识或技术水平低，不能科学地进行道路照明工程的设计和建设；四是管理不善，目前除一些大城市的路灯设计部门有设计资质外，还有相当多的路灯设计部门或技术人员无设计资质，往往是随意选灯、装灯和布灯，以致严重超标或不能达标。
为了防止以上问题的再出现，一是不能攀比，纠正道路照明越亮越好的错误观念，二是严格认真地贯彻执行国家道路照明设计标准；三是提高工程技术人员的技术水平，科学设计每一条道路的照明方案；四是加强管理，严格把关，设计超标的道路工程不批，不准建设。
5.太阳能路灯照明问题
5.1 问题的提出：太阳能照明从上世纪90年底开始采用，十多年来发展很快，特别是在能源紧张的今天更是引起人们的高度重视，并在一些工程中推广应用，其中也包括道路照明。比如清华综合体育馆前的路灯、延庆的太阳能路灯、万寿公园的路灯、良乡滨河公司及德州皇明的太阳能路灯、广东珠海科技园、深圳笔架山、惠州(广汕高速公路)收费站的路灯等均是太阳能供电的路灯。以上太阳能路灯照明的效果如何？有什么值得注意的问题？本人对以上工程一一作些调查。
5.2太阳能路灯照明的效果，见表2
表2 部分太阳能路灯的照明效果
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序号 |
工程名称 |
照明方式 |
路面照度 |
照度均匀度 |
|
1 |
清华体育馆前 |
分散式 |
9 |
0.2 |
|
2 |
北京延庆八达岭 |
分散式 |
6 |
0.1 |
|
3 |
北京万寿公园 |
集中式 |
5 |
0.3 |
|
4 |
天安门广场 |
分散式 |
显目性好 |
显目性好 |
|
5 |
惠州收费站 |
分散式 |
3 |
0.01 |
|
6 |
山东德州公路 |
分散式 |
4 |
0.06 |
|
7 |
深圳笔架山 |
分散式 |
2 |
0 |
|
8 |
珠海科技园 |
分散式 |
3 |
0.8 |
总的评价：路面平均照度低，不亮；照明均匀度差。
5.3需注意的问题：
(1)照明的效果问题，除万寿公园外，其他几个工程的照明效果不够好，有的工程甚至很不好！目前看太阳能草地灯，庭院灯还可以，太阳能路灯尚在试验阶段，需大量推广还有很多工作要做。
(2)太阳能路灯造价高，平均比常规路灯高1倍至3倍。
(3)太阳能电池的光电转换率较低，目前平均约为15%。
(4)太阳能电池的寿命问题，据尚德公司孟昭渊介绍，使用寿命真正能够达4年的也不多，主要是封装问题。
(5)环保问题：太阳能路灯用电靠蓄电池、镍氢蓄电池和锂离子蓄电池等，其中镍镉电池对环境污染严重，国际上禁止使用，但我们则大量使用，因成本低、便宜，值得注意[11]！
(6)太阳能灯具市场比较混乱，质量评价标准不全，不少产品质量不好，部分企业有意无意打着环保节能旗号推销产品更需引起注意。
总之使用太阳能路灯要慎重，应充分论证及确定是否使用！
6.居民区道路或称胡同、里弄和小巷的照明问题
城市的主要道路的照明是很重要的，引起了各地领导，特别是路灯部门的高度重视。但是居民区道路或称胡同、里弄和小巷的照明则往往被人们所忽视。从居民关心的程度看，居民最关心的是与他们出行密切相关居民区的道路照明。
大连城建局的领导说得好，大街上有一两只灯不亮有影响，但居民家门口的灯不亮则是一个大问题，务必引起高度重视。因此国内外道路照明标准中，如CIE136-2000所述，对这一部分的照明要求十分严格，并作了不少的规定。
居民区道路照明应在夜间满足以下要求：
⑴为居民的聚会及访友提供一个友好的氛围，并满足表3所示的照度要求[12]; ⑵使机动车及自行车在综合区内安全低速地进入停车区。这就要求所有障碍物能清晰可见; ⑶方便孩子们游戏玩耍; ⑷消除暗区，抑制综合区内的犯罪活动；⑸限制不受欢迎的溢散光从窗户射入居室。
表3 专用居住区的照明要求（维持值）
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水平照度 |
水平照度 |
半柱面照度 |
眩光值 |
|
高密度使用地区 |
8 |
5 |
3 |
(a)6000 |
|
中密度使用地区 |
5 |
2 |
2 |
(b)8000 |
|
低密度使用地区 |
5 |
1 |
1 |
(c)1000 |
水平照度值(EH)适用于街道水平路面。半柱面照度值ESC适用于平行于主人流方向的二个纵方向。
眩光值是最大LA0.25对应于以下高度：
①小于4.5m ②4.5-6m ③6m以上
同时还要求很好考虑照明环境因素，这一地区的照明尽可能地富有吸引力，以鼓舞居民最大限度地使用所提供的各种设施，这就要求进行照明设计时，必须十分重视环境因素。在这类小区的照明中，照明设施和方式的多样化，会使居民感到别有情趣。同时照明还应有明有暗，以使周围的建筑物、树木花草与饰物产生立体感。若在墙上装灯，从美学角度考虑，灯具距墙面不要要超过1.5m。
我国原城市道路照明设计标准CJJ45-91要求有3条：平均照度为1-21x(新标准为51x); 光源不得裸露；防止路灯光线射入居室。
我国新颁发的道路照明标准CJJ45-2006中，对行人和非机动车混合使用的商业区，居住区人行道路的照明标准也作了严格的规定。
笔者通过北京、上海、石家庄、烟台和大连的部分居民区的道路照明的调查，总体来说居民区道路照明好的不多，特别是旧城居民区的道路照明问题较大，一是部分道路还没有灯，二是有灯太少，不亮；三是灯坏了无人修；四是灯具落后；五是路灯扰民(光污染)时有发生；对新建的居民区道路的照明比较好，但是一些高档小区路灯太亮，如消费日报8月4日介绍合肥一小区夜晚灯光太亮，影响居民睡眠。居民建议小区晚10点后路灯间隔点亮，一方面可降低灯光亮度，节约用电，另一方面可让居民安心休息。
在居民区道路照明的改造或建设方面，上海新天地居民区道路照明和大连启动的解决“摸黑路”的照明工程，为同行们提供了值得学习和借鉴的经验。
6.1上海新天地居民区道路照明改造的情况(表4)和经验
(1)以人为本，保持原貌的设计理念好；
(2)照明和街区规划、设计同步进行；
(3)设施档次高，技术新；
(4)维护管理工作好，亮灯率100%。
表4 上海新天地居民区道路照明情况（2005年4月调查）
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人流量 |
路 ?名 |
平均照度 |
最小照度 |
光源 |
灯具 |
灯高 |
|
大 |
黄陡南路、马当路、 |
9.2lx |
5lx |
金卤灯 |
柱灯 |
≥3m |
|
中 |
北区主里弄 |
6lx |
2.2lx |
金卤灯 |
柱灯 |
≥3m |
|
|
北区支里弄 |
2.31lx |
1.1lx |
节能灯 |
壁灯 |
≥3m |
|
小 |
南区主里弄 |
5lx |
1.9lx |
金卤灯 |
柱灯 |
≥3m |
|
|
南区支里弄 |
3.5lx |
1.3lx |
节能灯 |
壁灯 |
≥3m |
6.2大连居民区的道路照明
大连居民区道路的特点是路不太宽，但是坡道、弯路和山路多，而且路旁的树木也较多，居民夜晚出行如果没有照明感到十分不便，也不安全。要是刮风下雨，情况更为严重。按大连路灯处的“送光明，优质高效，服务社会”的工作宗旨，在建设好城市主要道路照明的同时，十分重视居民区的道路照明，特别是近两年投资1500万元完成了市中心区368多条“摸黑路”的照明工程，共安装路灯3030套，解决了多年来市民最关心的夜间出行难的大问题，较好地实现了建设部与发改委[2004]的204号文提出的“要重点解决城市道路有路无灯、有灯不亮的问题”，深受广大市民欢迎，在社会上反映十分强烈[13]！部分道路照明调查见表5。
表5 大连居民区部分“摸黑路”照明的调查
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序号 |
路 名 |
路宽(m) |
灯高(m) |
光源功率(v) |
灯 具 |
平均照度(lx) |
最小照度(lx) |
亮灯率(lx) |
清洁度 |
|
1 |
山林巷 |
10 |
7 |
110 |
密封式 |
21 |
6 |
100 |
高 |
|
2 |
新月街 |
6.5 |
7 |
110 |
密封式 |
12 |
2 |
100 |
高 |
|
3 |
华海街 |
5 |
6 |
110 |
密封式 |
15 |
3 |
100 |
高 |
|
4 |
华滨街 |
5 |
7 |
110 |
密封式 |
8 |
1 |
100 |
高 |
|
5 |
屹馨街 |
7 |
8 |
150 |
密封式 |
25 |
8 |
100 |
高 |
|
6 |
侯家沟路 |
6 |
7 |
110 |
密封式 |
10 |
2 |
100 |
高 |
|
7 |
敦煌南街 |
6 |
7 |
110 |
密封式 |
9 |
1 |
100 |
高 |
|
8 |
香西路 |
7 |
8 |
110 |
密封式 |
5 |
2 |
100 |
高 |
|
9 |
新船巷 |
6 |
7 |
110 |
密封式 |
10 |
2 |
100 |
高 |
|
10 |
山林巷 |
7 |
7 |
110 |
密封式 |
9 |
3 |
100 |
高 |
|
11 |
新月街 |
6 |
8 |
150 |
密封式 |
11 |
2 |
100 |
高 |
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附注： |
1、光源全部使用高压钠灯； |
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2、灯具：110W配DZ202型路灯；150W光源配宁波790型密封防水灯具； |
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3、平均照度的总平均值为12Lx，最小照度的总平均值为3Lx。 |
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调查时间2005年8月28～29日； 调查人：肖辉乾、张万亮
大连居民区道路照明的经验
(1)领导和员工的高度重视。从建设局到路灯处的领导及员工对这一工作十分重视，从为民办实事的高度来认识，工作认真，措施有力，2年投资1500万，建设了368条“摸黑路”的照明工程。
(2)工程质量好，照明水平高。从光源到灯具及一些附属设备的质量都不错，11条路的路面总平均照度达12Lx；最小照度达3Lx，远远超过老标准CJJ45-91的1-2Lx的水平，达到即将发布的新道路照明标准平均照度5-10Lx，最小照度1-3Lx的水平。
(3)工程质量好，管理水平高。亮灯率100%，清洁度好。
结束语：(1)走出路灯造型重美观轻功能的误区，大力宣传道路照明是功能性照明的观点，必须坚持以功能性为主，装饰性为辅的原则，新建道路严禁使用多头朝天照射的花灯。(2)高压钠灯路灯灯具光输出比(效率)并非越高越好。(3)走出道路照明越亮越好的误区，大力宣传道路照明是一门科学，并非越亮越好！必须严格按国家的道路照明标准进行道路照明的设计和建设。(4)使用太阳能路灯应进行充分的科学论证，克服片面性。(5)纠正重干道照明轻小路(胡同、里弄和小巷等)和特殊路段照明的倾向，大力宣传城市道路照明是一项系统工程，必须以人为本，在建设好干道照明的同时，认真设计和建设小路及特殊路段的照明。
参考文献：
[1]王庆余.第十届年会暨情报总站成立25周年工作回顾.《道路照明》2005，NO.2。
[2] 张华.中国城市道路照明的成就与展望，消费日报C版，中国照明，2005，NO.12。
[3]肖辉乾，城市道路照明需注意的几个问题，照明，2004年No.7。
[4]林贤光.李景色译，道路照明，轻工出版社，1990年。
[5]ILE，The Outdoor lighting Guide, Taylor&Francis，2006。
[6]张晓，道路照明灯具的灯具效率剖析，照明工程学报，2006年No.1。
[7]李景色.李铁楠.修订我国《城市道路照明设计标准》中的几个问题(之一和之二).照明工程学报.2004。
[8]CIE 115-1995: Recommendations for the Lighting of Roads for Motor and Pedestrian Traffic(机动和人行交通道路照明的建议)。
[9]IESNA Outdoor Environment Lighting Committee:RP-33-99, Lighting for Exterior Environments an IESNARecommendedoractice,1999。
[10]AS/NZS 115831.1:1999,Road Lighting Part3.1:Pedestrian area (Category) Lighting-Performance and Installation Design
Requirements。
[11]姜少华，关于太阳能路灯在城市照明中的应用，《道路照明》，2004年No.3。
[12]CIE技术报告：《城区照明指南》136-2000号出版，2000。
[13]中国市政工程协会.道路照明专业委员会.《发展中的中国城市照明》汉语大词典出版社，2005。