关键词：道路照明 节能 计算机模拟分析
上海闵浦大桥是位于黄浦江上的一座公路双层斜拉桥，是跨越黄浦江的第八座大桥，大桥全长约3.61公里。其中主桥全长1212米，主跨长708米。大桥上层设双向八车道及紧急停车道，是S32申嘉湖高速公路的跨黄浦江设施；下层为城市地方道路，双向六车道。大桥主跨横断面见图1:
桥梁主梁设计采用双层板桁梁结构形式，桥梁结构复杂，且下层公路道路双向六车道，单侧宽度为11.5米，净高仅为7.5米左右。工程下层地方道路照明采用了CosmoPolis照明系统。
一、CosmoPolis系统介绍
CosmoPolis系统包括CosmoPolis光源、长寿命的室外应用型电子镇流器和使用专用的反射器的灯具所构成的一整套系统。该光源是基于高压钠灯技术而发展起来的，具有如下特点：
①光效高 光源光效达到118lm/W,而金卤灯光效只有80~100lm/w,基本上，140W的Cosmo系统可以取代常规250W高压钠灯，90W的Cosmo系统可以取代普通的150W高压钠灯，可用于绝大多数城市各级道路，达到照明标准要求的照度、亮度、均匀度、眩光指标等要求；
②显色性好 由于添加了一些金属卤化物，使其各波长范围的光谱更加丰富，达到了相当好的显色水平，具有舒适视觉的2800k暖白色色温，显色指数达65,可以得到远高于高压钠灯的视觉舒适度和视觉分
辨率；
③光源寿命长 光源10%损坏的经济寿命长达16000小时，与高压钠灯无异；
④光源体积小（约为普通高压钠灯的50%），Cosmo光源的放电管管径和长度的比例为1:5,介于高压钠灯的1:8和金卤灯的1:1.5之间，这样的尺寸非常适合路灯灯具的配光设计，配合专为该光源设计的反射罩，可以将更多的光均匀地投射在路面，提高系统的效率。同时系统配套的室外专用型电子镇流器，功耗低，寿命长达60000小时；灯具配置专用的反射器，投射距离远，灯具效率高达0.82,是技术领先的道路照明系统。
二、照明方案及计算机模拟分析
根据闵浦大桥的桥梁结构特点，设计考虑照明灯具安装有两种方式：一种采用吸顶灯安装方案；另一种采用普通灯杆安装方案。考虑到吸顶灯的安装方案电缆敷设以及灯具的安装检修均比较困难，而且电缆在钢结构桥梁外敷设会影响桥梁景观，同时为了避免桥梁振动而对灯具正常工作产生影响，最终考虑采用普通灯杆安装方案。
由于下层道路净空高度限制，照明灯具的安装高度无法设置很高，而且由于功率密度的限制，不允许照明灯具的安装间距随意加密，因此在净高如此低的道路上，如何选择合适的照明灯具、如何合理设置照明设施，保证既能够满足规范要求的照明指标，同时又满足相应的功率密度和眩光限制，提出了很高的要求。
设计考虑采用在道路两侧设置CosmoPolis照明灯具CPO-TW 90W,照明灯具安装高度6.5m,挑臂1.0m.灯具仰角10度，灯杆采用交叉布置，单侧灯杆间距为32m.灯杆布置及相关参数如图2所示。
同时对CPO-TW 90W Cosmopolis路灯系统使用Dialux软件进行计算机模拟分析，分析的照度图和辉度图详见图3和图4.最终计算照明结果如下（维护系数0.7）：平均照度Eav维持值：22.9lx;照度均匀度UE最小值：0.47;眩光限制阈值增量TI:5.9%;照明功率密度LPD值：0.56W/m2.笔者在设计过程中同时选用SON 150W高压钠灯进行计算机模拟分析，获得在用高压钠灯光源的条件下的计算结果（维护系数0.7）：平均照度为Eav维持值：39.5lx;照度均匀度UE最小值：0.30;眩光限制阈值增量TI:14.8%;照明功率密度LPD值：0.98W/m2.
通过比较可以看出，在具有净高较大限制的道路上选用高压钠灯系统效果不是很理想：选用150W高压钠灯方案的眩光指标已经超过了标准，而由于Cosmopolis配光更宽，在整体均匀度方面，Cosmopolis明显优于高压钠灯。而且Cosmopolis只有90W,高压钠灯达到150W,因此CosmoPolis节能水平显著。
在大桥建成通车后，从现场的实际情况上来看，CosmoPolis系统的照明效果非常理想，达到了预期照明设计目标，同时也得到了较好的社会评价。笔者也将进一步关注Cosmopolis系统长时间使用后的效果。
三、应用前景
目前国内很多安装有高压钠灯的道路实际的照明指标已经超过了标准，如果实际维护系数再高一些，将会造成很大浪费。基于此现状，一方面，可以考虑将部分装有高压钠灯的路段照明系统改为Cosmopolis,以期达到更好的照明指标和节能效果。
例如目前上海漕溪北路、嘉定新城道路、重庆中山四路、观音桥隧道等道路已实现了绿色换装。另一方面，对于新建的道路照明系统而言，Cosmopolis同样具有一定优势，具体表现在：光源尺寸小，具有特别宽的配光，而且其反射器和灯座都可以调节，应用非常灵活，在相同的条件下可以适当减小灯杆的高度、适当拉大灯杆之间的间距，在满足照度指标的条件下，可以比高压钠灯综合节能达30%以上。而且它以较高的显色性和暖白的光色，显著提高可视度，更易于辨别道路和周边环境的细节特点，将道路照明的安全性和舒适度提升到新的高度，同时实现大幅度的节能。
通过上面闵浦大桥的实际案例以及相关分析讨论，我们可以得出，对净高要求较高的道路系统采用Cosmopolis非常适合，在能够满足照明指标的各项要求的同时，可达到良好的显色性，提升道路照明的舒适度，相比高压钠灯系统具有显著的节能效果。在新技术、新光源、新产品层出不穷的当今，Cosmopolis作为一种新型光源已经拥有了一定的成功应用案例，具有较好的发展前景。
[参考文献]
[1]汪建平、邓云塘、钱公权。 道路照明。 复旦大学出版社。 2004
[2]周太明等。 电气照明设计。 复旦大学出版社。2001
[3]上海闵浦大桥照明工程设计文件。 上海市政工程设计研究总院 2009.11
[4]刘宝川。 道路照明节能措施。 中国照明电器。2010年第8期