城市照明現狀分析及對策
一、城市夜景照明
城市夜景照明具體地表現為：城市的廣場、街道、公園緑地、住宅區、舊城中傳統街區和諸多的紀念性標志建築，以及在其中發生的人類各種活動等。人們看到的城市夜景照明往往是靜態的，衹是歷史長河的一段時間。城市夜景照明的形成卻是個動態的過程，好的景觀是人們長時間經營、推敲、錘煉出來的。隨着城市不斷的變化、生長和發展，塑造的城市夜景照明就凝聚成石頭的歷史、積澱的文化結晶，供人們享用和欣賞。多樣豐富的優美的城市空間和景觀環境，讓人們生活在其中感到舒適、愉快、健康，並有着豐富的物質生活和精神生活內涵。因此，城市夜景照明中的核心要素不僅表現為審美的特徵，更是一種感性、主觀的意識形態，其含義包括空間、時間、交往、活動、意義等綜合內容。
從內容來劃分，城市夜景照明包括三方面的內容，即視覺景觀、生態環境和行為場所：
1、視覺景觀主要是從人類視覺形象感受要求出發，根據美學規律，利用空間實體景物，研究如何創造賞心悅目的環境形象。
2、環境生態主要是根據自然界生物學原理，利用陽光、氣候、動植物、土壤、水體等自然和人工材料，研究如何創造令人舒適的良好的物理環境。
3、行為場所主要是從人類行為心理的需要出發，利用空間設計及其文化內容的引導，創造出能滿足人們行為心理的規律、使人賞心悅目、積極上進的環境。
從時間來劃分，城市夜景照明分為白天景觀和夜晚景觀。白天景觀很好理解，這裏不再多說。城市夜晚景觀是城市白天景觀的延續，但並非簡單的重複，它與燈光的運用息息相關。燈光為夜晚空間環境提供所需的必備機能，如：商業機能、娛樂機能、休閑機能、交通機能等等，並通過各種高科技演光手段對城市夜間景觀環境進行二次審美創造，為市民夜生活提供必要、舒適的休閑、娛樂、購物及交往的人工照明環境。城市夜晚景觀可以表現自我，也可以通過城市夜間的各種物質組成要素間接展現出來，如：建築、廣告、櫥窗、小品、緑化等。如果說城市夜晚景觀的燈光塑造是舞臺背景，那麽社會文化活動則是夜晚景觀的主題，背景始終是為了主題的展現而烘托氣氛，並隨着主題的展開而不斷變換。它通過人的各種夜生活行為來展現，如：商業活動、娛樂活動、交通活動、節日活動等等。高質量的城市夜景觀環境可以通過它的夜間照明水平來體現，但現代城市夜景觀環境不僅僅包括高質量的城市照明體係，它更與城市居民的活動體係交融在一起。
因此，城市照明的塑造離不開燈光，特別是夜晚道路照明和夜景照明息息相關。與夜景照明不同，道路照明對城市景觀的作用首先在於其功能性，即道路照明的效果—照度和亮度、眩光控製、誘導性、光色等指標以及由它們所構成的人工照明環境；其次，路燈本身的藝術性，即路燈的城市傢具屬性—造型、高度、色彩、佈置方式等內容也是城市景觀的重要影響因素。
二、城市道路照明
人類的發展史是一部不斷追求進步，不斷追求光明的歷史，遠古的先民們在漫長進化過程中，第一盞“光源”恐怕就是從大自然引來的第一堆篝火，日出而作，日落而息，後逐步從火把、鬆香、蠟燭發展至燈燭。18世界美國發明傢愛迪生製成第一隻實用的白熾燈，它開闢了電光源的先河，是人類照明史上的一座豐碑。1879年上海首先采用電燈後，我國的一些城市纔艱難陸續改用電燈。從此，我國的路燈發展開啓了新的篇章，在社會生活中發揮着越來越重要的作用。2005年統計數據，全國622個城市共有城市照明918.63萬盞，比1979年全國路燈總數57.02萬盞增長了16.11倍。路燈作為城市基礎設施的組成部分，在城市的交通安全、社會治安、人民生活和市容風貌中居於舉足輕重的地位，發揮着不可替代的作用，標志着城市實力和成熟的程度，成為城市景觀的重要組成部分。
近年來，隨着我國城市建設的飛速發展，城市規模不斷擴大，舊城改造如火如荼，城市路燈建設也走上快車道。從公開的報道可看到，不少城市的路燈數量成倍增長，路燈造型五花八門，層出不窮，在解决城市夜晚照明，為市民創造夜間交往環境的同時，也出現了很多實際問題。在追求城市形象的指導原則下，一些城市追求“越亮越好”，一盞燈能滿足要求偏要裝兩盞燈，照度水平遠超國傢標準；一些城市過分強調路燈的裝飾性，重視路燈的白天造型，功能性反而被忽略了，對晚上的照明效果考慮不周。在我國城市道路照明建設的狂飆猛進中，城市“面子”成了建設目標，長官意志成了金科玉律，市民的真正需求反而成了陪襯。
同時，也有不少城市把主要精力放在夜景照明建設方面，相關的研究、規劃很多，大力塑造城市的“燈光夜景”，努力為城市錦上添花，而忽略了與市民生活息息相關的路燈建設，路燈有被邊緣化的趨勢，關註度很低。“有路無燈，有燈不亮”情況的不斷出現，道路裝燈率不高，正源於對市民真正需求的漠視。對一些無燈的街區，路燈無異於雪中送炭，對城市夜晚活動的作用是决定性的。城市夜景照明包括視覺景觀、生態環境和行為場所等三個層次的內容，視覺景觀、生態環境衹是城市景觀的表象和物理因素，更重要的在於行為場所，即人的活動。路燈影響着城市夜晚活動的開展和活躍程度，路燈設置合理，燈光環境適宜，市民夜晚更樂意外出活動，人們的交往強度增強，城市景觀就更加引人入勝；路燈缺乏，安全度不高，市民夜晚必然減少戶外活動次數，城市夜晚景觀將變得乏味。
因此，道路照明作為城市中密度最大、數量最多的市政設施之一，其在城市景觀中作用是不言而喻的，具有白天和夜晚雙重景觀作用。具體來說，道路照明的作用歸納如下：
1、提高夜晚環境質量
城市的夜晚因天然照明不足，一切陷於黑暗中，人們的活動受到限製。路燈創造了人工的照明環境，滿足了市民活動的需要，使城市的夜晚因此而活躍起來。首先，增加了人們夜晚的能見度，提高安全感，創造夜晚舒適怡人的社會活動、交往空間(圖1)。其次，保證車輛和行人夜晚活動的安全，減少夜間交通事故和犯罪、暴力事件的發生。最後，滿足城市不同區域的功能需要，為各分區的活動和相互間的交通、聯繫提供照明條件。
2、美化城市形象
道路照明能明晰城市結構，將城市亮點有機聯繫在一起，表現城市夜晚整體格局，勾勒出城市夜晚的輪廓綫，産生良好的藝術效果(圖2）。
3、促進經濟繁榮
城市照明使城市經濟活動時間增長，促進了旅遊與消費，這是照明之於城市的經濟功能，對比北京王府井、上海南京路、廣州上下九等商業街照明所帶來的經濟效益就可知道(圖3)。
三、存在問題
1、認識誤區
從城市景觀角度看待道路照明，不少人首先想到的就是路燈裝飾化，在路燈造型上下功夫，專註裝飾性而忽略功能性，或把路燈的功能性放在次要位置。這種認識非常有害，不少城市在主幹道大搞花燈、庭院燈，燈本身美輪美奐，但眩光、散逸光嚴重，照明效果差強人意。
另一方面，不少人把景觀照明設計簡單理解為以燈為景，把燈作為城市景觀的主角。事實上，路燈本身是城市景觀，特別是道路景觀的重要元素，但絶不是主角。白天，燈桿本身的設計再優秀，如果不能和周圍的景觀融為一體的話，肯定會破壞城市景觀。晚上，路燈的意義在於提供光明，營造氣氛，為市民的交往、活動提供安全、舒適的照明環境。
2、現實問題
近年來，我國城市道路照明建設取得了巨大成績，也存在很多問題。本人從2001年至今曾到香港、北京、上海、大連、重慶、南京、杭州、蘇州、廈門等城市進行路燈專題調研，各城市的情況有所不同，但主要問題很相似，並結合深圳實際情況，歸納如下：
(1) 忽略人的需求
路燈對城市景觀的最大貢獻，在於創造安全、舒適的人工照明環境，符合人的需求，從而提升市民晚上外出活動的意欲，促進城市活動的發生和發展，構築和諧、怡人的城市景觀。而人工照明環境和市民心理感受的好壞，主要由路燈的照度和亮度、眩光控製、誘導性、光色等功能性指標所决定。因此，我們必須從人的需求出發，首先考慮路燈的功能性，嚴格按照國內國際標準，根據道路的車速、車流量、人流量等因素，為快速路、主幹道、支路和居住區道路等不同等級道路創造優美的照明環境，構築良好的城市夜晚景觀。但不少城市在提升形象的口號下，以燈為景，以亮為好，過分強調路燈的裝飾性，路燈造型五花八門，層出不窮，路燈與周邊環境的協調性很差，反而對城市整體景觀造成破壞（圖4）；同時，不理會道路等級標準，全部道路都采用高亮度，破壞了城市夜晚的明暗層次和主次脈絡，眩光、散逸光嚴重，反而抑製了市民夜晚活動的意欲。
(2) 缺乏城市特色
路燈造型“千城一面”，各城市間互相抄襲嚴重，如上海世紀大道的球拍造型路燈（圖5)，幾年時間已飛遍全國，在大中小城市均能看到其身影。我國城市情況千差萬別，城市風格各有特點，有的以歷史見長，有的以現代取勝，路燈建設也應因城而異，反映城市特色。特別一些歷史文化名城，如西安、蘇州的老城區，路燈造型要體現歷史的厚重。
(3) 缺乏整體性
目前，國內完成城市照明專項規劃的城市很少，深圳已編製但尚未正式實施。由於沒有統一規劃，路燈的風格各異，造型五花八門，色彩雜亂。一些分期建設的道路，各路段間桿型不統一，照度標準各異，甚至光色也不同，整體性無從體現（圖6）如果從整個城市層面看，路燈的整體性更差，各自為政的現象非常嚴重，路燈的選擇往往在於領導的一句話。
(4) 與夜景照明割裂
路燈和夜景照明都是城市照明的重要組成部分，兩者的互補性很強，但卻往往被人為割裂，規劃、設計、建設分開進行，管理權限在很多城市也分屬不同部門，往往路燈屬於市政、電力部門，夜景照明則由市容部門管理。由於不能協調建設，不但效果欠佳，還造成浪費(7）。
四、對策
探討城市照明作用和設計， 不能局限於路燈本身，衹從技術層面考慮問題。以後，應從城市設計的角度，從城市景觀的層面去考慮路燈：白天，能否和周圍空間協調；夜晚，能否創造良好的氣氛。同時，還要挖掘城市的文脈，從市民心理層面出發，尊重歷史，尊重現狀，使路燈成為構築和諧城市的一個元素。
首先，必須以人為本，重視道路照明的功能性，照度和亮度、眩光控製、誘導性、光色等參數對城市夜晚景觀的影響不言而喻，特別是市民的舒適度、安全感涉及行為心理的範疇。其次，要重視路燈的藝術性，它的造型、高度、色彩、佈置方式，對城市白天景觀影響很大。同時，加快編製城市照明專項規劃，使路燈建設有規可循；製定城市照明設計指引，設定量化標準，使照明設計有據可依。
以深圳為例，在建設國際化的城市過程中，更要吸取經驗教訓，重新審視城市照明在城市景觀中的作用，根據深圳具體情況，對城市照明進行係統分析，做好城市照明設計：
1、路燈造型與道路尺度、周邊環境之間建立美學聯繫。
2、從照度和亮度、眩光控製、誘導性、光色等重要參數着手，係統分析城市照明的夜晚景觀效果如何與城市空間協調。
3、研究城市照明對人的夜晚活動的影響，確定不同照度、光色條件下的市民舒適度、安全感水平。
城市照明與節能
節能是當前城市照明的關註點之一，是城市照明能否科學發展的關鍵所在。目前，城市照明節能工作的重點是城市夜景照明。
城市照明節能可從以下幾方面努力：
a)按城市照明總體規劃實施單個項目。根據規劃的要求和建築物的具體情況綜合定位該項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)照明光源選擇應根據照明效果需要，采用細管徑直管型熒光燈、自鎮流熒光燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等高光效的氣體放電光源；應符合相應光源能效標準規定的能效限定值。c)燈具選擇要配光適宜、控光性能好，體現高效。燈具效率不宜低於GB50034的規定；熒光燈及高強度氣體放電燈功率因數不應低於0．9及0．85。
d)電器附件選擇功率損耗低、性能穩定，並達到節能評價值要求。
e)條件適宜的，采用風能、太陽能等可再生能源。
f)照明控製又寸單個項目盡可能采用聲控、光控、時控、調光、數字照明等科技手段，但目前應重在嚴格按平日、一般節日、重大節日三種模式控製運行，堅决糾正某些業主不分平日與節日，不分時段，均將樓體照得燈火通明。
至於要不要控製照明功率密度(LPD)，筆者認為，為了在城市照明中推廣和實施緑色照明、節 導意義。但所規定的數值宜低於國內現況而稍高於約用電，解决目前普遍存在的建築物立面照明亮度 國外標準。不宜定得過低，若過低，不符合國情，偏高的問題，限製景觀照明的用電量，可給定照明 業主和設計師根本不采用，標準也等於白定。
一 中國城市道路照明概況
貫徹國傢節能節電減排的重要國策和《城市道路照明設計標準》CJJ45-2006，城市道路照明已成為節能一個重要領域，城市照明的目的就是利用合理的光源安裝配置，起到保障市民出行安全和美化城市的作用。隨着國力增長和科技的進步，以及對能源效率意識的提高，我們在道路照明光源的使用上，已經走在了世界的前列。目前道路照明光源以高強度氣體放電燈（HID）為主，主要指金屬鹵化物燈和高壓鈉燈，是二十世紀後期在世界範圍內被迅速推廣的新一代光源,具有發光效率高,耗電少,壽命長等優點,以替代傳統的白熾燈和汞燈，安裝更換比例和速度甚至超過了許多歐美發達國傢，但在運營管理方面，特別是對如何提高效率，降低能耗方面仍然存在一些無法剋服問題，並且缺少有效的技術手段。中國作為一個大國，城市化發展一日千裏，中國政府特別為城市照明製定了“十一五城市緑色工程規劃綱要”。並且以2005年為基數年，城市照明節電目標5%，5年（2006年-2010年）纍计節電25%，根據十一五要求必須要達到節電290億千瓦時，減少二氧化碳排放2900萬噸的目標。
二 在節能減排形勢下城市公共照明面對的挑戰
面臨的挑戰主要集中在技術和管理兩個層面。本文主要討論有關技術層面的問題。
道路照明光源以高強度氣體放電燈（HID）為主，目前廣泛用於與之配套的電器設備包括電感鎮流器、觸發器和補償電容。這些配套設備在使用過程中會出現以下幾個無法解决的問題：
1．功率因素低
電感鎮流器自身功率因素很低，雖然可以通過電容補償將功率因素提高到0.9左右，但隨着時間的推移，電容在生命周期中將不斷衰減失效。
2．自身功耗大
電感鎮流器的自身功耗通常要達到光源的12%-18%，造成很多電能消耗。
3．無法恆功率輸出
電感鎮流器的輸出功率不穩定，隨着輸入電壓的變化而變化，因此在輸入電壓不穩定，特別是在下半夜電壓高的情況下，會耗費大量的電能。以400瓦為例，當輸入電壓達到260伏的時候，電感鎮流器的輸出功率將達到600多瓦，比正常情況下要多耗費近50%的電能。
4．無智能調光功能
在夜半時分人車稀少的時候，道路通常可以不需要很高的光源照度，但由於這時候電壓通常會很高，在電感鎮流器控製下的光源不但不能降低光照度，而且還會因為電壓的增高而提高燈光亮度，造成不必要的浪費。近來市場上出現了一些具有調光功能的電感鎮流器，似乎可以解决這個問題，但是價格高昂，同時即使可以解决調光問題，其餘的幾項問題也不可能得到解决，充其量衹是一個過渡性的産品，因此許多發達國傢如歐盟等國都不建議推廣使用（見歐盟經濟合作組織路燈報告2007年）。
四 最優的道路照明節能解决方案
根據路燈的實際使用情況，結合國傢節能減排的要求，中電能為城市道路照明設計了高效節能的解决方案----《數字節能集成控製器》。它是一個更新換代的光源控製係統，針對目前與光源相配套的電器設備，包括電感鎮流器、觸發器及補償電容在實際使用中所存在的具體問題而設計的。解决方案的目的是為了提高效率，降低能耗，降低安裝成本，延長光源的使用壽命，把傳統的光源設備換成新一代的智能光源設備-----使光源設備擁有自己的大腦。使用中電能數字節能控製器具有以下優點：
1、 降低供電綫路成本，降低變壓器容量
2、 高效節省電費開支
3、 燈泡壽命提高一倍
4、 清潔電網，提高電網使用效率
以沿海開放城市為例，路燈每年需要更換一次燈泡，更換一隻燈泡所需費用(含鎮流器損耗、人工、車輛等)為120元，該市共有兩萬多衹常開的路燈，則每年僅更換路燈燈泡的費用就高達兩百多萬元人民幣，如果采用了數字節能控製器，路燈燈泡的使用壽命可延長一倍，僅此一項，一年就可節約開支兩百多萬元，加上節電30％，一年可節約七百多萬元電費，兩項相加就有近千萬元之巨。如果450萬元作為先期投入，半年內所節約的費用即可回收，逐年節約的資金可以重新投入市政建設。
中電能通過對城市道路照明現狀的分析，提出適應節能減排形勢下的道路照明節能解决方案，目標是達到節能40%-60%的節能效果，協助政府完成在十一五期間城市照明節電目標。
五 方案價值
數字節能集成控製係統能節約電費支出，有效的降低市政服務的成本和提高中小企業的效益。
根據中國市政工程道路照明專業委員會統計，在718個城市中,城市照明已達13723萬盞，並且每年以超過10％速度快速發展。如果全部使用中電能公司的數字節能控製器,
每年可為城市照明節約電能約363.87億度電；以1元/度計算；節約電費約363.87億元，
每年可為城市節省約1212.9萬噸發電標準煤；
每年可為城市減排二氧化碳約3170.85萬噸。
城市環境藝術照明研究的主要問題有：
（1） 人工光源的性質、發展和應用場合；
（2） 控製係統的性質、進步和應用場合；
（3） 光與色的合成及其與建築環境的關係；
（4） 人對光與色的生理與心理效應；
（5） 環境藝術照明的基本表現方法；
（6） 城市燈光環境的規劃與設計方法；
（7） 城市燈光環境設計文件的合理化與規範化；
（8） 環境藝術照明設計意圖的表現方法；
（9） 光污染的治理與城市燈光環境的規範化；
（10）城市燈光環境工程實施。 |
