对住宅区室外照明

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【论文关键词】室外照明 明视照明 饰景照明 电气安全 等电位联结

【论文摘要】对新型住宅区室外照明从功能性、造景性和完全性三方面进行了分析和总结,并提出了住宅区室外照明设计的一般要求和注意事项。

1 、前言

住宅区室外照明可分为以功能性照明为主的照明和起协助造景作用的饰景照明,两种作用互相渗透不可分割;同时,由于环境的严重性,室外照明的电气安全也不容忽视。因此,进行室外照明设计时, 应把握整体观念,从照明的功能性,造景性和安全性三方面全面分析,统一规化,才能设计出高水平的室外照明作品。

2 、住宅区主干道路照明

住宅区主干道路具有人车混合,车速较低,交通流量大且路面相对较窄等特点,故对眩光的控制较城市交通干线低;街道两侧建筑物很多,需要适当提高道路两侧照度,故常采用半截止型或开敞型配光灯具。根据路边建筑物的高度,灯杆高度宜在4～8 m 选取,间距20～30 m, 兼顾配光均匀性和经济性, 平均照度取3～5 lx; 常采用同侧布灯,弯道处可适当加大布灯密度,提高灯杆高度加强诱导性;路灯水平支杆伸出路崖宜为0. 6～1.0 m, 不应照射在路面中间,以避免雨天行车路面出现狭长波动光影。灯具仰角较大时,车行道照度高,利于行车安全,但人行道照度降低,不利于眩光控制综合考虑后,仰角常取5°～15°。此外,道路照明的侧重点虽然在于明视性,但其造景作用也不容忽视,因此,灯具的形式、高度、光色以及照度等应与周围建筑物和室外环境充分协调以免破坏照明的整体效果。

传统路灯光源常选用白炽灯,高压汞灯,高压钠灯等。白炽灯由于效率低,不利于节能而应尽量减少使用;高压汞灯光效较低,寿命较短,光色差,且破损后汞元素泄漏造成环境污染,一般不建议使用;高压钠灯光效和寿命都很高,分辨率高,透雾性强,是最适宜路灯照明的光源之一,但其光色和显色性较差,对往往兼做人行商业街的住宅区道路照明应限制使用;金卤灯光效高、寿命长、光色好,显色指数也很高,综合指标十分优越,但过去由于传统电感式金卤灯镇流器附件多,体积大,功率因数低,工作不稳定,使得光源本身的优越性不能得到充分发挥,降低了灯具整体性能指标。一段时间以来限制了金卤灯在住宅区的应用,尤其是当电压不稳时,易造成触发器、镇流器甚至灯管本身烧毁的事故。而随着金卤灯电子镇流器技术的成熟,配用电子镇流器的金卤灯功率因数高达98 % 以上,几乎不受市电电压变化的影响,环境适应性大为增强,可在温度为-30 ℃～ + 45 ℃,湿度不超过98 % 的环境中正常工作;其次是陶瓷型金属卤化物灯的出现,进一步加强了金卤光源光色稳定性,为其成为住宅区室外道路照明首选光源扫清了最后道路。

3 、庭园照明

近年来,住宅区多设计为庭园式户外环境,因此,庭园照明在住宅区照明中发挥着十分重要的作用,既起着烘托景观乃至协助造景的作用,是室外照明饰景功能的充分体现,又有消灭照明死角,便于人们活动,减少犯罪的作用,是明视功能的有机组成和延伸。

庭园作为居民室外散步小憩的场所,应力求轻松、舒适、安全的感觉,因此,庭园照明多采用低调处理,总体照度宜低不宜高。

园林小径灯照度一般以5～10 lx 为宜,行人较多而偏重交通功能的道路取20 lx 左右。园林小径灯有中国民族,西欧,日本等多种风格,选型时必须注意与周围建筑物风格的和谐统一,造型简洁艺术而不奢华,符合住宅区的特点。应注意控制眩光,光源高度根据路宽以及周边建筑物高度选取,通常为0.6～1. 2 倍道路宽度,但不宜高于3.5 m 。小径灯在满足行人安全感的前提下,应尽量降低照度,灯具安装间距较小,常为15～25 m, 给人以幽静舒适的感觉。以往该类灯具大多采用白炽光源,但由于白炽灯寿命短,光效低,故建议以小功率金属卤化物灯或其他高效显色性的光源代替,南方地区也可采用高显色荧火灯,但不适用于冬季室外温度较低的地区。另外,灯具安装高度低于2.5 m 时,为尽量避免眩光,宜采用乳白玻璃或磨砂玻璃灯具。植物投光灯通常为草坪灯和树木投光灯两种, 在住宅区内适当使用可调节夜间环境气氛,但应注意重点使用,忌过多或过亮,以免破坏静逸的休息环境。为保持草坪宽广的气氛,草坪灯一般离地40～ 70 cm 安装,最高不宜超过1 m, 间距宜为3. 5～5. 0 倍光源高度,安装应注意避免眩光入射人的视野。在草坪边靠近道路处安装时,应注意隐蔽,或者选择富有艺术性的灯具加以装饰,使灯具本身融合到景观之中,应用时还可利用光环形成有韵律的图形,避免均匀平淡的感觉。有些草坪灯上还安装了背景音乐喇叭,使人们在草坪上漫步时更加心旷神怡。另外,还可利用投光灯对树丛投光照明。考虑到白天的美观,投光灯具一般安装在地平面,有条件时可利用树丛隐蔽,但应尽量放在常青树木下。考虑到住宅的特点,一般不对树木较高位置进行投光照明,如因整体环境的需要,必须如此时,宜在树旁设置灯杆来安装灯具,而不应直接在树杈上安装,以免影响树木的生长。年代久远的古树名木,往往成为投光照明的重点,尤其应注意此点。照明设计时应仔细核算灯具的数量、间距;安装时应精心调节灯头角度,既要做到整体照明环境明暗有致,构成丰富的立体感和层次感,又要避免在行人眼中产生入射眩光。植物投光灯常采用汞灯光源,即起到节能的效果,又可使树木,草坪颜色更加碧绿鲜艳;为减少季节性维护工作量,住宅区花坛投光照明较为少见,如有应用时,应注意采用高显色光源,如卤素灯、金卤灯或新型荧光灯等。可采用单面投射,也可进行多面照明;灯具可置于地面或地下,也可固定在灯杆上,根据具体体形和重点,安排照明点的位置和排列,精心选择光色、光强,调节投射角度、投射面等,以通过阴影和不同的亮度,制造鲜明的轮廓效果和突出重点。由于住宅区整体环境照度不高,小区照明的照度亦不必太高就可取得令人满意的效果,同时还应注意尽量减少眩光影响。简单地说,既要烘托主体,又不能破坏小区整体环境的协调性,这是照明基本的设计原则。

在静水或缓速流动的水边安装投光灯具,采用直射光源照射水面,利用水面反光映照近旁景物,可达到赏心悦目、安逸祥和的效果,风吹水动时,还能取得不同亮度连续变化水景的动态效果。由于住宅区整体环境较幽暗,灯具照度不应过高,以30～75 lx 为宜,同时,灯具应注意合理布局,避免在人员活动区产生较强的水面眩光。喷水池,瀑布等较强烈的动态水景在住宅区应用较少,但有时在中心广场等处也可见到。对喷泉照明,可在喷口后面或水流落点下安装投光灯具,由于空气和水的不同折射率,使灯光在进出水柱时产生二次折射,而显现瑰丽的色彩,也可使散落的水珠产生闪闪发光的效果。对于瀑布,灯具宜安装在水流下部,根据瀑布落差,流量和水深等因素选择合适功率的投光灯。对于阶梯式水流,则宜在每个阶梯底部安装线状光源。

水景灯一般可选用卤钨灯光源,利用其连续性光谱,灯光经过水体的反射或折射,产生绚丽多彩的效果。灯具选用则应注意防水性能。

如建筑物泛光照明、灯串照明、霓虹灯、广告照明等,此类灯具热烈明快,色彩斑澜而富情绪化,不易使人获得宁静舒适的感觉,因此,住宅区内不宜大量使用。确有必要时,也应对使用时间、使用场所、照度等有所限制,如灯串照明,通常在节假日期间使用;又如泛光照明,一般只宜在小区娱乐、商业中心少量使用,以免喧宾夺主,破坏整体气氛,影响居民休息。

4、 室外照明供电和控制方式

主要道路照明和安全照明宜由邻近的两台变压器引入两路低压电源,在控制室末端切换,以加强供电可靠性,方便居民, 减少罪案发生; 道路照明可采用三相电缆供电,隔盏换相方式,以免因一个回路故障而导致较大范围道路照明完全中断。

室外照明控制设备常设在物管中心或门房,大型住宅区也可分区露天设置。道路照明宜采用时光控制器自动开关, 节约电能。庭园照明可采用同一方式控制,也可由管理人员手动控制。室外照明应能在深夜自动或手动关闭部分非重要灯光, 以节约电能。

5 、室外照明电气安全

室外照明装置受风、雨、日、尘的侵蚀, 暴露于公众前,易遭儿童等无关人员或动物的破坏,通常要求设备防护等级有要求。室外灯具覆盖范围大,灯具基础小,通常不具备作等电位联结的有利条件,故除喷水池,游泳池等特殊危险场所外,一般不做等电位联结。此时,若发生接地故障,危险性较大;采用TN 接地系统的,自电源引来的PE 线还可能将别处的故障电压传导至室外照明装置外壳而造成危险。因此,室外照明系统不宜采用TN 接地系统,而建议采用TT 接地系统,回路首端安装漏电保护器,动作电流不大于30 mA 。对于投光灯,小区灯,广告灯,水景灯等以饰景功能为主的室外照明,一时断电不至于引起危险,漏电保护器可动作于切断回路电源开关;而对于大型住宅区内的交通主环道路照明,或者具有预防犯罪功能的室外照明灯具,应避免全回路停电,回路漏电保护器则只应动作于报警,此时,建议在每一路灯接线盒内装设一个小容量熔断器,兼做过流和接地故障保护, 对TT 系统而言, 其中Ia 为熔体额定熔断电流,通常取3～5 A ,RA 为照明器外壳接地电阻,一般要求不大于10 Ω。当然, 对于少数高档住宅区,也可每灯安装漏电保护开关, 效果很好,但经济性较差,对物业管理要求较高,设计时应慎重。

水景照明对防电击安全的要求非常高。水景防电击安全最本质的措施是等电位联结, 即将保护区(0～2 区) 内所有装置外壳可导电部分与位于这些区域内的外露可导电部分的保护线连接起来并经过总接地端子与接地装置相连,接地电阻一般要求不小于1Ω。等电位的具体部件例如:水池等构筑物的外露金属件及内部钢筋,金属外框架或构件,金属栅栏或网罩等,金属给排水口,照明灯具及水泵等电器的金属外壳和构件,电线保护钢管,电缆金属铠装层等。

水景灯采用光电一体灯具时,安全要求高,设备多而维护管理的工作量大。由于住宅区照明背景亮度较低,故采用光纤照明,也能达到令人满意的效果。采用光纤作为联系发光点(光源电气部分) 和出光点(光源射出部分) 的介质,可根据需要将光源电气部分设置安全区域,确保照明电气安全。除了安全性好的优点外,光纤照明还具有节能性好,安装控制方便等特点,通过对发光点采取加装彩色转盘或滤光片等措施可达到随意改变出光点色彩的目的。因此,住宅区水景照明宜推广采用光纤照明方式。