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道路照明基本理論與計算
道路照明基本理論與計算
文本預(yù)覽
道路照明基本理論與計算
第一部分 道路照明基本概念
第二部分 道路照明燈具
第三部分 道路照明計算
第四部分 道路照明測量
第一部分 道路照明基本概念
一、光的度量
1、光通量——光源在單位時間內(nèi)發(fā)出的光量稱為光通量，符號Φ，單位是lm（流明）。
2、光強(qiáng)（度）——光源在給定方向的單位立體角中發(fā)射的光通量被定義為光源在該方向的光強(qiáng)（度），
符號為I，單位為坎德拉（cd）。 I=dφ/dΩ（Ω為立體角）
3、（光）照度——表示表面被照明程度的量稱為（光）照度，它是每單位面積上接受到的光通量數(shù)，
符號為E，E=dφ/ds，單位為lx（勒克斯），1lx即1lm/m2。
一些實(shí)際情況下的（光）照度值
情 況 照度值(lm) 情 況 照度值(lm)
夜間在地面上產(chǎn)生的 晴朗的夏日在采光良好的室
3×10-4 100～500
（光）照度 內(nèi)的（光）照度
滿月在地面上產(chǎn)生的 太陽不直接照到的露天地面
0.2 103～104
（光）照度 的（光）照度
正午露天地面的
工作場地必需的光照度 20～100 105
（光）照度
4、（光）亮度——光源在某一方向上的單位投影面在單位立體角中發(fā)射的光通量，稱為光源在某一
方向的（光）亮度，符號為L，L=dI/ds，單位為cd/m2（過去常用單位為nt(尼特)，1nt=1 cd/m2）。
5、發(fā)光效率
（1）光源發(fā)光效率——指一個光源所發(fā)出的光通量φ與該光源所消耗的電功率P之比，
即：η=φ/P。
（2）燈具效率——指在規(guī)定條件下測得的燈具發(fā)射的光通量值與燈具內(nèi)所有光源發(fā)出的光通量的測
定值之和的比值。
6、對比感受性視覺認(rèn)知的基本條件：亮度對比和顏色對比（在此忽略）。
亮度對比是視野中目標(biāo)和背景亮度差與背景（或目標(biāo)）亮度之比，符號C，即：
C = |L 0- L b| 式中：L—目標(biāo)亮度（nt）； L—背景亮度（nt）
0 b
L
b
人眼剛剛能夠知覺的最小亮度比，稱為閾限對比，符號C。閾限對比的倒數(shù)，即表示人眼的對
比感受性，也稱為對比靈敏度，符號S，即：
c
1
S = 式中：S 對比感受性； C—閾限對比
c c——
C
S 顯然不是一個固定不變的常數(shù)，它的變化與以下因素有關(guān)：
c
1、 照明條件；
2、 觀察目標(biāo)的大??；
3、 觀察目標(biāo)呈現(xiàn)的時間。
在理想條件下，視力好的人能夠分辨0.01的亮度對比，即人的對比感受性最大可達(dá)100。
由圖中可以看出，S 隨L 而上升，到大于100 nt
c b
以后即接近最大值，之后，盡管L 在絕對數(shù)值上仍有比
b
較大的上升，但S 已無大的上升空間，相反，當(dāng)L 大于
c b
1000以后，S 反而有所下降，這主要是由于背景亮度過
c
大而產(chǎn)生眩光的緣故。
特別要提醒大家的是：照度是一個客觀值，而亮度是一
個主觀值。
對比感受性與背景亮度關(guān)系圖
橫軸L， 縱軸S
b c
二、關(guān)于道路照明的幾個術(shù)語：（參見新版《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》）
1、燈具的安裝高度——燈具的光中心至路面的垂直距離，符號為h。
2、燈具的安裝間距——沿道路的中心線測得的相鄰兩個燈具之間的距離，符號為s。
3、懸挑長度——燈具的光中心至鄰近一側(cè)緣石的水平距離，即燈具伸出或縮進(jìn)緣石的水平距離，符
號為O。
4、道路有效寬度——與道路的實(shí)際寬度、燈具的懸挑長度和燈具的布置方式等有關(guān)的理論距離，符
號為w 。
eff
當(dāng)燈具采用單側(cè)布置方式時，道路有效寬度為實(shí)際路寬減去一個懸挑長度。
當(dāng)燈具采用雙側(cè)（包括交錯和對稱）布置方式時，道路有效寬度為實(shí)際路寬減去二個懸挑長度。
當(dāng)燈具在雙幅路中間分車帶上采用中心對稱布置方式時，道路有效寬度就是道路實(shí)際寬度。
道路有效寬度計算示意圖
5、環(huán)境比——車行道外邊5米寬的帶狀區(qū)域內(nèi)的平均水平照度與相鄰的5米寬車行道上平均水平照
度之比，符號為SR。
6、（道路）照明功率密度——單位路面面積上的照明安裝功率（包括鎮(zhèn)流器功耗），符號為LPD，單位為W/m2。
三、道路照明的質(zhì)量評價指標(biāo)
1、路面平均亮度（L ）或照度（E ）
av av
在道路上行駛時駕駛員觀察路面障礙物的背景主要是駕駛員前方的路面，因此，障礙物本身的
表面和路面之間至少要有一定的、最低限度的亮度對比，駕駛員才能觀察到障礙物。路面平均亮度
越高則眼睛的對比靈敏度越高，駕駛員覺察路面障礙物的可靠性越高。路面平均亮度水平也直接影
響到駕駛員的視覺舒適程度。平均亮度越高（但需限制在產(chǎn)生眩光的亮度水平以下），駕駛員就越舒
適。
2、路面亮度（或照度）均勻度
路面亮度（或照度）均勻度包括亮度（或照度）總均勻度和亮度（或照度）縱向均勻度。
(1)總均勻度（U）
0
道路照明設(shè)施，即使能為路面提供良好的平均亮度，但也很可能在路面上的某些區(qū)域產(chǎn)生很低
的亮度，因而在這些區(qū)域里對比值（C）低、閾限對比（C）高。同時，視場中大的亮度差，也會導(dǎo)
致眼睛的對比靈敏度（S）下降和引起所謂瞬時適應(yīng)問題（視覺疲勞），結(jié)果是駕駛員的視看能力的
c
下降。為了保證駕駛員對路面上各個區(qū)域都有足夠的視看能力，就需要確定路面上最小亮（照）度
與平均亮（照）度之間的允許差值。
亮度（或照度）總均勻度定義：路面上最小亮（照）度和平均亮（照）度之比，即
L
U = min ，式中： L 路面上的最小亮度值； L 路面上的平均亮度值
0 min—— av——
第一部分 道路照明基本概念
第二部分 道路照明燈具
第三部分 道路照明計算
第四部分 道路照明測量
第一部分 道路照明基本概念
一、光的度量
1、光通量——光源在單位時間內(nèi)發(fā)出的光量稱為光通量，符號Φ，單位是lm（流明）。
2、光強(qiáng)（度）——光源在給定方向的單位立體角中發(fā)射的光通量被定義為光源在該方向的光強(qiáng)（度），
符號為I，單位為坎德拉（cd）。 I=dφ/dΩ（Ω為立體角）
3、（光）照度——表示表面被照明程度的量稱為（光）照度，它是每單位面積上接受到的光通量數(shù)，
符號為E，E=dφ/ds，單位為lx（勒克斯），1lx即1lm/m2。
一些實(shí)際情況下的（光）照度值
情 況 照度值(lm) 情 況 照度值(lm)
夜間在地面上產(chǎn)生的 晴朗的夏日在采光良好的室
3×10-4 100～500
（光）照度 內(nèi)的（光）照度
滿月在地面上產(chǎn)生的 太陽不直接照到的露天地面
0.2 103～104
（光）照度 的（光）照度
正午露天地面的
工作場地必需的光照度 20～100 105
（光）照度
4、（光）亮度——光源在某一方向上的單位投影面在單位立體角中發(fā)射的光通量，稱為光源在某一
方向的（光）亮度，符號為L，L=dI/ds，單位為cd/m2（過去常用單位為nt(尼特)，1nt=1 cd/m2）。
5、發(fā)光效率
（1）光源發(fā)光效率——指一個光源所發(fā)出的光通量φ與該光源所消耗的電功率P之比，
即：η=φ/P。
（2）燈具效率——指在規(guī)定條件下測得的燈具發(fā)射的光通量值與燈具內(nèi)所有光源發(fā)出的光通量的測
定值之和的比值。
6、對比感受性視覺認(rèn)知的基本條件：亮度對比和顏色對比（在此忽略）。
亮度對比是視野中目標(biāo)和背景亮度差與背景（或目標(biāo)）亮度之比，符號C，即：
C = |L 0- L b| 式中：L—目標(biāo)亮度（nt）； L—背景亮度（nt）
0 b
L
b
人眼剛剛能夠知覺的最小亮度比，稱為閾限對比，符號C。閾限對比的倒數(shù)，即表示人眼的對
比感受性，也稱為對比靈敏度，符號S，即：
c
1
S = 式中：S 對比感受性； C—閾限對比
c c——
C
S 顯然不是一個固定不變的常數(shù)，它的變化與以下因素有關(guān)：
c
1、 照明條件；
2、 觀察目標(biāo)的大??；
3、 觀察目標(biāo)呈現(xiàn)的時間。
在理想條件下，視力好的人能夠分辨0.01的亮度對比，即人的對比感受性最大可達(dá)100。
由圖中可以看出，S 隨L 而上升，到大于100 nt
c b
以后即接近最大值，之后，盡管L 在絕對數(shù)值上仍有比
b
較大的上升，但S 已無大的上升空間，相反，當(dāng)L 大于
c b
1000以后，S 反而有所下降，這主要是由于背景亮度過
c
大而產(chǎn)生眩光的緣故。
特別要提醒大家的是：照度是一個客觀值，而亮度是一
個主觀值。
對比感受性與背景亮度關(guān)系圖
橫軸L， 縱軸S
b c
二、關(guān)于道路照明的幾個術(shù)語：（參見新版《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》）
1、燈具的安裝高度——燈具的光中心至路面的垂直距離，符號為h。
2、燈具的安裝間距——沿道路的中心線測得的相鄰兩個燈具之間的距離，符號為s。
3、懸挑長度——燈具的光中心至鄰近一側(cè)緣石的水平距離，即燈具伸出或縮進(jìn)緣石的水平距離，符
號為O。
4、道路有效寬度——與道路的實(shí)際寬度、燈具的懸挑長度和燈具的布置方式等有關(guān)的理論距離，符
號為w 。
eff
當(dāng)燈具采用單側(cè)布置方式時，道路有效寬度為實(shí)際路寬減去一個懸挑長度。
當(dāng)燈具采用雙側(cè)（包括交錯和對稱）布置方式時，道路有效寬度為實(shí)際路寬減去二個懸挑長度。
當(dāng)燈具在雙幅路中間分車帶上采用中心對稱布置方式時，道路有效寬度就是道路實(shí)際寬度。
道路有效寬度計算示意圖
5、環(huán)境比——車行道外邊5米寬的帶狀區(qū)域內(nèi)的平均水平照度與相鄰的5米寬車行道上平均水平照
度之比，符號為SR。
6、（道路）照明功率密度——單位路面面積上的照明安裝功率（包括鎮(zhèn)流器功耗），符號為LPD，單位為W/m2。
三、道路照明的質(zhì)量評價指標(biāo)
1、路面平均亮度（L ）或照度（E ）
av av
在道路上行駛時駕駛員觀察路面障礙物的背景主要是駕駛員前方的路面，因此，障礙物本身的
表面和路面之間至少要有一定的、最低限度的亮度對比，駕駛員才能觀察到障礙物。路面平均亮度
越高則眼睛的對比靈敏度越高，駕駛員覺察路面障礙物的可靠性越高。路面平均亮度水平也直接影
響到駕駛員的視覺舒適程度。平均亮度越高（但需限制在產(chǎn)生眩光的亮度水平以下），駕駛員就越舒
適。
2、路面亮度（或照度）均勻度
路面亮度（或照度）均勻度包括亮度（或照度）總均勻度和亮度（或照度）縱向均勻度。
(1)總均勻度（U）
0
道路照明設(shè)施，即使能為路面提供良好的平均亮度，但也很可能在路面上的某些區(qū)域產(chǎn)生很低
的亮度，因而在這些區(qū)域里對比值（C）低、閾限對比（C）高。同時，視場中大的亮度差，也會導(dǎo)
致眼睛的對比靈敏度（S）下降和引起所謂瞬時適應(yīng)問題（視覺疲勞），結(jié)果是駕駛員的視看能力的
c
下降。為了保證駕駛員對路面上各個區(qū)域都有足夠的視看能力，就需要確定路面上最小亮（照）度
與平均亮（照）度之間的允許差值。
亮度（或照度）總均勻度定義：路面上最小亮（照）度和平均亮（照）度之比，即
L
U = min ，式中： L 路面上的最小亮度值； L 路面上的平均亮度值
0 min—— av——
