阐述城市中桥梁照明设计期刊

【摘要】本文浅析在城市中心桥梁照明的重要性以及设计的基本原则，它分为两方面内容：一是要满足路面的照度，这是照明的基本使用功能，即桥梁的道路照明；二是从美学角度，阐述城市中心桥梁照明的艺术性，以及与中心城市景观的和谐，即夜景桥梁照明。
【关键词】桥梁；城市；照明；夜景；灯光
无论是道路照明还是景观照明，桥梁的照明设计都要遵循安全、适用、经济和美观的基本原则，具体是：（1）桥梁的功能主要是供通行只用，因此，桥梁上所有灯饰和照明光源都不得影响航空、航船、行车和行人的安全，功能照明是桥梁照明的第一位的，景观照明不应对其形成干扰。（2）以人为本，充分注重人们视觉的舒适度，避免光污染。（3）桥梁与城市干道相连，不仅承担着大流量的交通功能，而且是市区主要的景观视轴。因此，桥梁的照明设计首先应该保证桥面的交通照明，然后是桥体的夜景照明。（4）每一座桥梁都有自己的形态特征，均具有浓郁的特色和鲜明的风格，现代与古典相映成趣，这些都应成为夜景照明的渲染的要素。不同的桥，有着不同的设计理念。（5）考虑不同的方位和角度进行桥梁照明设计，选取适当的亮度比，照明效果使得桥体在三维空间的环境中凸现出它的大小细部；表现桥梁总体艺术造型与具有特性的单体结构。（6）具有不同功能的多种光源不致互相干扰、造成衍射、泛光、乱影等负面效应。（7）照明设施和照明管线尽可能隐蔽，不能影响桥梁白天的景观；灯具应造型新颖，照明高效均匀，安装维护方便。（8）夜景照明中的闪烁、动态、阴影等效果会对车辆驾驶员的视觉造成干扰，二车辆通过桥梁时，驾驶员需要高度集中精力，因此那些很容易造成驾驶员精力分散的特殊效果照明应予以限制。（9）一些交通信号灯可能会设置在桥梁上，因此装饰照明的光和影就有可能对其造成干扰和妨碍，成为交通隐患，所以，应在设计阶段予以考虑避免。以上九点是设计桥梁照明的基本原则，我们在遵守这些原则的基础上来设计桥梁的普通照明和景观照明。

一、桥梁的道路照明

桥梁是公路的延伸，其中的机动车道大致与路面相同，桥面亮度水平影响着驾驶员的对比敏感度，因而也影响着知觉的可靠性，通过一系列实验表明，桥面平均亮度（在观察者前面60m～160m距离间）为1.5 cd/m2～2cd/m2，对于驾驶员是合适的。另外，对于光源的选择，有一定的要求，在低压钠灯下物体的可见距离大于在高压汞灯下的可见距离，而且有较高的视觉敏锐度，但是它是单一的黄光，显色性太差，所以在郊区使用较合适，而在市区的桥梁的普通照明一般采用高压钠灯或是荧光高压汞灯。在选择了光源后该怎样布置，一般在市区中有以下几种照明方式：（1）杆柱式照明，它使用于横跨河道，而且桥面较宽的桥梁照明和立交桥的部分照明。在杆柱的顶端安装灯具，杆柱沿桥面道路配置，灯具一般在15m以下，高度增加，眩光就会减少，且亮度分布面积扩大，得到同样的照度，灯具数可减少，但是照到桥面以外去的光通量就会增加，照明设备容量增加，照明利用系数下降。对于灯具的仰角，为使人行道、慢车道与车行道有相同的亮度，灯具应尽量水平安装。仰角大，车行道亮度增加，不舒适的眩光也增加，慢车道、人行道亮度降低，一般仰角做成5～150。一般情况下，在这样的桥梁上杆柱单侧、交错或是相对布置。（2）高杆照明，它适用于城市中大型立交桥部分照明。在15m～40m的高杆上，装上多个大功率的灯具进行大面积照明，城市中的立交桥多数都有圆形桥面，在圆的圆心处设置高杆照明，它从高处照明路面。路面亮度均匀度极好，而且灯柱位于车道外，调换灯泡、清洗灯具都不影响交通，也可以兼作附近的建筑物、树木等的照明，主要缺点是出投资较高。（3）低栏照明，它适用于桥面较窄的河道桥，和一些景观性的人行桥。沿着桥面的中轴线，在两侧栏杆上离地1m及以下的高度上设置灯具，它不用灯杆，比较美观，但是建设维护费用较高，灯具容易污染，车辆通过时对光有遮挡，路面亮度不均匀。

二、桥梁的夜景照明

由于桥梁庞大的体积和带状的结构，与建筑夜景设计相比，桥梁夜景设计有着一些自身的特点。所以，在设计时应有几点内容需要注意：（1）照明要素的选择。对于桥梁夜景照明，如果光照均匀配置，将桥梁结构全部照亮，反而会造成平淡的光环境，所以必须根据不同桥型的形态特征，选择出主要表现的对象，选择要素一般是桥面饰边，拱圈，桥墩，桥边两侧等。（2）立体感表现。光线来自一个方向，照明对象会出现规则的阴影，形成鲜明的立体感。但光线方向过于单一，也会产生令人不快的强烈明暗对比和生硬的阴影。当然，照明方向过于扩散，照明要素各个面的照度相近，则立体感就会消弱甚至消失。因此，要合理布置光源，调整光照角度，使照明要素的主照面、副照面和投影面的照度合理分配，以获得合适的主体感。（3）色彩表现。由于光源不同的光谱分布而造成在不同光源照射下观看照明对象时，其外观色彩会发生变化，所以光源的色调直接影响物体色彩的表现。如果需要准备表现照明要素的色彩，则须选择高显色性光源。（4）眩光控制。眩光可以是直射的，也可以是反射的。采用半透明的漫反射板改善灯具发光面、用反射器或格片来遮挡光源，都可以避免直射眩光。避免反射眩光的方法，则要使光的入射方向与观看方向大致相同，或从侧边入射法到反射面上。

三、桥梁照明电源

桥梁照明的电源要求可按如下几个方面进行设计：（1）合理的确定桥梁照明的负荷等级，正确的选择供电方案才能使照明用电保持在适当的水平，人员活动密集的或所处位置极其重要的桥梁可按二级负荷供电，其余宜按负荷供电。（2）针对大型桥梁照明设置独立的变压器，可保持电压稳定，提高照明质量，保证光源寿命，同时减少供电系统运行损耗。（3）对于桥梁照明的供电线路敷设比较容易受到天气和外力侵害，设置独立的线路保护可以避免对其他负荷供电产生不必要的影响。（4）考虑照明负荷使用的不平衡性以及气体放电灯线路由于电流波形畸变产生高次谐波，即使三相平衡中性线中也会流过三的倍数的奇次谐波电流，这样有可能达到相电流的数值。（5）采用每盏灯具加装短路保护可避免一个光源出线故障不会导致整条照明支路的其他灯具失电，从而将故障对整体桥梁照明的影响控制在最小程度上。

四、照明的节能

对于处在城市中的一部分的桥梁照明，同样也要根据其功能性质和环境区域的情况确定其所需的照度活亮

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度的标准值，避免照度或亮度过高，浪费电能。针对照明节能问题可按以下原则考虑设计：（1）由于国家对于灯具以及灯具附件的功率损耗，制定了相应的能效标准和规范，因此，在照明设计时，应按光源要求配置符合相应能效标准的镇流器和电器附件。（2）气体放电灯配备电感镇流器时，功率因数较低，一般仅为0.4～0.5，所以应设功率补偿，以提高功率因数，有条件时，宜在灯具内装设补偿电容，以降低照明线路电流值，降低线路电压损失。所选用灯具的效率应满足国家相关规范要求。（3）有条件的地区应采用可持续能源，为照明灯具供电，比如太阳能，风能等。（4）可选用合理有效的节能控制器，以及节能管理机制，对桥梁的道路照明以及液晶照明进行控制，有利于照明的维护管理和能源节约。
由于科技的发展表现桥梁的夜间艺术性已经是绰绰有余，但是无论是桥梁的普通照明还是夜景照明，都是要在满足桥梁本身使用功能的基础上再去考虑的，我们要时刻遵循基本设计原则，这样才能使桥梁的美学特性与桥梁本身有机的结合起来，并且使整个城市的景观照明更显其艺术美感。
参 考文 献
[日]Landscape design杂志社编，张琪，刘云俊译.世界都市景观照明[M].大连理工大学出版社，辽宁科学技术出版社，2001（3）
潘世建，杨盛福主编.桥梁景观[M].人民交通出版社，2001（5）
[3]俞丽华编著.电气照明[M].同济大学出版社，2001（9）
[4]杨士金，唐虎翔编著.景观桥梁设计[M].同济大学出版社，2003（4）