基于DIALux仿真的道路照明方案分析_杜利超.pdf

照明工程 2023 年 第 1 期 总第 176 期 光源与照明12基于 DIALux 仿真的道路照明方案分析杜利超天津市政工程设计研究总院有限公司，天津 300000摘要：文章以某主干路为例，采用利用系数曲线法提出照明方案。再运用 DIALux 仿真软件，对照明方案进行仿真，同时提出优化方案，并对特殊路段及运行6 000 h 后照明方案进行模拟，总结了 DIALux 仿真在道路照明设计中的优势。关键词：DIALux 仿真；道路照明；照明设计分类号：TU113.6+660引言道路照明可以为所有交通参与者创造良好的视觉环境。道路照明评价指标主要包括平均照度、均匀度等。在道路照明设计中，均匀度、眩光相对阈值增量等参数不便于计算，通常只计算平均照度，常用的方案为利用系数曲线法。1基于利用系数曲线法确定原始照明方案以某主干路（照明高挡值）为例，根据城市道路照明设计标准（CJJ 452015）1中对灯杆高度、间距、平均照度的要求，根据利用系数曲线法确定得到照明方案，如图 1 所示。方案采用双臂路灯双侧对称布灯方式，路灯灯杆布置于侧分带内；行车道侧照明光源为 250 W LED 灯具，安装高度 H 为 10 m；非机动车道侧照明光源为 70 W LED 灯具，安装高度 H 为 8 m，杆距 S 为 35 m；机动车道侧平均照度值为 34 lx，人行道侧平均照度为 17 lx。2原始照明方案的 DIALux 仿真验证城市道路照明设计标准（CJJ 452015）中规定了主干路机动车道和人行道的照明标准值（高挡值）作者简介：杜利超，男，硕士，高级工程师，研究方向为电气设计。文章编号：2096-9317（2023）01-0012-03如表 1、表 2 所示2。上述评价指标计算过程复杂、烦琐，实际工程设计中不便于验证照明方案的是否可行。应用 DIALux 仿真可以解决此难题，只要根据实际道路及照明方案建立仿真模型，可自动得出仿真结果，并判断结果是否满足规范要求，简化工程设计过程，提高工程质量及效率3。现对利用系数曲线法确定的照明方案进行仿真，照明仿真模型如图 2 所示，仿真结果如表 3、表 4 所示。根据仿真结果，机动车道的纵向均匀度及人行道的最图原照明方案（单位：m）H=8 m S=35 mP=70 WH=10 m S=35 mP=250 WH=10 m S=35 mP=250 WH=8 m S=35 mP=70 W设计路中线人行道人行道非机动车道非机动车道机动车道机动车道机动车道机动车道中央分隔带机动车道机动车道侧分带侧分带路缘带路缘带路缘带路缘带4.52.52.511112.52.54.5344光源与照明 总第 176 期 2023 年 1 月 照明工程13小垂直照度不满足规范中要求的标准值，照明方案不成立。3照明方案优化及 DIALux 仿真分析上述仿真结果，可通过加高灯杆高度解决问题，将机动车道侧灯具安装高度调整为 12 m，人行道侧灯具安装高度调整为 10 m，DIALux 仿真结果如表 5、表 6 所示。表 5机动车道一次优化方案仿真结果项目平均亮度/（cdm-2）总均匀度纵向均匀度眩光限制阈值增量环境比计算结果1.970.660.7780.81标准值 2.00 0.40.7 10 0.5是否满足否是是是是表 6人行道一次优化方案仿真结果项目平均照度/lx总均匀度最小半柱面照度/lx最小垂直照度/lx计算结果16.670.664.22.15标准值 7.5 0.4 1.5 2.5是否满足是是是否根据仿真结果，机动车道的纵向均匀度已满足要求，但机动车道平均亮度值不满足要求；人行道的最小垂直照度有明显增大，但依然不满足标准。故对灯具功率进行优化，将机动车道侧灯具功率调整为 300 W，人行道侧灯具功率调整为 100 W，根据 DIALux 仿真结果，经过二次优化，各指标均已满足标准值，照明方案合理可行。3.1 特殊路段照明方案及 DIALux 仿真在设计道路时，为了提高车辆通行效率，需要将靠近路口处的断面渠化。以某主干路为例，在靠近路口处压缩了中分带和侧分带，使一侧车行道宽度由 11 m变为 13 m（增加 1 条车道）。由于渠化段长度较短，确定照明方案时渠化段与标准段的照明方案往往一致。需要对二次优化后的方案进行仿真，验证渠化段是否满足标准值要求，仿真结果如表 7、表 8 所示。渠化段各指标均满足标准值，进一步验证了所有路段的照明方案合理可行。表 7渠化段机动车道仿真结果项目平均亮度/（cdm-2）总均匀度纵向均匀度眩光限制阈值增量环境比计算结果2.270.620.7780.87标准值 2.000.4 0.7 10 0.5是否满足是是是是是表 8渠化段人行道仿真结果项目平均照度/lx总均匀度最小半柱面照度/lx最小垂直照度/lx计算结果22.290.665.272.77标准值 7.5 0.4 1.5 2.5是否满足是是是是表 1机动车交通道路照明标准值参数数值路面亮度平均亮度/（cdm-2）2.0总均匀度最小值0.4纵向均匀度最小值0.7路面照度平均照度维持值/lx 30均匀度最小值0.4眩光限制阈值增量最大初始值10%环境比最小值0.5表 2人行道照明标准值参数数值级别 3道路类型 流量中等的道路路面平均照度/lx7.5路面最小照度/lx1.5最小垂直照度/lx2.5最小半柱面照度/lx1.5图 2照明仿真模型表 3机动车道原方案仿真结果项目平均亮度/（cdm-2）总均匀度纵向均匀度眩光限制阈值增量环境比计算结果2.050.570.6990.76标准值 2.00 0.4 0.7 10 0.5是否满足是是否是是表 4人行道原方案仿真结果项目平均照度/lx总均匀度最小半柱面照度/lx最小垂直照度/lx计算结果16.640.482.861.16标准值 7.5 0.4 1.5 2.5是否满足是是是否 照明工程 2023 年 第 1 期 总第 176 期 光源与照明143.2 运行 6 000 h 后照明效果及 DIALux 仿真在上述计算及仿真过程中，灯具光通量均采用安装后的初始光通量，根据城市道路照明设计标准（CJJ 452015）中第 4.2.10 节第 3 条要求，灯具连续燃点6 000 h 的光源光通量维持率不应小于 92%。在确定照明方案时，需确定光源光通量维持率不小于 92%的情况下，道路照明各项指标是否还能满足标准值。现对其进行仿真，结果如表 9 表 12 所示。根据 DIALux仿真结果，优化后的照明方案既能在初始安装时满足照明标准，也能在运行 6 000 h 后满足照明标准。表 9标准段机动车道（运行 6000h 后）仿真结果项目平均亮度/（cdm-2）总均匀度纵向均匀度眩光限制阈值增量环境比计算结果2.160.620.7780.82标准值 2.00 0.4 0.7 10 0.5是否满足是是是是是表 10标准段人行道（运行 6000h 后）仿真结果项目平均照度/lx总均匀度最小半柱面照度/lx最小垂直照度/lx计算结果20.920.664.922.59标准值 7.5 0.4 1.5 2.5是否满足是是是是表 11渠化段机动车道（运行 6000h 后）仿真结果项目平均亮度/（cdm-2）总均匀度纵向均匀度眩光限制阈值增量环境比计算结果2.090.620.7780.87标准值 2.00 0.40.7 10 0.5是否满足是是是是是表 12渠化段人行道（运行 6000h 后）仿真结果项目平均照度/lx总均匀度最小半柱面照度/lx最小垂直照度/lx计算结果20.50.664.852.55标准值 7.5 0.4 1.5 2.5是否满足是是是是综上，得到某主干路最终的照明方案：采用双臂路灯双侧对称布灯方式，路灯灯杆布置于侧分带内；行车道侧照明光源为 300 W LED 灯具，安装高度为 12 m；非机动车道侧照明光源为 100 W LED 灯具，安装高度为 10 m，杆距为 35 m，如图 3 所示。4结束语在利用系数曲线法的基础上，应用 DIALux 仿真可对道路照明方案中的不同路段、不同工况下的各参图 3最终照明方案（单位：m）数值进行模拟分析，为照明方案的优化提供了有力的数据支撑，进一步优化了照明方案，保证了照明方案的合理性。参 考 文 献1 中国建筑科学研究院,安徽鲁班建设投资集团有限公司.城市道路照明设计标准:CJJ 452015S.北京:中国建筑工业出版社,2016.2 贺文良,邓青霞.“科创+文创”在文旅夜游照明设计中的应用:以名坊园旅游综合开发配套及道路亮化工程项目为例J.光源与照明,2022(S1):51-53.3 邓军.城市道路照明节能措施探讨J.光源与照明,2022(8):25-27.H=10 m S=35 mP=100 WH=10 m S=35 mP=100 WH=12 m S=35 mP=300 WH=12 m S=35 mP=300 W设计路中线人行道人行道非机动车道非机动车道机动车道机动车道机动车道机动车道中央分隔带机动车道机动车道侧分带侧分带路缘带路缘带路缘带路缘带4.52.52.511344112.52.54.5