【文章內(nèi)容簡介】 照明設(shè)計更為科學(xué)合理 ,最終使城市照明健 康發(fā)展 ,節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境 ,整體協(xié)調(diào) ,設(shè)計出更多的城市照明精品 ,提高城市照明總體水平 ,實(shí)現(xiàn)城市照明的可持續(xù)發(fā)展。 自從 1998 年提出“數(shù)字地球”概念后 ,世界上掀起了研究數(shù)字城市的高潮。數(shù)字照明是數(shù)字城市在照明工程中的具體應(yīng)用 ,它指的是將照明效果定量化、動態(tài)可視化的一種照明設(shè)計方法 ,這也是適合于健康照明的照明設(shè)計方法。 進(jìn)行數(shù)字城市照明時 ,除了要解決關(guān)鍵技術(shù) (真三維地理信息系統(tǒng)技術(shù)、數(shù)據(jù)采集與更新技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)現(xiàn)技術(shù)、數(shù)據(jù)共享與互操作技術(shù)、壓縮技術(shù)與超鏈接技術(shù)、顏色信息通信技術(shù)等 )外 ,還要確定數(shù)字城市照明的屬 性數(shù)據(jù) ,并進(jìn)行數(shù)字城市照明規(guī)劃和設(shè)計等工作。 數(shù)字城市照明的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 城市空間的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是數(shù)字城市建設(shè)的重要內(nèi)容 ,它是表示空間實(shí)體的位置、形狀、大小及其分布特征方面信息的數(shù)據(jù) [4]。城市空間的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包含城市空間基礎(chǔ)信息和城市基礎(chǔ)屬性信息。城市空間基礎(chǔ)信息用于空間對象的定位 ,以表示空間的位置、距離和空間關(guān)系 (拓?fù)潢P(guān)系 ),它反映了在一定尺度下能完整描述城市自然和社會形態(tài)的地物地貌信息和管理境界信息 ,常采用空間坐標(biāo)、圖形和圖像等表示 ,需要建立數(shù)字矢量線劃數(shù)據(jù)庫 (DLG 數(shù)據(jù)庫 )、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)庫 (DOM 數(shù)據(jù)庫 )、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫 (DEM 數(shù)據(jù)庫 )、數(shù)字柵格線劃數(shù)據(jù)庫 (DRG數(shù)據(jù)庫 ),即需要建立 4 個圖形數(shù)據(jù)庫 。城市基礎(chǔ)屬性信息是空間目標(biāo)的屬性 ,用10 來表示與空間對象相關(guān)的特征和特性 ,常采用數(shù)字和字符表示 ,它需要建立屬性數(shù)據(jù)庫?？傊?,在數(shù)字城市中 ,不但需要建立城市空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫 ,而且還需要建設(shè)城市空間基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng) ,以及需要進(jìn)行空間信息間的運(yùn)算和開發(fā)。 數(shù)字城市照明的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)同樣包含城市空間基礎(chǔ)信息和城市基礎(chǔ)屬性信息 ,但后者在不同的研究系統(tǒng)中差別較大。例如 ,對于數(shù)字城市道路照明而言 ,它的屬性數(shù)據(jù)所包含的主要 信息有 3 個方面 :照明信息方面、道路信息方面和相關(guān)信息方面。 照明信息方面有光源種類、光源功率、流明維持系數(shù)、壽命等 。燈具配光曲線、效率、大小、重量、材質(zhì)、形狀 ,截光類型 ,外觀顏色等 。燈桿材質(zhì)、厚度 ,燈桿安裝間距、高度、挑臂長度等 。道路固定照明布置方式等 。光源、燈具和燈桿的生產(chǎn)廠家 ,施工單位質(zhì)保承諾資料、負(fù)責(zé)人 ,監(jiān)理情況 ,安裝日期、清洗維護(hù)日期等 。路面平均亮度、平均照度 ,環(huán)境亮度 ,失能眩光 ,總均勻度和縱向均勻度 ,光學(xué)和視覺的誘導(dǎo)性等。 道路信息方面有道路類型、車輛限速和相應(yīng)的照明等級 ,交通流量、車輛種類和行人 狀況 ,路寬、坡度、走向、車道數(shù)和道路復(fù)雜程度 ,道路分隔狀況 ,交通信號燈等交通控制設(shè)施狀況 ,交會口情況 。路面鋪裝分類 ,修建和養(yǎng)護(hù)情況 ,施工單位及負(fù)責(zé)人 ,主管單位和業(yè)主負(fù)責(zé)人 ,監(jiān)理和驗(yàn)收情況等 。行道樹情況 。路旁建(構(gòu) )筑物情況 。道路附近的廣告和景標(biāo)照明的位置和形狀及其光色、亮度等情況。 相關(guān)信息方面有當(dāng)?shù)貧夂?、?xí)慣和愛好 ,司機(jī)情況 ,路燈監(jiān)控情況 ,供電情況 ,當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì) ,重要勤務(wù)、重大節(jié)日和周未等情況。屬性數(shù)據(jù)一般可通過調(diào)查、統(tǒng)計方式搜集 ,但應(yīng)合理地確定屬性分類和取舍。同時應(yīng)使屬性數(shù)據(jù)庫與圖形數(shù)據(jù)庫同步設(shè)計和建設(shè) ,且 要與圖形數(shù)據(jù)庫在同一平臺上進(jìn)行圖數(shù)運(yùn)算。在城市照明設(shè)計中采用數(shù)字城市照明的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與關(guān)鍵技術(shù) ,進(jìn)行數(shù)字照明設(shè)計 ,是達(dá)到城市照明節(jié)能要求的、較為科學(xué)合理的照明設(shè)計方法。 數(shù)字照明是城市照明的設(shè)計方法 城市照明科學(xué)化、規(guī)范化和有序化的關(guān)鍵是城市照明數(shù)字化 ,即在數(shù)字城市虛擬的光環(huán)境中 ,采用數(shù)字照明設(shè)計方法 ,進(jìn)行數(shù)字城市照明規(guī)劃和數(shù)字照明設(shè)計等 ,只有這樣才能達(dá)到城市照明科學(xué)性、技術(shù)性和藝術(shù)性完美統(tǒng)一 ,使城市照明11 達(dá)到節(jié)能要求 ,有利于城市照明可持續(xù)發(fā)展。 在城市照明規(guī)劃中 ,一般采用點(diǎn)、線、面、體規(guī)劃方法 ,縱向分層和橫向功能分區(qū)的規(guī)劃方法 ,以及定性和定量結(jié)合的規(guī)劃方法 ,確定亮度分級、光和色對比及協(xié)調(diào)、干擾光和光污染控制、用電安全、節(jié)能措施 ,城市照明控制和管理措施等。在數(shù)字城市照明的虛擬環(huán)境中 ,由于已根據(jù)城市空間的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建成圖形數(shù)據(jù)庫和城市照明屬性數(shù)據(jù)庫 ,光量和光色不但可以定量表示 ,而且還可以給出城市照明仿真場景 ,使用者可通過 Vega 軟件進(jìn)入到虛擬環(huán)境 ,從任意視點(diǎn)、任意視角和任意運(yùn)動方式觀看城市照明整個區(qū)域或某一建 (構(gòu) )筑物的夜景照明效果 ,并可給出亮度、色度、 光污染和光干擾等數(shù)據(jù) ,實(shí)現(xiàn)實(shí)時漫游。在虛擬漫游過程中 ,針對城市照明規(guī)劃中光、色不足之處提出修改意見 ,提高城市照明整體和局部效果 ,并可更換照明光源、照明方式和燈具等使之達(dá)到整個城市照明光污染和光干擾限制值 ,從而使城市照明規(guī)劃科學(xué)化、規(guī)范化目的。 在城市照明虛擬環(huán)境中 ,還可以方便地根據(jù)城市照明總體規(guī)劃和景區(qū)、景點(diǎn)的詳細(xì)規(guī)劃 ,采用數(shù)字照明進(jìn)行城市照明設(shè)計 ,根據(jù)城市照明規(guī)劃和規(guī)范中光和色等規(guī)定 ,選擇合適的光源和照明方式進(jìn)行修改 ,并自動記錄在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中 ,這樣又可進(jìn)入到修改后數(shù)字城市照明的虛擬環(huán)境中 ,通過身臨其境觀察 和體驗(yàn) ,以及定量顯示出用電安全、電壓降、泛光照明時單位面積功率 ,年運(yùn)行電費(fèi)和維修費(fèi)等 ,同時根據(jù)建 (構(gòu) )筑物的飾面材料的光學(xué)性質(zhì)和燈的布置方式等 ,顯示出燈的上射光通量和給定觀察點(diǎn)的干擾光值 ,以及亮度值等 ,同時顯示出該設(shè)計方案在白晝時對城市形象的負(fù)面影響 ,這樣就可以較為客觀全面地判斷出夜景照明單體設(shè)計方案的優(yōu)劣 ,并在整個城市照明統(tǒng)一協(xié)調(diào)前提下最終確定城市照明單體設(shè)計方案。總之 ,利用數(shù)字照明設(shè)計方法就可以預(yù)先檢驗(yàn)該城市照明設(shè)計方案是否能達(dá)到社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)的最佳綜合效果 ,使城市照明達(dá)到健康照明要求。數(shù)字照明是一種 新穎的照明設(shè)計方法 ,它可以 在數(shù)字城市的虛擬環(huán)境中 ,全方位、多方式、自由控制的真實(shí)場景漫游 ,對過去、現(xiàn)在、將來的城市照明效果進(jìn)行身臨其境的審視 ,并可實(shí)現(xiàn)圖數(shù)動態(tài)實(shí)時監(jiān)控管理。根據(jù)城市空間的基礎(chǔ)信息和城市基礎(chǔ)屬性信息 ,不但可以進(jìn)行照明定量計算 ,而且還可以把定性問題轉(zhuǎn)換成定量判斷 ,進(jìn)行量化分析和定量評估 ,采用數(shù)字照明設(shè)計方法就可以使城市照明達(dá)到健康照明要求。 12 四 、 城市道路照明工程設(shè)計與節(jié)能 城市道路照明的目的是為駕駛員和行人創(chuàng)造一個良好的視看環(huán)境 ,使人們安全、迅速、舒適地到達(dá)目的地 。以及為了減少對人身及財產(chǎn) 的犯罪行為發(fā)生。城市的人行道上一般是行人較多 ,所以城市主要道路照明不但要照亮車行道路面 ,而且還要適當(dāng)照亮人行道 ,而且使半柱面照度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求 ,這樣有利于迅速發(fā)現(xiàn)人或動物橫穿道路等潛在的不安全因素。設(shè)計是節(jié)能的源頭。城市照明工程設(shè)計應(yīng)由專業(yè)設(shè)計人員進(jìn)行 ,在設(shè)計時應(yīng)嚴(yán)格遵循道路的性質(zhì)、功能對照相應(yīng)的照度和能耗密度標(biāo)準(zhǔn) ,確定最節(jié)能的布燈間距、光源、供電路線、控制系統(tǒng)等等。這就要求道路照明工程師不但有良好的職業(yè)責(zé)任感 ,較全面的技術(shù)素質(zhì) ,能掌握科學(xué)的照明設(shè)計方法。設(shè)計人員在進(jìn)行道路照明設(shè)計時 ,在保證照明的效果 ,達(dá)到城 市道路照明的目的前提下 ,做到最大限度地節(jié)能和節(jié)省投資 ,并降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。 道路照明節(jié)能探討 合理選定照明標(biāo)準(zhǔn)值 根據(jù)現(xiàn)行的 CJJ 452021 城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中的要求 ,高質(zhì)量的道路照明不僅僅