交通设施|趁着限电风潮,应关注道路空间的光管理


让道路亮起来,是重要的安全措施。目前中国较为流行的方案,是直接使用高照度路灯大面积照明,而不太重视道路空间的亮度层次。这不仅成本高昂,且浪费能源,增加碳排放。

时下的限电风潮,应该是个让我们重新审视道路空间的光管理问题的契机。科学使用光源,不仅可减少能源消耗和排放,也可节省财政开支,还能提升交通流的秩序和质量,改善道路安全通行条件。2020年底,上海夜晚的路与光。澎湃新闻记者 周平浪 图

2020年底,上海夜晚的路与光。澎湃新闻记者 周平浪 图

路灯的消耗

路灯的消耗是怎样的概念?不同道路的要求不同,各地经济条件也不同,很难有个标准。这里用基本数据来推算举例。

目前中国路灯照明光源一般采用高压钠灯、高压汞灯和金属卤化物灯。常用功率为150W、250W和400W,其中最常用的是250W和400W两种。路灯的间距分布于从15米到50米的区间,要根据路灯功率、马路宽度和路灯高度等决定。城市道路里,25-50米的间距为多。灯杆高度,则有6米、8米和12米不等。一般功率越大,灯杆越高,路灯间隔会越大。近年有使用LED路灯的,功率低至60W,但灯杆间距小,较多为15米。

以这些数据大致推算,按照平均每天10小时照明算,一盏400W的路灯耗电是每天4度,一年超过1400度电,而一公里的城市道路上,如果25米间隔一盏路灯,道路单侧路灯为40盏,那么双侧设置80盏的话,这一公里的照明,年耗电可以超过10万度。

这是什么概念?中国居民用电是阶梯式的,国家发改委统计的大多数家庭第一阶梯月基础用电量大致是110-140度电。一公里道路照明,大致相当于100个家庭的年基础用电量!

事实上,因为道路空间并不需要到处都很亮,也有别的光源可借用,大部分道路不需要这么多、能耗这么高的路灯。特别是灯杆的高度和功率,很多都可降低。若将灯杆高度降低一倍,路灯功率也可大幅减少。灯光布设在路侧而不是机动车道,大大减少了照明成本和消耗。本文图片无特别注明,均为作者提供

灯光布设在路侧而不是机动车道,大大减少了照明成本和消耗。本文图片无特别注明,均为作者提供

道路上的光源种类

从基本形式说,除了路灯,道路的光源还有:自然光源(如月光)、路侧建筑物外和窗上的照明光源、沿街商铺和广告标识的照明,以及车辆的前照灯。它们交织在一起,改变着道路背景对比度,影响人的视觉感受。城市管理者应首先建立光源种类的意识。

需要认识到,人眼通常在夜间看到的物体,是仅能投射到人眼的那部分光,即通过发光体的光波直射或光波作用在物体表面的折射、反射等方式,恰好投入人眼的光。我们能看到远处有一处灯光,但并不能看到灯周边、灯与我们之间的很多东西的原因,那些物体虽接收到了光,但光波折射路径并不向着我们的眼睛,而是被散射到其他方向,所以看不到——夜幕,就是这样形成的。

路灯照射后能让人看到的物体,对应的是从物体表面折射后恰巧能进入人眼的那部分光波,也就是说,大部分路灯的能量都散射到别的地方去了。而且,因为灯很亮,在各种角度的折射里,能射入人眼的光波会“欺负”周边物体的其他折射光,导致我们觉得灯下一些区域更暗,“灯下黑”由此而来。这也是反光材料发明的伟大之处,可以把车灯光定向反射到车周边区域,让司机可看到车灯照射到的、被反光材料包裹的物体。使用反光材料(专业称逆反射材料)的交通控制设施,司机们依靠车灯就可以实现参照物和引导信息的获取。

使用反光材料(专业称逆反射材料)的交通控制设施,司机们依靠车灯就可以实现参照物和引导信息的获取。

荷兰人在郊区公路上的路口,大量使用反光材料。

荷兰人在郊区公路上的路口,大量使用反光材料。

道路空间里哪里应该照亮

城市道路上,哪些区域最需要被照亮?下图是典型的城市道路断面图。不难得出结论:最需要灯光的是行人走路的地方,其次是自行车道,因为机动车可利用前照灯照亮前进的方向和路面,观察视距范围内路况,但行人不能,自行车前照灯亮度也有限。行人步道和自行车道最需要被照亮。照明需要可看清路面和获得舒适安全的视距。在行人和自行车需要穿越机动车道的位置,应提供比机动车道更强势的照明。不能仅依靠车灯发现行人和自行车以及过街位置。这样做,不仅可让司机能更早发现风险,还有一个易被人忽视的的好处:在夜间,人们有挑选明亮的环境行走的习惯,被额外照亮的过街通道,可吸引人们选择正确的过街位置。在交叉路口段增强照明,还可提高司机的视区质量,改善安全视距,让司机及早发现路口和可能的风险。城市道路上,行人步道和路缘石附近路面最需要被照亮,机动车道依靠车灯就够了(特别是路段)。 网络 图

城市道路上,行人步道和路缘石附近路面最需要被照亮,机动车道依靠车灯就够了(特别是路段)。 网络 图

如果在机动车道路的路段上照明,要选好位置,特别是行人过街的位置要重点关注。网络 图

如果在机动车道路的路段上照明,要选好位置,特别是行人过街的位置要重点关注。网络 图

街口过街位置和行人步道的照明是重点,可以吸引步行的人走到正确的空间里去,也可以提醒驾驶人危险点。 网络 图

街口过街位置和行人步道的照明是重点,可以吸引步行的人走到正确的空间里去,也可以提醒驾驶人危险点。 网络 图

灯杆矮小,节电很多,重点突出。 网络 图

灯杆矮小,节电很多,重点突出。 网络 图

利用亮度差异营造不同的路权空间感受。 网络 图

利用亮度差异营造不同的路权空间感受。 网络 图

在正确的位置使用能源照明。 网络 图 

在正确的位置使用能源照明。 网络 图 

照明分配的不合理,会导致什么呢?

首先,人们夜间希望走在有光亮的地方,这与人们在运动时需要获得运动轨迹坐标和路况环境信息有关。也就是说,如果我们把照明灯光放在机动车道上,会吸引人流来到这里。错误和浪费的光管理案例,把骑行者吸引到最危险的位置狂奔。

错误和浪费的光管理案例,把骑行者吸引到最危险的位置狂奔。

获得运动轨迹坐标和路况信息,是安全视距的重要任务。不同行进速度,所需视距也不同。机动车速度最高,所需视距最大,与机动车车速接近的非机动车,也需要很大视距——这就是为什么在很多使用传统照明方式的地方,非机动车很容易进入机动车道的原因,因为传统照明方式是把大量照明放在机动车道上,给人的感觉就是,机动车道最亮,视距最好,更容易看明白路面和路况!也会让行人觉得,随意穿越机动车道没什么,因为“这么亮,司机怎么会看不到我呢?” 但这种亮度并不科学,非机动车和行人在这种高亮环境中,很容易被漫反射光包围,淹没在衍射光的环境里,导致自身对比度下降,不易被发现。大量机动车道照明形成的漫反射,破坏了路面的对比度,驾驶人观察路况变得困难。

大量机动车道照明形成的漫反射,破坏了路面的对比度,驾驶人观察路况变得困难。

道路上正确的光管理,重点突出,步行空间明亮。 

道路上正确的光管理,重点突出,步行空间明亮。 

与传统道路照明方式对比研究后,新城市主义发现,灯光会吸引人流。所以新的道路照明设计,会主张减少机动车道的照明,改用加强行人步道和非机动车道上灯光的方法,来改善交通流质量,降低排放,改善安全!正确的路侧照明是把灯光照在步道上。 

正确的路侧照明是把灯光照在步道上。 

所以,如果我们希望,让非机动车回到自己的车道上,让行人使用行人步道,让用路者只在合理位置穿越马路,就应在这些地方加强照明,而不是把照明用在机动车道上。时刻要记住,机动车道上的照明,是补充车灯照射不足的,比如,在机动车道上远远标注路口的位置、行人过街的位置等,应该在这些地方提供比常规路段更强势的亮度。至于驾驶中需要辅助完成驾驶任务的标识、标线和危险障碍物的警示任务,都可使用逆反射材料来完成。只有在车灯照射不到(专业讲法是,入射光无法回到司机观察角范围里)的地方,才需要补充照明。正确的道路照明布局。

正确的道路照明布局。

突出路侧,让出路中央的照明布局。 

突出路侧,让出路中央的照明布局。 

一座有品位和专注细节的城市,道路空间照明管理是非常重要的任务之一。无论治安和节能减排以及城市商业活动,路侧照明水平,都可以体现很多城市管理素养的细节,有时只要看看路侧的灯杆和灯,看看人们过街的位置和走路的条件,就不难判断这座城市的管理水平了。

(作者官阳系交通从业者)(本文来自澎湃新闻,更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)