低碳景观照明技术在珠三角绿道中的应用

时间：2016-09-09     作者：李勇 何伟 何昉      来源：深圳市北林苑景观及建筑规划设计院      访问量：

内容摘要：作为中国第一个跨区域的绿道网，珠三角绿道实现了生态理念和生态技术的多方面创新和实践。本文主要从珠三角绿道中的生态景观照明规划分区、分级控制和系统优化、已经照明评价指标等方面展开论述，证实了生态景观照明在绿道这种大型生态休闲的连贯区域中的重要作用和价值。

关 键 词：绿道 生态 景观照明

珠三角绿道规划示意

积极发展低碳经济、循环经济，建设低碳生态城市已经成为趋势。深圳是建设部批准的第一个低碳生态示范市，国家低碳照明研究中心也在北林苑设立了低碳景观照明研究室和实验室，我们正在积极配合国家低碳照明研究中心进行相关课题的研究，其中包括：室外照明控制系统的优化、电能损耗的降低、光源及灯具的选择、灯光的虫害控制、景观照明评价指标、太阳能光伏及风能系统的应用等。

绿道（Greenway）是一种线形绿色开敞空间，内设可供行人和骑车者进入的景观游憩线路，连接主要的公园、自然保护区、风景名胜区、历史古迹和城乡居民居住区等。绿道这一概念最早由发达国家提出，20世纪末绿道规划在美国的兴起，表明绿道网络规划将成为21世纪的主题。广东省准备用3年左右的时间，率先在珠三角地区建成六条总长约1690公里的珠三角区域绿道。

在这样大规模的建设中，如何使用低碳、生态的景观照明技术，成为我们的重点研究课题。下面介绍在珠三角绿道中采用的部分低碳、生态景观照明技术。

1. 分区规划——根据绿道的功能区划和用地规划，设定5类照明分区：必须照明区、强调照明区、允许照明区、限制照明区和禁止照明区，并针对不同分区采取相应视亮度水平、光色和照明方式。

1) 必须照明区：城市型绿道、重要节点（应急电话、服务点等）划分为必须照明区，强调适宜的照度、亮度标准，保证通行功能和安全。

2) 强调照明区：绿道与城市的接驳点划分为强调照明区，以满足人们观赏、娱乐和展示景观环境为主，多种照明方式并重。

3) 允许照明区：郊野型绿道划分为允许照明区，适度考虑照明设施，满足基本的功能性需求。

4) 限制照明区：生态型绿道划分为限制照明区，除服务点外，基本不考虑人工照明设施。

5) 禁止照明区：绿道周边的绿地划分为禁止照明区，禁止设置人工照明设施。

2. 分级控制——国际照明委员会（CIE）对城区及结合部的照明标准有自己的定义和等级(P1~P7级)，其中P4~P7对绿道照明有重要的参考及借鉴意义，等级如下：

P4:夜间有少量的只与附近建筑区有关的非机动车或行人使用的道路，平均水平照度值—5lx。

P5: 夜间有少量的只与附近建筑区有关的非机动车或行人使用的道路，对展示当地环境特征有重要意义的道路，平均水平照度值—3lx。

P6: 夜间有很少的只与附近建筑区有关的非机动车或行人使用的道路，对展示当地环境特征有重要意义的道路，平均水平照度值—1.5lx。

P7:只需要灯具发出的直射光来提供视觉诱导的道路。

图一（摄影胡炜）

图二（摄影胡炜）

根据绿道技术要求，按照亮度和颜色功能要求进行分级控制，其规律是功能性强的部分照度高。

1) 较高照度级区：绿道与城市的接驳点、重要节点（应急电话、服务点等），其照度规划属于此区，地面平均水平照度值为5lx。

2) 中等照度级区：城市型绿道，其照度规划属于此区，地面平均水平照度值为2lx。

3) 较低照度级区：郊野型绿道，其照度规划属于此区 ，地面平均水平照度值为1lx。

3. 照明控制系统的优化

1) 城市型绿道，我们采用的常规节能控制手段有全夜灯、半夜灯控制技术，调压节能控制技术等。同时我们希望其控制方式从常规的开关控制系统逐渐向监控节能控制系统转化，监控节能控制系统将各种节能技术融合到灯具监控系统中，监控系统的功能从原来的单一监控功能，发展到集监控功能和节能控制于一体的新型灯具监控系统。

另外，通过自行车流量自动采集系统，分析确定每个月甚至每天全夜/半夜灯的切换时间。该实验可以和节能成本分析共享数据平台，同时相关的统计数据会为绿道的低碳景观照明设计提供依据。系统通过地感线圈，收集通过特定路段的自行车数量，对年、月、日分别进行统计和分析，通过这些数据，为绿道的规划提供重要资料。

2) 郊野型绿道：采用单灯红外感应控制，每盏灯安装两部防动物误触发型红外感应开

关，有效感应距离15m。

4. 灯光的虫害控制技术

虫害控制分为两个方面：对于邻近果园、农田的景观照明，我们需要抑制有翅害虫聚集，这时需要采用低诱虫技术。对于城市公园，我们需要在特定的区域吸引蚊虫靠近，并将其消灭。

1) 低诱虫技术：根据我们的研究，波长在350nm左右的灯光最容易吸引有翅害虫聚集，因此邻近果园、农田的照明光源必须阻断450nm以下的波长。采用陶瓷金属卤化物灯及特定波长的大功率LED灯可以有效地解决这一问题。

下表举例说明各种常见光源的诱虫性（与汞灯比较的结果）：

2) 诱蚊及灭蚊技术：目前户外大面积灭蚊的方法主要以大量喷洒杀虫剂为主，虽有一定效果，但同时杀死了很多益虫，对人体健康也极为不利。普通高压灭蚊灯更容易造成严重的二次污染，当蚊虫身体遭电击而爆裂的瞬间，会将体内的大量病菌扩散到空气中和物体表面。雌性蚊子依靠二氧化碳、口气、移动、热量、颜色、光谱、声音、湿气、乳汁、紫外线等锁定目标，我们依据其特性，采用高效生态灭蚊装置，依靠二氧化碳引诱、汁引诱、热量引诱、口气引诱、湿气引诱、光谱引诱、紫外线引诱、声音引诱、移动引诱、颜色引诱等手段引诱雌性蚊子进入机器，利用乳酸溶液将其杀灭。

5. 照明评价指标

1) 光源：采用第四代固态光源--LED光源，具有体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度、低热量、环保、坚固耐用等特点，在低碳、环保、节能已经为世人所认知的大前提下，在显示和照明领域已成无可替代的产品，同一般光源相比，节能高达90%.比普通节能灯更节能30%.由于其原理为发光二极管靠载流子的不断移动而发光的，不存在老化和烧断的现象，该发光机理决定了它的发光寿命长达5-10万个小时。从长远角度来看，绿道照明采用LED光源真正体现了环保、低碳、绿色的宗旨和意义。

2) 照度或亮度：行人和汽车驾驶员的视觉作业特点有很大不同，汽车驾驶员总是把注意力集中在汽车前方的路面，因此与其关系最密切的是路面亮度。而行人没有固定的观察目标，与其关系密切的不总是路面水平照度，很多时候是空间照度。根据国外的相关研究，当路面最小照度达到1 lx时，行人可以准确地发现障碍物；当路面平均照度达到5lx时，行人易于确定方位。以深圳绿道为例，我们确定的照度标准如下：

3) 颜色：颜色方面，采用暖色表及高显色性光源，增加行人的舒适感。

4) 均匀度：和汽车相比，行人的速度要慢得多，这意味着行人的眼睛有更多的时间来适应亮度的变化，因此对照度均匀度的要求就可以低得多。

5) 眩光：同样因为行人速度比汽车速度低得多，有更多的时间来适应视场中亮度的变化，因而不太可能由于眩光而造成行人与看不见的障碍物发生碰撞，因而眩光问题远没有像对驾驶员那样重要。限制眩光会增加行人的舒适度，但在一定程度上也会增多灯具的数量，增加能源的消耗。深圳绿道设计中，尽量拉长了灯具的配光，对所选灯具的眩光未作限制。

6. 太阳能光伏及风能技术的研究和应用

无论是现在还是将来，太阳能和风能都拥有广阔的市场前景。潜力无限的太阳能和风能都属于清洁、高效而且可持续的可再生能源。随着制造工艺的高效化，太阳能光伏系统和风能系统的成本将继续下降，如今光伏系统的价格已经是20年前的1/25，而一块光伏组件在25年的有效使用期内，可减少约7.5吨的碳排放量。

在珠三角绿道项目中，仅深圳市绿道的长度就达300km，很多路段没有市电覆盖，在这个项目中我们充分采用了太阳能光伏系统和风能系统：

1) 在接近城市的绿道，设置常规灯具，在其服务点设置并网光伏发电系统。

2) 在远离城市的绿道，设置太阳能灯具，在风力满足要求的路段采用风光互补型灯具。

3) 对于应急电话系统和视频安防系统，均采用太阳风光伏系统供电。

4) 在重要节点处，设置太阳能地砖，对来往行人做出提示。

图四 （摄影章锡龙）

图五 （摄影章锡龙）

图六 （摄影胡炜）

7. 小结

目前，我们在已完成的深圳绿道设计中进行了低碳、生态的初步实践，除了低碳照明方面的研究课题外，我们在其中应用了多种生态措施，如利用废旧集装箱改造成为服务点，既解决了废旧集装箱的重复利用，又节约了绿道建设的资金，同时起到向市民宣传环保概念的示范作用。在已竣工的一段深圳绿道（约50公里）中证明，低碳照明在节能、生态方面的效果很显著，同时景观效果也得到了市民的赞许。我们相信，在珠三角近2000公里绿道网的实践中，低碳照明技术将会发挥更大的作用，同时也预示了低碳照明技术的研究和应用有着广阔的前景。

图七 （摄影胡炜）

图一 - 图三：绿道太阳能光伏与风光互补利用

图四、图五：太阳能光热利用

图六：太阳能地转

图七：改造后的集装箱夜景