基于DIALux軟件的達喀爾市政道路照明設計

摘" 要：為選擇符合歐洲標準EN 13201的要求，并且適用于塞內加爾共和國首都達喀爾市政道路的公共照明環境。采用DIALux照明設計軟件對達喀爾市政道路進行建模模擬，通過在軟件中輸入不同的燈桿高度、燈桿間距、燈具瓦數等一系列的相關參數，可以快速模擬出一個接近于真實的照明環境，并精確計算出各項亮度評價指標。最終，根據比較分析不同參數下的計算結果，為達喀爾市政道路選用燈桿高度8 m、燈桿布置間距30 m、燈具瓦數103 W、兩側對稱布置的照明方案。表明照明設計者使用DIALux照明設計軟件進行道路照明設計，不僅其操作方法簡單易學、形象有趣、計算準確，而且可以快速、高效地得出一個符合規范標準的照明設計方案。

關鍵詞：DIALux照明設計軟件；道路照明設計；模擬；歐洲標準EN 13201；照度

中圖分類號：TU113.6" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）31-0018-04

Abstract： In order to select the public lighting environment that meets the requirements of the European standard EN 13201 and is suitable for the municipal roads of Dakar， Senegal. DIALux lighting design software is used to model and simulate Dakar municipal roads. By inputting a series of related parameters such as different lamp pole height， lamp pole spacing， lamp wattage and so on， a lighting environment close to the real lighting environment can be quickly simulated， and each brightness evaluation index can be accurately calculated. Finally， according to the comparison and analysis of the calculation results under different parameters， the lighting scheme of lamp pole height 8 m， lamp pole layout spacing 30 m， lamp wattage 103 W and symmetrical arrangement on both sides is selected for Dakar municipal road. It shows that the lighting designer using DIALux lighting design software for road lighting design， not only its operation method is easy to learn， the image is interesting， the calculation is accurate， but also can quickly and efficiently get a lighting design scheme in line with the specifications and standards.

Keywords： DIALux lighting design software; road lighting design; simulation; European standard EN 13201; illuminance

隨著城市道路的高速發展，城市道路照明設計對于一座城市來說越來越重要，它作為城市規劃的重要組成部分，不僅有效地保障了人們的交通安全，也更好地保障了道路通行能力，增強了城市的外部環境和美觀性。城市道路照明設計要體現“技術先進、經濟合理、節約能源、維護方便”和“先進性與實用性相結合、安全性與可靠性相結合、標準化與統一化相結合、開放性與擴充性相結合”的原則，并結合城市道路的特點和有關規范、標準，既要改善行車條件，又要保證車輛安全、快速、舒適地在公路上行駛。

1" DIALux軟件簡介

DIALux于1993年在德國成立，其先后與飛利浦、索恩、雷士和歐普等全球知名的照明廠商合作。DIALux是一套應用3D模擬照明設計計算的軟件，支持導入世界各大廠商提供的燈具光源數據（如：IES、CIB、ULD、LDT等），以及AutoCAD格式的文件，以設計圖紙為依托進行照明設計。DIALux軟件內置國際照明委員會（CIE）140標準、歐洲標準EN 13201、北美照明工程學會（IESNA）標準，提供符合標準的指標和算法，確保其計算過程中的準確性和有效性。同時，DIALux涵蓋了多種場合的照明設計，包括室內、戶外道路和球場等。并且，該軟件內置了多種語言的操作界面，包含中文、英文、法文等，同時還能輸出包含照度圖、灰階等照度圖、點照度值、3D效果圖等多種語言的計算報表。DIALux軟件不僅大大提高了照明設計者的工作效率和精確度，而且更大程度上促進了軟件在全球范圍內的通用性和協調性。

2" DIALux內置的歐洲標準EN 13201

歐洲標準EN 13201針對不同道路等級、不同道路類別如何選擇合適的照明等級，對路燈的性能要求、照度要求、路燈的性能計算及照明性能測量方法等內容進行了詳細講解。提供了有關選擇照明等級和其他相關方面的進一步指導，旨在為戶外公共場所用戶在夜晚提供具有良好能見度的固定照明裝置，以支持交通安全、交通流量和公共安全。此標準將照明分為幾個等級，如ME、CE、S、A，其中ME等級適用于在重要交通路線上的機動車駕駛者，并允許中高速行駛，一些國家還包含住宅區道路；CE等級同樣適用于道路上的機動車駕駛者，同時也適用于易發生沖突的地區，例如：購物街、某些復雜的道路交叉口、環形交叉路口和排隊區，也適用于行人和騎自行車的人；S和A等級適用于行人和騎自行車的人在使用人行道和自行車道、緊急車道及其他與車道分離或沿著車道的區域，如：居住區的道路、步行街、停車場及運動場等。

3" 基于DIALux的市政道路照明設計

本文以非洲國家塞內加爾共和國首都達喀爾市的快速公交（BRT）項目為例，基于DIALux軟件且采用歐洲標準EN 13201進行公共照明設計。通過DIALux計算軟件確定局部直線段落的照明設計方案，明確該段落的路燈布置方式、燈桿高度、燈桿間距和燈具瓦數等進行模擬計算，確定最佳的照明方案，且達到本路段要求的照明標準，再推廣到整條BRT道路。

3.1" 照明標準

選用的直線段的私家車車道為雙向四車道，供公交車行駛的BRT車道位于兩幅私家車車道的中間，為雙向兩車道，并通過分隔帶將私家車車道與BRT車道進行隔離開來。私家車車道單側路幅寬度為6 m，BRT專用車道單側路幅寬度為3.5 m，私家車車道與BRT車道之間的分隔帶寬度為1.5 m，同時道路兩側設置有3 m寬的人行道，以供行人行走。根據工程技術條款CCTP中的要求，該路段的照明設計標準為：

1）私家車車道的照度平均值為20 lux，需保持的最小照度均勻度U0為0.4。

2）人行道的照度平均值為7.5-10 lux，需保持的最小照度均勻度U0為0.2～0.3。

3）BRT車道利用整個項目征地范圍內的殘余照明，無照度水平要求。

根據上述照明標準的要求，通過對照軟件內置的歐洲標準EN 13201，可得出標準中的CE等級符合上述照明標準要求，同時CE等級適用于行車道和人行道，故本段落選取CE等級進行設計模擬，CE 等級的具體參數要求見表1。

3.2" DIALux建模計算

DIALux軟件進行道路照明計算時可以選擇街道精靈或手動建模2種方式，本次模擬采用手動建模方式，首先建立與選取段落路幅寬度一致的道路模型，然后進行輸入相關道路參數、選取適合的燈具、輸入燈具排列布局相關的參數、選取相應的CE標準等一系列模擬流程，最終得出符合照明標準的計算報表。

3.2.1" 擬定路燈布置形式

通過前期現場考察達喀爾市路燈設置情況后發現，達喀爾市路燈主要分布在中央分隔帶處或道路兩側的人行道上，布置于人行道時采用兩側對稱分布的布置形式，多采用8 m高的燈桿，路燈間距普遍為30～35 m。所以，結合達喀爾市路燈設置情況，本次照明設計擬采用8 m高的燈桿，對稱布置于兩側人行道上，路燈間距采用30 m。

3.2.2" 建立標準道路模型

首先，選取軟件中的道路照明模塊，插入標準街道，添加2個行車道、2個人行道模型，由于軟件最多只能設置2個行車道模型，并且項目對BRT車道無照度要求，故本次模擬使用分隔帶來代替BRT車道。接下來，根據選取段路幅寬度設置好行車道寬度、人行道寬度和分隔帶寬度。最后，根據上述路段要求的照明標準對照CE系列照明等級表來設置軟件內的照明等級。因此，本路段行車道照明等級選擇為CE2，人行道照明等級選擇為CE5。這樣一來，與選取段一致的道路模型建立完成，如圖1所示。

3.2.3" 輸入DIALux計算參數

道路模型建立完成后，接著導入照明廠家所提供的IES、CIB、ULD、LDT等形式的燈具文件，本次導入77 W和103 W 2組燈具瓦數形式，通過模擬計算最終選擇滿足照明標準要求的燈具瓦數。接著在建立好的道路模型里粘貼燈具的排列布局，按照軟件顯示的參數欄，選擇之前導入的燈具，輸入排列方式、燈桿排列、燈桿與燈具的距離、名稱等擬定的一系列參數。

3.2.4" 模擬計算

1）采用77 W燈具，使用8 m高單臂路燈，燈桿布置間距為30 m，燈桿安裝在兩側人行道上，采用雙側對稱分布方式。利用DIALux軟件建立三維模型（圖2），經過計算生成偽色圖（圖3），測光結果（圖4）。

從上述測光結果中可以看到，采用77 W的燈具，人行道的平均照度為11.81 lux，最小照度均勻度U0為0.42；行車道的平均照度為16.90 lux，最小照度均勻度U0為0.55。故可以根據上述計算結果得出：雖然行車道和人行道的最小照度均勻度U0都可以滿足照明標準的要求，但行車道的平均照度為16.90 lux，未達到照明標準中CE2等級要求的20 lux。

2）采用103 W燈具，使用8 m高單臂路燈，燈桿布置間距為30 m，燈桿安裝在兩側人行道上，采用雙側對稱分布方式。利用DIALux軟件建立三維模型（圖5），經過計算生成偽色圖（圖6），測光結果（圖7）。

從上述測光結果中可以看到，采用103 W的燈具，人行道的平均照度為13.73 lux，最小照度均勻度U0為0.26；行車道的平均照度為24.59 lux，最小照度均勻度U0為0.45。故可以根據上述計算結果得出：人行道的平均照度和最小照度均勻度U0可以達到照明標準要求的人行道平均照度為7.5～10 lux，最小照度均勻度U0為0.2～0.3；行車道的平均照度和最小照度均勻度U0可以達到照明標準要求的行車道平均照度為20 lux，最小照度均勻度U0為0.4。

3.2.5" DIALux的報表輸出

DIALux的計算結果可以在軟件中的報表一欄進行查詢和輸出，軟件可以輸出中文、英語、法語等多種語言的計算報表，使用者可根據項目實際情況選取適合的語言。道路照明的計算報表，一般需要輸出的內容有：計劃數據表（表中包含道路尺寸、燈桿高度、燈桿排列、燈具瓦數等信息）、照明器具表（表中包含燈具的參數、燈具的配光曲線等信息）、測光結果（包含道路類型、道路寬度、計算出的平均照度和最小均勻度等信息）、3D效果圖、偽色表現圖（不同顏色表示了不同照度的分布情況）、等照度圖（包含照度分布、最小照度、最大照度等信息）、點照度值（包含各計算點的照度分布值）等，用戶可以根據項目的實際情況，對所需圖表內容進行篩選。

4" 結束語

良好的道路照明環境，對車輛夜間行駛和行人行走的安全性都有很大的提高，對改善交通狀況、減少疲勞駕駛、提高道路通行能力、預防交通事故和美化城市夜間環境等都有很好的促進作用。利用DIALux軟件模擬道路照明效果，可以精確計算各種亮度評價參數，并提供完整的文字報表和3D虛擬實境圖，為照明用戶和照明設計者提供一個接近真實的照明環境，從而減少了照明設計者在道路照明設計過程中繁瑣的計算和核算工作量，無論是設計效率還是品質，都有了顯著的提高。

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