基于DIALux软件的达喀尔市政道路照明设计.pdf

2023 年 31 期创新前沿科技创新与应用Technology Innovation and Application基于 DIALux 软件的达喀尔市政道路照明设计李萌（中交第一公路勘察设计研究院有限公司，西安 710075）随着城市道路的高速发展，城市道路照明设计对于一座城市来说越来越重要，它作为城市规划的重要组成部分，不仅有效地保障了人们的交通安全，也更好地保障了道路通行能力，增强了城市的外部环境和美观性。城市道路照明设计要体现“技术先进、经济合理、节约能源、维护方便”和“先进性与实用性相结合、安全性与可靠性相结合、标准化与统一化相结合、开放性与扩充性相结合”的原则，并结合城市道路的特点和有关规范、标准，既要改善行车条件，又要保证车辆安全、快速、舒适地在公路上行驶。1DIALux软件简介DIALux 于 1993 年在德国成立，其先后与飞利浦、索恩、雷士和欧普等全球知名的照明厂商合作。DIALux 是一套应用 3D 模拟照明设计计算的软件，支持导入世界各大厂商提供的灯具光源数据（如：IES、CIB、ULD、LDT 等），以及 AutoCAD 格式的文件，以设计图纸为依托进行照明设计。DIALux 软件内置国际照明委员会（CIE）140 标准、欧洲标准 EN 13201、北美照明工程学会（IESNA）标准，提供符合标准的指标和算法，确保其计算过程中的准确性和有效性。同时，DIALux 涵盖了多种场合的照明设计，包括室内、户外道路和球场等。并且，该软件内置了多种语言的操作界面，包含中文、英文、法文等，同时还能输出包含照度图、灰阶等照度图、点照度值、3D效果图等多种语言的计算报表。DIALux 软件不仅大大提高了照明设计者的工作效率和精确度，而且更大程度上促进了软件在全球范围内的通用性和协调性。摘要：为选择符合欧洲标准 EN13201 的要求，并且适用于塞内加尔共和国首都达喀尔市政道路的公共照明环境。采用 DIALux照明设计软件对达喀尔市政道路进行建模模拟，通过在软件中输入不同的灯杆高度、灯杆间距、灯具瓦数等一系列的相关参数，可以快速模拟出一个接近于真实的照明环境，并精确计算出各项亮度评价指标。最终，根据比较分析不同参数下的计算结果，为达喀尔市政道路选用灯杆高度 8 m、灯杆布置间距 30 m、灯具瓦数 103 W、两侧对称布置的照明方案。表明照明设计者使用 DIALux 照明设计软件进行道路照明设计，不仅其操作方法简单易学、形象有趣、计算准确，而且可以快速、高效地得出一个符合规范标准的照明设计方案。关键词：DIALux 照明设计软件；道路照明设计；模拟；欧洲标准 EN 13201；照度中图分类号院TU113.6文献标志码院A文章编号院2095-2945渊2023冤31-0018-04Abstract:In order to select the public lighting environment that meets the requirements of the European standard EN 13201and is suitable for the municipal roads of Dakar,Senegal.DIALux lighting design software is used to model and simulate Dakarmunicipal roads.By inputting a series of related parameters such as different lamp pole height,lamp pole spacing,lamp wattageand so on,a lighting environment close to the real lighting environment can be quickly simulated,and each brightness evaluationindex can be accurately calculated.Finally,according to the comparison and analysis of the calculation results under differentparameters,the lighting scheme of lamp pole height 8 m,lamp pole layout spacing 30 m,lamp wattage 103 W and symmetricalarrangement on both sides is selected for Dakar municipal road.It shows that the lighting designer using DIALux lighting designsoftware for road lighting design,not only its operation method is easy to learn,the image is interesting,the calculation isaccurate,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作者简介：李萌（1994-），男，工程师。研究方向为机电工程。DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.31.00518-创新前沿科技创新与应用Technology Innovation and Application2023 年 31 期2DIALux内置的欧洲标准EN 13201欧洲标准 EN 13201 针对不同道路等级、不同道路类别如何选择合适的照明等级，对路灯的性能要求、照度要求、路灯的性能计算及照明性能测量方法等内容进行了详细讲解。提供了有关选择照明等级和其他相关方面的进一步指导，旨在为户外公共场所用户在夜晚提供具有良好能见度的固定照明装置，以支持交通安全、交通流量和公共安全。此标准将照明分为几个等级，如 ME、CE、S、A，其中 ME 等级适用于在重要交通路线上的机动车驾驶者，并允许中高速行驶，一些国家还包含住宅区道路；CE 等级同样适用于道路上的机动车驾驶者，同时也适用于易发生冲突的地区，例如：购物街、某些复杂的道路交叉口、环形交叉路口和排队区，也适用于行人和骑自行车的人；S 和 A 等级适用于行人和骑自行车的人在使用人行道和自行车道、紧急车道及其他与车道分离或沿着车道的区域，如：居住区的道路、步行街、停车场及运动场等。3基于DIALux的市政道路照明设计本文以非洲国家塞内加尔共和国首都达喀尔市的快速公交（BRT）项目为例，基于 DIALux 软件且采用欧洲标准 EN 13201 进行公共照明设计。通过 DIALux 计算软件确定局部直线段落的照明设计方案，明确该段落的路灯布置方式、灯杆高度、灯杆间距和灯具瓦数等进行模拟计算，确定最佳的照明方案，且达到本路段要求的照明标准，再推广到整条 BRT 道路。3.1照明标准选用的直线段的私家车车道为双向四车道，供公交车行驶的 BRT 车道位于两幅私家车车道的中间，为双向两车道，并通过分隔带将私家车车道与 BRT 车道进行隔离开来。私家车车道单侧路幅宽度为 6 m，BRT专用车道单侧路幅宽度为 3.5 m，私家车车道与 BRT车道之间的分隔带宽度为 1.5 m，同时道路两侧设置有3 m 宽的人行道，以供行人行走。根据工程技术条款CCTP 中的要求，该路段的照明设计标准为：1）私家车车道的照度平均值为 20 lux，需保持的最小照度均匀度 U0为 0.4。2）人行道的照度平均值为 7.5-10lux，需保持的最小照度均匀度 U0为 0.20.3。3）BRT 车道利用整个项目征地范围内的残余照明，无照度水平要求。根据上述照明标准的要求，通过对照软件内置的欧洲标准 EN 13201，可得出标准中的 CE 等级符合上述照明标准要求，同时 CE 等级适用于行车道和人行道，故本段落选取 CE 等级进行设计模拟，CE 等级的具体参数要求见表 1。表 1CE 系列照明等级表3.2DIALux 建模计算DIALux 软件进行道路照明计算时可以选择街道精灵或手动建模 2 种方式，本次模拟采用手动建模方式，首先建立与选取段落路幅宽度一致的道路模型，然后进行输入相关道路参数、选取适合的灯具、输入灯具排列布局相关的参数、选取相应的 CE 标准等一系列模拟流程，最终得出符合照明标准的计算报表。3.2.1拟定路灯布置形式通过前期现场考察达喀尔市路灯设置情况后发现，达喀尔市路灯主要分布在中央分隔带处或道路两侧的人行道上，布置于人行道时采用两侧对称分布的布置形式，多采用 8 m 高的灯杆，路灯间距普遍为3035 m。所以，结合达喀尔市路灯设置情况，本次照明设计拟采用 8 m 高的灯杆，对称布置于两侧人行道上，路灯间距采用 30 m。3.2.2建立标准道路模型首先，选取软件中的道路照明模块，插入标准街道，添加 2 个行车道、2 个人行道模型，由于软件最多只能设置 2 个行车道模型，并且项目对 BRT 车道无照度要求，故本次模拟使用分隔带来代替 BRT 车道。接下来，根据选取段路幅宽度设置好行车道宽度、人行道宽度和分隔带宽度。最后，根据上述路段要求的照明标准对照 CE 系列照明等级表来设置软件内的照明等级。因此，本路段行车道照明等级选择为 CE2，人行道照明等级选择为 CE5。这样一来，与选取段一致的道路模型建立完成，如图 1 所示。3.2.3输入 DIALux 计算参数道路模型建立完成后，接着导入照明厂家所提供等级 照明水平 平均照度（最低标准）/lux 最小均匀度 U0 CE0 50 0.4 CE1 30 0.4 CE2 20 0.4 CE3 15 0.4 CE4 10 0.4 CE5 7.5 0.4 19-2023 年 31 期创新前沿科技创新与应用Technology Innovation and Application的IES、CIB、ULD、LDT等形式的灯具文件，本次导入77W和 103 W 2 组灯具瓦数形式，通过模拟计算最终选择满足照明标准要求的灯具瓦数。接着在建立好的道路模型里粘贴灯具的排列布局，按照软件显示的参数栏，选择之前导入的灯具，输入排列方式、灯杆排列、灯杆与灯具的距离、名称等拟定的一系列参数。图 1DIALux 软件建立的道路模型3.2.4模拟计算1）采用 77 W 灯具，使用 8 m 高单臂路灯，灯杆布置间距为 30 m，灯杆安装在两侧人行道上，采用双侧对称分布方式。利用 DIALux 软件建立三维模型（图2），经过计算生成伪色图（图 3），测光结果（图 4）。图 277 W 3D 效果图图 377 W 灯具伪色图从上述测光结果中可以看到，采用 77 W 的灯具，人行道的平均照度为 11.81 lux，最小照度均匀度 U0为0.42；行车道的平均照度为 16.90 lux，最小照度均匀度U0为 0.55。故可以根据上述计算结果得出：虽然行车道和人行道的最小照度均匀度 U0都可以满足照明标准的要求，但行车道的平均照度为 16.90 lux，未达到照明标准中 CE2 等级要求的 20 lux。图 477 W 灯具测光结果2）采用 103 W 灯具，使用 8 m 高单臂路灯，灯杆布置间距为 30 m，灯杆安装在两侧人行道上，采用双侧对称分布方式。利用 DIALux 软件建立三维模型（图5），经过计算生成伪色图（图 6），测光结果（图 7）。图 5103 W 灯具 3D 效果图从上述测光结果中可以看到，采用 103 W 的灯具，人行道的平均照度为 13.73 lux，最小照度均匀度 U0为0.26；行车道的平均照度为 24.59 lux，最小照度均匀度20-创新前沿科技创新与应用Technology Innovation and Application2023 年 31 期U0为 0.45。故可以根据上述计算结果得出：人行道的平均照度和最小照度均匀度 U0可以达到照明标准要求的人行道平均照度为 7.510 lux，最小照度均匀度U0为 0.20.3；行车道的平均照度和最小照度均匀度 U0可以达到照明标准要求的行车道平均照度为 20 lux，最小照度均匀度 U0为 0.4。图 6103 W 灯具伪色图图 7103 W 灯具测光结果3.2.5DIALux 的报表输出DIALux 的计算结果可以在软件中的报表一栏进行查询和输出，软件可以输出中文、英语、法语等多种语言的计算报表，使用者可根据项目实际情况选取适合的语言。道路照明的计算报表，一般需要输出的内容有：计划数据表（表中包含道路尺寸、灯杆高度、灯杆排列、灯具瓦数等信息）、照明器具表（表中包含灯具的参数、灯具的配光曲线等信息）、测光结果（包含道路类型、道路宽度、计算出的平均照度和最小均匀度等信息）、3D 效果图、伪色表现图（不同颜色表示了不同照度的分布情况）、等照度图（包含照度分布、最小照度、最大照度等信息）、点照度值（包含各计算点的照度分布值）等，用户可以根据项目的实际情况，对所需图表内容进行筛选。4结束语良好的道路照明环境，对车辆夜间行驶和行人行走的安全性都有很大的提高，对改善交通状况、减少疲劳驾驶、提高道路通行能力、预防交通事故和美化城市夜间环境等都有很好的促进作用。利用 DIALux 软件模拟道路照明效果，可以精确计算各种亮度评价参数，并提供完整的文字报表和 3D 虚拟实境图，为照明用户和照明设计者提供一个接近真实的照明环境，从而减少了照明设计者在道路照明设计过程中繁琐的计算和核算工作量，无论是设计效率还是品质，都有了显著的提高。参考文献院1 王长进.道路照明工程的灯具选型分析J.光源与照明，圆园圆员（圆）：员源原员苑援2 万洁芸,孙文华.机械工厂道路照明设计标准研究J.现代建筑电气，圆园员苑，愿（源）：圆员原圆源，圆怨援3 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