道路照明计算.doc

2.5 道路照明工程
2.5.1 設計概述
(1)現況分析
因道路幾何條件、路況、交通量及周圍環境等因素均可能影響照明設施之設置，故建議應調查並研究分析所經辦之道路前述各項條件。
(2)照明設計基本要求
A.同一路段之照明設施設計應求一致。
B.設計時應重視照明效率、使用壽命、經濟性及對當地氣候條件之適應性。
C.燈座最好選擇可調整者，配合折射罩紋路，依實際路面寬窄調整選擇最適合之光束分配，俾能平均分配於所照區域，不致產生黑暗或特亮等現象，而影響駕駛人之視覺。
D.對汽車排煙污染燈具之問題應予考慮，以避免影響照明組件而失去應有之亮度。
E.如管理上需要，設計時得採用自動點滅器依照明需要自動開閉啟用。
F.多霧地區可考慮設置濃霧偵測器，聯鎖自動開啟照明。

2.5.2 設計規範及準則
道路照明設計應依據以下規範：
A.「路燈設計規定」-經濟部（1986）
B.「交通工程手冊」-第七章道路照明 交通部（1980）
C.市區道路工程規劃及設計規範之研究- 第十九章 市區道路照明設計 內政部營建署（2002）
2.5.3 設計步驟、流程及方法
設計作業開始
設計步驟參考道路照明設計步驟流程圖（圖2.5-1）。

電力公司電源
引進點檢核
蒐集道路基本資料
平面圖、斷面圖等

現場踏勘及調查

擬訂
照明光源及型式

照度計算及分析

修改
照明光源、桿具型式
平均照度、
明暗均勻度檢核

電源引進及壓降計算
導線線徑分析

照明設備配置

管線佈設檢討
機土介面協調

繪製工程設計圖

工程數量計算
施工規範準備
工程估價

電力公司審查

編製施工預算書及發包文件

圖2.5-1　道路照明設計步驟流程圖

(1)名詞定義
A.光束（ψ）(單位：流明（Lumen）)：1流明係由點光源以1燭光均等光度放射光線至1公尺等距離之半球面1平方公尺內之光量。
B.光度I）(單位：燭光cd或cp)：由點光源在一立體角內所發射出來之光束為一流明時，則該光源之光度為1燭光。
C.照度（E）(單位：勒克斯（Lux）)：其最大光度之涵蓋範圍為0度~90度。
D.輝度（L）(單位：Nit=cd/m2)：由光源或反光面上之任一點朝觀測方向發射或反射之單位面積上之光度值。
(2)照度標準
市區道路及巷道之照明輝度及照度應符合表2.5-1、表2.5-2之規定。
表2.5-1　市區平均道路照度（單位：勒克斯(Lux)）
條件
道路分類
商業區
住宅區
瀝青路面
水泥混凝土路面
瀝青路面
水泥混凝土路面
市區
幹 道
30
20
15
10
輔助幹道
22.5
15
10.5
7
其他道路
15
10
7.5
5
郊區
幹 道
30
20
15
10
輔助幹道
15
10
7.5
5
其他道路
15
10
7.5
5
（參考經濟部「路燈設計規定」（1986）及內政部營建署「市區道路工程規劃及設計規範之研究」（2002）編撰）

表2.5-2　巷道平均照度（單位：勒克斯(Lux)）
區域分類
商業區
住宅區
照度
6
4
（資料取自經濟部「路燈設計規定」（1986））

人行道之照度原則上參考表2.5-3之規定，然實際設計仍須視當地情形而定。
表2.5-3　人行平均道照度（單位：勒克斯(Lux)）
條件
道路分類
道路分類
要維持之最低平均照度基準
與道路接鄰之人行道
商業區
10
住商混合區
6
住宅區
2
不與道路接鄰之人行道
公園道路
5
隧道
43（參考用）
斑馬線（交叉口）
3
梯道
6
（參考經濟部「路燈設計規定」（1986）及內政部營建署「市區道路工程規劃及設計規範之研究」（2002）編撰）

(3)照明之明暗均勻度規定
市區道路照明之明暗均勻度應符合表2.5-4之規定。
表2.5-4　明暗均勻度
道路分類
最低照度∕平均照度
幹道
大於1：3
其它道路

大於1：4
（參考交通部「交通工程手冊」（1980）及內政部營建署「市區道路工程規劃及設計規範之研究」（2002）編撰）

(4)燈具之選擇
A.燈具光度分佈
燈具依其對眩光之影響可區分為以下三種：
(A)遮蔽型：其最大光度之涵蓋範圍為0度~65度。
(B)半遮蔽型：其最大光度之涵蓋範圍為0度~75度。
(C)無遮蔽型：其最大光度之涵蓋範圍為0度~90度。
（資料取自內政部營建署「市區道路工程規劃及設計規範之研究」（2002）編撰）
B.燈具之型式及使用
燈具之型式及使用應符合表2.5-5之規定。
表2.5-5　燈具之型式
道路分類
眩光容許度
燈具型式
優先
尚可
幹道
少許
遮蔽型
半遮蔽型
其它道路
容許
遮蔽型或半遮蔽型
無遮蔽型
（參考經濟部「路燈設計規定」（1986）及內政部營建署「市區道路工程規劃及設計規範之研究」（2002）編撰）

(6)照明設施之佈設方式
A.設置位置
(A)通常佈設於公共設施帶，或中央分隔帶上。
(B)在交叉路口地區，得設於交通島上。
B.排列方式
通常街道照明設施排列方式有以下五種，其中W表路權寬度(公尺)，S表裝設間隔(公尺)。
(A)單側排列，如圖2.5-2所示。
S
W

圖2.5-2　單側排列

S
W
(B)雙側交錯排列，如圖2.5-3所示。

圖2.5-3　雙側交錯排列

(C)雙側相對排列，如圖2.5-4所示。
S
W

圖2.5-4　雙側相對排列

(D)中央分隔帶排列，如圖2.5-5所示。
S
W

圖2.5-5　中央分隔帶排列

C.排列方式之選擇原則
(A)車道寬度較窄之道路及一般巷道，得以單側排列設置之。
(B)車道寬度較寬之道路，得以相對排列設置之。
(C)一般幹線道路得以交錯排列設置之。
(D)如中央分隔帶寬度足夠時，得於中央分隔帶排列設置之。
(E)車行箱涵內，得採用交錯排列或相對排列。

(7)燈具使用照明率（Coefficient of Utilization ,CU）
燈具照明率與路寬、裝設高度及光線照射類型等因素有關，其數值為0.2至0.4為較佳。

（資料取自交通部「交通工程手冊」（1980））
圖2.5-6　一般照明率曲線例（W/H）

(8)維護係數(Maintenance Factor, MF)
其值視養護程度及使用環境而定，依表2.5-6選用適當值計算。
表2.5-6　維護係數
交通量（台/日）
市區道路
郊區道路
15,000以上
0.6
0.65
7,000~15,000
0.65
0.7
7,000以下
0.7
0.75
（資料引自經濟部「路燈設計規定」（1986））

(9)路燈高度與桿距間隔
道路路燈高度與桿距間隔標準可參考表2.5-7規定，然設計者應視當地之實際狀況加以調整。表2.5-7中W表路權寬度，H表裝設高度，S表裝設間隔。
表2.5-7　路燈燈桿高度與桿距間隔關係（單位：公尺）
燈具

燈柱排列
遮蔽型
半遮蔽型
無遮蔽型
裝設高度（H）
裝設間隔（S）
裝設高度（H）
裝設間隔（S）
裝設高度（H）
裝設間隔（S）
單側排列
1.0W以上
3H以下
1.2W以上
3.5H以下
1.4W以上
4H以下
雙側交錯排列
0.7W以上
3H以下
0.8W以上
3.5H以下
0.9W以上
4H以下
雙側相對排列
0.5W以上
3H以下
0.6W以上
3.5H以下
0.7W以上
4H以下
中央分隔帶排列
1.0W以上
3H以下
1.2W以上
3.5H以下
1.2W以上
4H以下
註：W為路寬
（參考經濟部「路燈設計規定」（1986）及交通部「交通工程手冊」（1980）編撰）

國內常用道路路燈相關尺寸可參考表2.5-8。
表2.5-8　路燈燈桿選用參考表
燈桿種類
H1
（公尺）
H2
（公尺）
W
（公尺）
D1
（mm）
D2
（mm）
雙臂桿型
5
3.8
1
160
69
6
4.8
2
160
69
7
5.5
2
167
69
8
6.5
2
179
69
9
7.5
2
191
69
10
8.35
2
203
69
單臂桿型
5
3.8
1
160
69
6
4.8
2
160
69
7
5.5
2
167
69
8
6.5
2
179
69
9
7.5
2
191
69
10
8.35
2
203
69
註：1.7公尺以下燈桿其H2、W、D1及D2詳細尺寸，並無制式規格，主辦單位視工程需要自行訂定之。
2.常用7公尺（含）以上之燈桿及基座相關詳細尺寸，係參考原台灣省政府住宅及都市發展局燈桿規格，其各項詳細尺寸請參考圖HWE-001，HWE-002。
(10)路燈照明計算公式

式中：
E：平均照度，以勒克斯為單位
F：光源全光束，以流明為單位
N：照明設施排列係數，單側或雙側交錯=1，雙側相對或中央分隔帶排列=2
CU：燈具使用照明率，由W/H查曲線表而定，約在0.2～0.4之間，參考圖2.5-6，（單側排列之照明率在路寬等於燈具高度時應在0.3以上）。
MF：維護係數，參考表2.5-6。
S：燈具間距，以公尺為單位
W：道路路寬，以公尺為單位

(11)平均照度及均勻度檢核
A.平均照度檢核
根據計算所得之平均照度與表2.5-1、2.5-2及2.5-3所列標準相比較，符合者，即完成平均照度設計。
B.明暗均勻度檢核
根據計算所得之平均照度與所參考使用燈具之等照度（配光）曲線圖其按燈具設置位置所得之最高、低照度，求其比值，與表2.5-4所列標準相比較，符合者，即完成明暗均勻度檢核。
C.電腦軟體照度模擬
燈具係商業化成型品，各廠商所製造生產之配件均有些許差異，故等照度（配光）曲線圖均有所差異，又平均照度及明暗均勻度之檢核須按燈具及配設方式反覆驗證，因此亦可按製造商之電腦軟體，模擬其平均照度及明暗均勻度作為驗證之參考。

(12)配電
A.使用電源
(A)電源：設計前應先向自鄰近之電力公司洽詢有關電源供給情形，並考量維護單位之方便性，引接三相四線380V/220V或單相二線220V之回路受電。
(B)分路：以相電壓單相220V供給燈具電力。
(C)保護方式：以無熔絲開關（NFB）保護過載及短路故障；以漏電斷路器（ELB）保護漏電事故。
B.控制方式
(A)包燈：由電力公司控制電源之開啟與關閉。
(B)表燈：加設自動點滅裝置，由光電式自動點滅器控制電源之開啟與關閉。
C.電源引進位置及壓降計算：
以鄰近台電電源側並配合周圍環境設置配電箱，就近引進電源，並依設備之負載及配置距離進行壓降計算（須符合幹線─2%以下；分路─3%以下）。
D.接地
照明設施不論電源開關箱、燈具及燈桿設備以及外殼，均應按第三種接地工程接地，其接地電阻（R）值須依照經濟部頒「屋內線路裝置規則」及「屋外供電線路裝置規則」辦理。

2.5.4 設計範例
(1)本範例道路為市區幹道，預估交通量7,000台/日，路面以水泥混凝土舖設，道路斷面如圖所示：

圖2.5-7 道路照明設計斷面圖

(2)照度計算
設計照度要求：E = 20 Lux（本案需求值）
照明路寬：W = 12 公尺
選用燈具：採半遮蔽型，高壓鈉氣燈 250W，F = 26000 流明
燈桿高度：H = 10.5 公尺（含基座）
照明率：H1 = 10.5 公尺（燈桿高10公尺+基座高0.5公尺）
Y2 = 2.3 公尺（燈臂長2公尺+至燈源中心0.3公尺）
Y1 = 12-2.3 = 9.7 公尺

查圖2.5-6得
（路肩側照明率）
（車道側照明率）

維護係數：MF = 0.7
套入公式，反求

N= 1（採單側排列）

(3)照度檢核
A.桿距以26.92公尺代入電腦軟體模擬其配光分佈，所得最低照度為14.36 Lux，平均照度為24.72 Lux，檢核明暗均勻度，最低照度：平均照度 = 14.36 Lux： 24.72 Lux = 1：1.72，大（優）於1：3 OK.
B.桿距以25公尺代入電腦軟體模擬其配光分佈，所得最低照度為14.6 Lux，平均照度為26.7 Lux，檢核明暗均勻度，最低照度：平均照度 = 15.6 Lux： 26.7 Lux = 1：1.71，大（優）於1：3 OK.
C.故採桿距以25公尺間距作為平面配置，一則於平面配置時取整數配置較為便利，二則保留1.92公尺可作為現地調整之空間。
2.5.5 鄉鎮選用簡易參考表
本參考表用以提供當主辦單位無法按正規計算及檢核方式引用時參考選用。
以輔助幹道採瀝青路面作為演算標準值，燈具採半遮蔽型，預估交通量7,000台/日以下，簡易參考如下表所示
路 寬
燈桿排列方式
設置間距
燈桿型式
燈具型式
4公尺以下
單側排列或
雙側交錯排列
15公尺
8公尺單臂
100W水銀燈（適住宅區）
4公尺~8公尺以下
單側排列或
雙側交錯排列
20公尺
8公尺單臂
200W水銀燈（適住宅區）
8公尺~10尺以下
單側排列或
雙側交錯排列
25公尺
10公尺單臂
200W水銀燈（適住宅區）
10公尺~15公尺以下
單側排列或
雙側交錯排列
25公尺
10公尺單臂
400W水銀燈（適住宅區）
250W高壓鈉燈或複金屬燈（適商業區）
15公尺以上
單側排列或
雙側交錯排列
25公尺
10公尺單臂
400W水銀燈（適住宅區）
250W高壓鈉燈或複金屬燈（適商業區）

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