劉珍珠，梁豪旗，李玉龍，邢語恰，賈子涵，李維珊

（河北水利電力學院，滄州061001）

1 前言

自2020 年國務院辦公廳印發(fā)《關于全面推進城鎮(zhèn)老舊小區(qū)改造工作的指導意見》以來，各大城市均對城鎮(zhèn)中老舊小區(qū)改造進行了工作研究與部署，河北省隨即發(fā)布《河北省人民政府辦公廳關于全面推進城鎮(zhèn)老舊小區(qū)改造工作的實施意見》。2021 年，滄州市為貫徹落實老舊小區(qū)改造意見，提出了《滄州市全面推進城鎮(zhèn)老舊小區(qū)改造工作實施方案》，老舊小區(qū)改造工作從主城區(qū)逐步向各大縣市域進行擴展。

在老舊小區(qū)改造工作中，消防設施、電氣改造、景觀改造等項目作為改造重點外，夜間照明環(huán)境改善也隨之被廣泛關注，如何高效合理改善居住區(qū)夜間光環(huán)境成為研究主要目標。2022 年實施《建筑環(huán)境通用規(guī)范》GB55016-2021 中，首次對民用建筑室外夜間光環(huán)境在公共區(qū)域從照度、顯色指數(shù)等數(shù)值提出明確要求，為居住區(qū)夜間光環(huán)境質量監(jiān)控提供了可衡量標準。不同人群對照明需求不同，越來越多學者開始轉向從居住者角度開展夜間照明環(huán)境適應性設計、評價標準[1-2-3]等研究。隨著科技發(fā)展，避免照明能耗浪費與光污染或高效利用照明能源[4-5]，也是研究主要方向。

本研究項目通過對滄州任丘市居住小區(qū)夜間室外環(huán)境照度測量，結合數(shù)字模擬軟件從定量方面提供優(yōu)化方案，并結合現(xiàn)代信息技術，探索適合老舊小區(qū)室外活動定性優(yōu)化策略，從而為老舊小區(qū)夜間光環(huán)境改善設計提供可借鑒的方向。

2 老舊居住區(qū)夜間光環(huán)境分析

2.1 研究對象

本項目選取了滄州任丘市2 個代表性老舊小區(qū)作為調研對象，分別為建設于1990 年的華油采一機關小區(qū)、建設于1992 年的供應中區(qū)。調研時間選擇在2022 年8月，夏季夜晚人們在室外的活動時間長，對室外夜間照明的要求相對于冬季更高。

2.2 研究方法

本項目主要采用實地測量、軟件模擬兩種方式開展，從定性與定量兩個方面有效反映出現(xiàn)老舊小區(qū)夜間光環(huán)境特點以及如何改善的方向。

（1）實地測量。使用數(shù)字照度計TES1339 和紅外測距儀，對居住區(qū)夜間道路、景觀等區(qū)域的照明燈具樣式、燈間距、照度值進行調查，將測量數(shù)據(jù)與國內現(xiàn)有居住區(qū)夜間照明標準對比，總結老舊居住區(qū)夜間照明所存在的問題。

（2）軟件模擬。使用軟件DIALux evo 分別從燈桿高度、燈間距等方面進行照明優(yōu)化模擬，提出針對性建議，為低碳照明優(yōu)化策略提供探索方向。

2.3 研究內容分析

2.3.1 典型老舊小區(qū)實地調研數(shù)據(jù)

（1）華油采一機關小區(qū)

華油采一機關小區(qū)（后簡稱采一小區(qū)）內照明主要分布在道路兩側，采用間側分布的布置方式。經過調研，燈下平均照度為25.40lx，兩燈間平均照度為10.14lx，但入戶處未設置標志性樓牌照明且建筑遮擋及燈距離較遠的原因，部分入戶處照度僅為0.1lx。該小區(qū)照明燈具主要分為三種形式，其照明環(huán)境有所不同。

第一種照明：主干道照明路燈高度為7.8m，燈間距平均為37.5m，燈下平均照度為36.25lx，滿足道路照明需要。

第二種照明：居住樓棟之間照明路燈高度為6m，燈間距平均為30m，燈下平均照度為27.35lx，樓棟口路燈距受光建筑物5.5m 遠，燈間距近保證夜間安全，但降低了小區(qū)私密性，產生部分光污染。

第三種照明：休憩場所路燈高度為3.5m，燈下平均照度為7.86lx，且休憩場所綠植、樹木枝葉繁雜，導致部分區(qū)域照度值為0.1lx。

（2）供應中區(qū)

供應中區(qū)照明燈具分布在宅前小路上，該路寬度平均約為4.5m，燈具距離道路約為1m，距離入戶約為6m，高度為6m，燈間距平均為30m。經測量，燈下平均照度為20.62lx，但由于綠化多為高大喬木，燈光受樹木遮擋嚴重，中間位置平均照度為8.1lx，甚至部分樹下平均照度僅為0.1lx。小區(qū)內部的活動場地未做夜間標識性燈光照明，在入戶處也未設置標識性照明設施。經過訪談，由于樹木對光遮擋、燈具布局不合理等，導致居民夜間照明滿意度較差。

2.3.2 調研結果與國內標準比較

我國《建筑環(huán)境通用規(guī)范》GB55016-2021 對居住區(qū)內使用道路進行了照度值限定，如表1。為了保證區(qū)域安全，為確保老舊小區(qū)改造后符合現(xiàn)行標準，因此在后續(xù)研究均以《建筑環(huán)境通用規(guī)范》作為對比數(shù)據(jù)。

表1 道路照明標準值

*注：居住區(qū)照明標準值數(shù)據(jù)來源于《城市道路照明設計標準》CJJ 45-2015，其余數(shù)據(jù)來源于《建筑環(huán)境通用規(guī)范》GB55016-2021。

現(xiàn)將結果進行對比（見表2）分析，小區(qū)道路最小水平照度值與水平照度平均值均低于標準值，其光環(huán)境仍需較大改善。兩小區(qū)內照明設施相同區(qū)域，燈下照度值相近，但由于喬木茂密問題，供應中區(qū)照度值遠低于采一小區(qū)，還存在如下問題：（1）部分區(qū)域明暗對比過高，存在光污染；（2）小區(qū)入口缺乏標識性照明或不夠突出，缺乏夜間照明導引。

表2 滄州任丘市典型老舊居住區(qū)道路照度分析

后期小區(qū)夜間光環(huán)境可從提高照明亮度、緊密結合景觀設計增加低矮照明、區(qū)域照明均勻度、增加各特殊節(jié)點如出入口處標識性照明等方面進行改善。

2.3.3 利用軟件進行照明優(yōu)化模擬

照明燈具布置往往直接影響夜間光環(huán)境質量，如何高效利用照明設備是改造中的重點考慮因素。若在改造前期通過數(shù)據(jù)照明模擬能對高效照明起到重要作用。在前期調研基礎上，圍繞燈具基本數(shù)據(jù)進行優(yōu)化模擬。在本模擬中，忽略景觀因素影響，利用DIALux evo 軟件對采一小區(qū)進行優(yōu)化設計，采用《建筑環(huán)境通用規(guī)范》主干道照度值作參考標準。此外該軟件采用了歐洲道路照明標準EN 13201:2004，該標準對水平平均照度限定了最高值22.50lx。根據(jù)實地調研數(shù)據(jù)，選擇了接近于實地的數(shù)據(jù)的燈具作為初始模擬對象。

本研究利用軟件本身優(yōu)化系統(tǒng)，通過控制光通量、燈桿間距、發(fā)光點等數(shù)據(jù)進行綜合優(yōu)化，本著綠色節(jié)能要求，使其滿足規(guī)范標準基礎上，盡量少產生光污染。經過多次模擬，在該道路環(huán)境最終優(yōu)化所得燈桿數(shù)據(jù)如下：燈具光通量7Klm、燈桿間距38m、發(fā)光點高度8.4m，燈臂斜度為1.0°，與原有數(shù)據(jù)對比如表3。因此在居住區(qū)道路照明中若無景觀遮擋區(qū)域可采用該些數(shù)據(jù)作為優(yōu)化標準。

表3 照明優(yōu)化模擬數(shù)據(jù)綜合條件下的模擬結果對比

3 滄州市老舊小區(qū)夜間光環(huán)境質量提升的優(yōu)化策略

通過本次調研與數(shù)據(jù)模擬，老舊小區(qū)光環(huán)境質量提升優(yōu)化除了單一的照明燈具改變以外，往往還涉及規(guī)范標準，此外現(xiàn)代信息技術的加入，照明模擬軟件也為照明優(yōu)化帶來優(yōu)勢。

3.1 完善相關標準體系

目前，我國針對老舊小區(qū)照明標準只限定其最低照明標準未增設最高照明標準，導致老舊小區(qū)照明設備改造后出現(xiàn)設備過亮，產生光污染。因此還需進一步研究，完善照明標準體系，為改造提供合適標準照明范圍。

3.2 加強規(guī)劃設計工作

在設計改造前期，利用VR 和軟件模擬技術對老舊小區(qū)夜間光環(huán)境進行科學規(guī)劃設計，緊密結合實際建筑與景觀等影響因素，以標準作為參考，進行照明環(huán)境模擬，確定燈具類型、安裝位置及高度，實現(xiàn)VR 數(shù)據(jù)端與軟件模擬技術數(shù)據(jù)端互聯(lián)，將成果通過VR 使小區(qū)居民切身地感受光照效果并提出建議，便于及時調整達到預期效果。

在運營期間，小區(qū)照明系統(tǒng)應有專業(yè)的團隊進行管理與修繕，定期檢查線路電壓和保養(yǎng)燈具，政府部門應在后期的運營管理上也提供相應的政策支持。

3.3 互聯(lián)網智慧照明智能控制系統(tǒng)

智慧照明系統(tǒng)包括燈具選擇、實際照明模擬，供電實時監(jiān)控等方面。在燈具方面，應選擇低碳節(jié)能燈具，例如LED 燈、太陽能燈具或光伏照明燈具等。結合光環(huán)境模擬軟件，進行最優(yōu)方案選定，并建立燈具檢測系統(tǒng)，利用智慧照明系統(tǒng)對供電進行實時監(jiān)控與跟蹤，自動平滑地調節(jié)電路的電壓和電流幅度，改善照明電路中不平衡負荷所帶來的額外功耗，提高功率因素，降低燈具和線路的工作溫度，達到優(yōu)化供電目的的照明控制系統(tǒng)，實現(xiàn)綠色低碳照明環(huán)境。

4 結論

居住區(qū)內照明和人們日常生活息息相關，高質量照明設計不僅為人們工作、生活、出行帶來方便，還能在安全、節(jié)能、綠色環(huán)保等方面提供支持。在本次研究中，滄州任丘市老舊小區(qū)夜間光環(huán)境存在整體亮度低達不到國家標準、照度不均勻、景觀遮擋存在照明盲區(qū)、小區(qū)出入口缺乏標識性照明等問題，導致居民夜間活動滿意度較差。因此該些居住區(qū)在未來的改造中應結合實際情況進行光環(huán)境量化提升工作。隨著國家對低碳的要求，夜間光環(huán)境改善可充分利用模擬軟件、VR 技術、互聯(lián)網智能調控照明系統(tǒng)等保證照明環(huán)境，避免照明浪費，實現(xiàn)低碳照明。另外現(xiàn)行國家標準需完善增加最高照明要求，以此避免照明浪費。由于時間和能力的原因，本次研究仍存在很多遺憾、有待加強的地方，比如在照明模擬中未加入景觀影響等，這也是本次項目后續(xù)亟待完善的地方。