山地城市居住区室外夜间光环境调研与策略优化——以重庆市主城区为例

刘思遥，许景峰

(重庆大学建筑城规学院；重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆 400045)

引言

作为居民活动的重要场所，居住区室外空间环境的功能性、景观性及安全性影响着居民的生理和心理，而夜间光环境作为重要的组成部分，其照明质量对居住区室外环境质量有着直接的影响。

目前，国际照明委员会(CIE)制定的136—2000号文件《城区照明指南》[1](以下简称《指南》)对城市室外光环境研究具有指导性意义，北美、日本、欧洲等也制定了符合相关情况的标准，将室外照明规范化。多数研究倾向于防侵害照明、道路照明、光干扰，少数聚焦于居住区室外光环境[2-5]；而我国尚缺乏专门的标准，相关研究主要针对天津、北京、长沙、郑州、苏州这类地势较为平坦的城市的居住区道路照明、光污染、评价指标等[6-12]，对于山地城市居住区的相关研究少。而我国山地城市占全国城市数量的三分之一左右[13]，居住区内多有陡坡和台地，其室外夜间光环境的供求与平原城市并不相同。

1 调研前期分析

在预调研阶段发现，重庆主城区的居住区大部分实行了人车分流，所以参照《指南》里的分区，选取了山地城市居住区内与行人联系更为紧密的地方道路、台阶区域做为检测区域。

根据《指南》，其照明建议以地面水平照度、地面以上1.5 m处半柱面照度两种方式给出，分别对应地面障碍物识别照明要求和行人人脸识别照明要求，JGJ/T 163—2008《夜景照明设计规范》(以下简称《规范》)[14]、《居住区环境景观设计导则》(以下简称《导则》)[15]、CJJ 45—2015《城市道路照明设计标准》(以下简称《标准》)[16]也以这两种方式为参考。为更好地了解山地城市居住区室外夜间光环境的现状，本次实地测量还包括立体感指标(垂直面照度/半柱面照度)、照度均匀度等，表1所示为各标准的指标对比。

表1 现阶段常用的参考标准对比Table 1 Comparison of common reference standards at this stage

国内标准以人行道路的照明要求做为参照(仅《导则》将居住区道路照明和台阶照明分论，但规定值相同)，而《指南》将城区不同道路类型的照明等级和照明要求分为七级(P1～P7)，未直接标明居住区地方道路和台阶人行道的所属等级，但因该文件中提出针对行人人脸识别，在4 m距离、地面以上1.5 m处，需要辨认及判断对方企图所需要的最小半柱面照度为0.8 lx[1]，再结合文件附录里道路照明等级划分所对应的道路特征描述和照明要求，将P2～P4照明等级对应的照明要求作为本次现场测量的参考。

2 现场调研过程

2.1 调研对象选取

兼顾建成年代、使用灯具、小区类型及地势等因素，选取了重庆市主城区六个典型小区做为调研样本，表2为调调居住区的具体信息,为方便讨论，将小区依次编号。

表2 调研居住区的基本信息Table 2 Basic information of survey residential area

2.2 测量设备与步骤

设备：XYI-III全数字照度计、XYI-III全数字半柱面照度计。

步骤：选取居住区内具有代表性的地方道路和台阶区域，参照GB/T 5700—2008《照明测量方法》[17]，选用四角布点法进行布点，将测量区域的横向纵向按要求分别等分，划分成大小相同的矩形网格，再对每个矩形网格的四角进行地面水平照度和地面以上1.5 m处半柱面照度、垂直面照度的测量，其中半柱面照度与垂直面照度测量的方向为沿着道路行走路线的前后两个方向。

2.3 主观调查

主观问卷调查对象：随机调研小区不同年龄段的居民。

主观问卷内容和目的：针对重庆居住区室外夜间光环境特点，采用语意差异量表和李克特量表两种形式，设定了一些基本问题及相关主观评价选项，在居民填写完成后将问卷回收，进行数据整理分析。采集信息是为了研究居住区居民的主观感受与测量的客观数据之间的联系及规律。

现在专题询问正式开始。先请6个分组报名和推荐的11位委员作询问发言。询问时间请控制在3分钟之内；回答时间请控制在10分钟之内，补充回答时间请控制在5分钟之内。问题回答完毕后，询问人如果想进一步深入了解有关方面的情况继续提问，请举手明示。

3 调研结果分析

调研时间为2019年12月中下旬20：00—24：00。这个时间段的居住区室外夜间照明均已开启，且室外活动的居民也较多，方便测量与问卷填写。

3.1 测量结果

调研小区地方道路夜间光环境现状如图1所示。具体测量区域监测结果如表3、表4所示。

图1 调研小区地方道路夜间光环境现状Fig.1 Light environment status of local roads at night in investigation areas

表3 居住区地方道路测量数据Table 3 Survey data of local roads in residential areas

表4 居住区台阶区域测量数据Table 4 Survey data of step area in residential area

由表3、表4可知：①调研小区地方道路的照度均匀度普遍低于台阶区域。②经过设施更新的老旧小区A和较新建成的小区E、F地方道路的水平照度能达到标准，但前两者的台阶区域与后者的地方道路的立体感指标未符合参考。③只有A小区地方道路的半柱面照度最小值完全达到要求。④对于台阶区域，调研小区的各方面测量结果基本都未达到前述标准(其中E小区台阶区域照明参数沿道路前后两个方向相差较大由灯具布置不规则导致)。

3.2 主观分析

本次调研共回收问卷118份，其中有效问卷100份，填写人员均视力正常，其基本信息统计如图2、图3所示。根据SPSS可靠性分析，调查问卷的可靠性指数如表5所示，可知主观问卷的评价结果是可信的。

图2 问卷填写人员年龄占比Fig.2 Age proportion of the respondents

图3 问卷填写人员夜间外出次数/(周)Fig.3 Number of night out / (week)

表5 问卷可信度Table 5 Questionnaire reliability

根据六个小区的主观评价数据：①图4为整体照明满意度评价对比，可知F最高，C最低。其中评价达到“满意”程度(3.0分)的A、E、F三个小区，地方道路实测的水平照度均达到了除《导则》外标准的推荐值，半柱面照度最小值稍欠缺，反映出目前的参考标准除《导则》外，对人行道路的照明要求较符合重庆市居民对居住区地方道路照明的需求。②进一步利用斯皮尔曼相关性分析，发现居住区的整体照明满意度与道路亮度评价、整体亮度评价、半柱面照度评价、水平照度评价、安全感评价的相关性较高且相关程度依次降低(前两者为语意差异量表)，具体关系如图5所示，而将其与实测数据进行相关性分析，则与道路半柱面照度、道路水平照度测量相关性较高，以上说明居民主观上关注道路的照明质量胜过台阶区域的照明质量。③居民安全感评价与道路立体感指标、道路亮度评价、整体满意度评价、道路均匀度指标、整体亮度评价相关性较高，具体关系如图6；通过问卷对居民夜间在小区内行走时是否因照明因素发生过绊倒事故进行调查，得出调研小区的绊倒比率(图7)，多台地小区A、C、D、F均高于0.06，其与居住区台阶的水平照度、半柱面照度、照度均匀度、灯色评价相关性较高。以上说明台阶区域的照明质量对居民的步行安全有较大影响，但对主观安全感评价影响较小。④图8为小区的道路亮度评价与台阶区域亮度评价关系，除C小区外，另五个小区台阶区域的亮度评价均低于或较持平于地方道路的亮度评价。当两个区域的亮度评价分数达到相近时，台阶区域的照明质量远低于地方道路，可侧面说明居民对台阶区域的实际照明需求低于地方道路照明的需求，这与目前的相关参考标准是相悖的。

图5 整体照明满意度相关评价Fig.5 Evaluation of overall lighting satisfaction

图6 安全感相关参数对比Fig.6 Comparison of safety related parameters

图7 各小区绊倒比率Fig.7 Trip ratio of each cell

图8 各区域亮度评价Fig.8 Luminance evaluation in different regions

4 夜间光环境的建议及优化策略

1)完善相关标准。从调研可知，居住区台阶区域的夜间光环境质量与居住者的行走安全关系密切，却易被居民忽视，且这些区域实际的照明存在明显不足，其照明需求也与地方道路照明有所不同。

应根据我国现状，结合居住者的主观感受，将居住区台阶区域照明指标与道路照明指标分开而论，积极规范和制定针对性的居住区室外夜间照明标准，让居住区室外空间照明设计有据可依。

2)提升照明设计。在调研过程中还发现：①F小区地方道路因采用LED路灯和非截光型灯具而导致眩光现象较明显。②部分小区地方道路的路灯随着周边树木生长而导致照明灯具被遮挡，造成照明不足、照度不均等情况。③部分小区灯具设置过密或过疏，导致光污染与光照不足并存。④小区室外照明设计多采用灯杆或灯柱型庭院灯，照明方式单一，未能体现出山地城市居住区照明设计特色。

在满足绿色照明要求和相关标准的前提下，依据居住区各个照明区域的特征，选取适宜灯具(如台阶区域可设置踏步照明、扶手照明等)，布置时避免受植物或其他实物遮挡；居住区室外夜间照明既要满足实用功能性和兼顾特色景观性，也要保证居住区室外光环境的整体性；同时应防止在居住区内形成夜间光干扰和照明不足。

3)注重后期管理。本次调研整体照明满意度相对较高的是A和E、F小区，A是老旧小区，但照明设备有更新，E、F新生小区照明设施较完善；调研小区的台阶区域照明灯具的维护程度普遍低于地方道路，相对的台阶照明评价普遍低于道路照明评价，以上说明后期的管理与维护是保证良好居住区室外夜间光环境的重要措施。

居住区的相关管理者应定期对小区内的灯具进行检查维修、清洁维护，从而排除照明安全隐患，延长灯具寿命，保证设备的照明效率和质量；居住区的照明设备管理可以采用分区域、分时段控制，如凌晨2：00—6：00间在兼顾小区安全的前提下可熄灭部分照明灯，以节约电源。

5 总结

居住区室外空间合理的照明设计和良好的照度质量有利于居住区照明的节能与安全，在对重庆主城区的典型居住区进行实地调研后，总结如下：

1)重庆主城区设备更新及时的老旧小区和设备较优的新生小区，其室外夜间照明质量与主观评价均高于处于两者年代之间的居住区，但大部分调研居住区监测区域的照明指标数据达不到目前标准推荐的要求。

2)通过前述数据分析，目前的标准对于人行道路的照明要求较符合重庆市居民对居住区地方道路照明的需求，说明比较适合作为重庆市该区域的照明参考，但《导则》的标准要求相对过高，建议适当降低。

3)山地城市居住区的台阶区域与居民行走安全关系密切，其照明质量应引起重视，目前重庆市居住区台阶区域的照明质量急需提高；且经过分析，重庆市居民对台阶区域的照明需求普遍低于地方道路，在制定标准时应将两者分别讨论，台阶区域的照明要求在保证居民行走安全的前提下或可适当低于地方道路。

在这次调研中也发现，LED灯在重庆很多新旧小区中得到应用，但使用LED路灯的居住区之间，照明监测数据和主观评价差别较大，LED路灯对于居住区照明质量的影响因素值得进一步探究。