（北京工業(yè)大學(xué)城市照明規(guī)劃設(shè)計研究所，北京 100022）

智慧城市的概念自從提出一直被看作是城市發(fā)展的未來，智慧照明是智慧城市的重要組成部分，也是智慧應(yīng)用領(lǐng)域的熱點之一，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，智慧照明被賦予了更多的內(nèi)涵[1]。從智慧照明發(fā)展的角度來看，迫切需要對現(xiàn)有照明系統(tǒng)改造升級，以實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

1 智慧燈具的相關(guān)概念

智慧照明作為智慧城市的重要組成部分，它是應(yīng)用城市傳感網(wǎng)、電力載波技術(shù)等將城市中路燈聯(lián)系起來，形成“物聯(lián)網(wǎng)”，并利用信息處理技術(shù)對海量感知信息進行處理和分析，對包括民生、環(huán)境、公共安全等在內(nèi)的各種需求做出智能化響應(yīng)和智能化決策支持，使得城市生活照明達到“智慧”狀態(tài)。對于智慧照明，載體的設(shè)計非常重要，這不僅代表著城市發(fā)展的腳步和進程，也有利于實現(xiàn)最新物聯(lián)網(wǎng)體系的完善和進步，本文研究的智慧燈具指的是為智慧城市服務(wù)的照明設(shè)計需求的燈具。

2 智慧燈具的設(shè)計痛點

目前智慧燈具的應(yīng)用主要是在于智慧燈桿的設(shè)計應(yīng)用，這幾年隨著智慧照明的興起，許多智慧燈桿企業(yè)應(yīng)運而生，從而也帶來了不少燈桿落地面臨的實際問題。在硬件技術(shù)設(shè)計方面，目前流行的一體化固定式設(shè)計方式就存在很多技術(shù)痛點，本文主要探討搭載功能設(shè)備的排布規(guī)劃問題。與傳統(tǒng)路燈桿設(shè)計相比，智慧燈桿的設(shè)計主要區(qū)別在于功能設(shè)備的多樣化，而目前燈桿在硬件方面仍存在一種功能堆砌的處理方式，缺乏一個宏觀系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計方法。筆者作為一名建筑專業(yè)出身的研究者，試圖從建筑學(xué)的角度對智慧路燈桿設(shè)計方式的研究提供一些啟發(fā)。

3 建筑設(shè)計對燈具設(shè)計的啟發(fā)

3.1 建筑和燈具的可參考性

建筑和燈具都是對于立體空間的設(shè)計，具體聯(lián)系可以從設(shè)計思維和設(shè)計元素兩方面分析。

其一，建筑很重要的一個設(shè)計前提就是建立系統(tǒng)的設(shè)計思維，因為建筑設(shè)計本身就是一個大系統(tǒng)，它包含環(huán)境、功能、形式、技術(shù)等各個子系統(tǒng)，而這些子系統(tǒng)又分別由更小的分系統(tǒng)組成[2]。設(shè)計者在設(shè)計智慧燈具時，同建筑一樣，可運用系統(tǒng)論的方法思考問題，辯證地處理燈具與使用環(huán)境、功能與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與技術(shù)等之間的關(guān)系。其二，創(chuàng)新性思維，建筑設(shè)計是一種創(chuàng)作活動，為此，設(shè)計者必須善于運用創(chuàng)造性思維方法，謀求發(fā)現(xiàn)建筑創(chuàng)造性思維活動的某些規(guī)律和方法，從而促成設(shè)計者創(chuàng)造潛能的發(fā)揮，燈具設(shè)計亦是如此。筆者試著對燈具和建筑的部分設(shè)計元素進行比較（表1）。

表1 燈具元素與建筑元素的比較

通過表1，不難發(fā)現(xiàn)燈具與建筑諸元素之間存在驚人的相似性，幾乎可以一一對應(yīng)。綜合以上幾點，可以基本判斷，建筑一貫綜合系統(tǒng)的設(shè)計方法可以為智慧路燈桿的功能整合問題提供一些解決思路。

3.2 解決思路

針對前文提出的痛點，本文將從建筑設(shè)計理論出發(fā)，結(jié)合智慧燈具的設(shè)備參數(shù)需求，分3步尋求對應(yīng)的解決思路。

（1）空間分類。為了借助建筑設(shè)計理論解決燈具設(shè)計問題，首先在空間上將燈具用建筑的邏輯[3]分成三大類：功能設(shè)備空間、輔助設(shè)備空間和設(shè)備連接空間。其中，功能設(shè)備空間對應(yīng)建筑的職能型功能空間，是建筑的主體功能最直接的作用場所；輔助設(shè)備空間對應(yīng)建筑的輔助型功能空間，指那些基本不直接參與建筑主體功能的實現(xiàn)的空間；設(shè)備連接空間對應(yīng)建筑的公共型功能空間，主要是指在建筑中起交通集散作用的空間。

（2）設(shè)備分類和組合方式。智慧燈具設(shè)備的排布規(guī)劃問題，對應(yīng)建筑指的是不同功能空間的布局問題。因此，參考建筑的劃分依據(jù)，按照重要程度將燈具設(shè)備分為主要功能設(shè)備（智能照明、監(jiān)控攝像機、通信基站、信息發(fā)布屏）和輔助功能設(shè)備（集成傳感器、無線局域網(wǎng)、RFID識別設(shè)備、充電樁），為下一步的具體排布方式奠定基礎(chǔ)。其中關(guān)于設(shè)備重要程度的劃分依據(jù)主要參考《深圳市多功能桿智能系統(tǒng)技術(shù)與工程建設(shè)規(guī)范》中多功能桿應(yīng)用場景及可配置功能的相關(guān)內(nèi)容。

參照建筑平面的不同組合方式可以對燈具的功能設(shè)備進行進一步的區(qū)分。建筑平面的組合方式主要分為6種，走廊式組合、套間式組合、大廳式組合、單元式組合、庭院式組合、混合式組合。根據(jù)燈具功能設(shè)備的特點可參考建筑平面單元式組合方式，將功能設(shè)備分為不同的模塊處理，主要分6個模塊：照明模塊、監(jiān)控模塊、通信模塊、傳感模塊、信息模塊和新能源模塊。優(yōu)點在于：①能提高設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化，節(jié)省設(shè)計工作量，簡化施工；②功能設(shè)備分區(qū)明確，布置緊湊，單元與單元之間相對獨立，互不干擾；③布局靈活，能適應(yīng)不同的配置要求，形成多種不同組合形式。

（3）功能設(shè)備的排布。依照前文對智慧燈具的功能設(shè)備進行不同等級的分類之后，設(shè)計師還需要結(jié)合每項具體功能設(shè)備的硬件參數(shù)要求設(shè)計（表2）。

表2 功能設(shè)備參數(shù)要求（體積為參考值）

本文由于篇幅原因沒有對每項功能設(shè)備進行深入討論，但在設(shè)計過程中設(shè)計師還應(yīng)當(dāng)同時考慮每項設(shè)備的相關(guān)規(guī)范要求和布設(shè)要求。

另外，于2019年10月13日正式實施的《多功能路燈技術(shù)規(guī)范》中，明確表明桿高尺寸通常劃分為4、6、8、10、12、15、20 m等。因此，對于高度條件較低的4～6 m高燈桿（通常布設(shè)在商業(yè)步行街、公園、小區(qū)、人行道等道路），模塊的排布高度問題應(yīng)按照高度限制進行邏輯性的對應(yīng)下調(diào)，其中主要分歧模塊集中在照明模塊和通信基站的建設(shè)。

4 結(jié)語

近年來，我國城鎮(zhèn)化進程不斷推進，國家對城鎮(zhèn)化建設(shè)的投入也在繼續(xù)加大，作為城市公共市政建設(shè)的一部分，城市道路照明等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將持續(xù)投入。智慧照明的未來發(fā)展空間巨大，現(xiàn)有路燈的智能化改造勢在必行，智慧照明還將推出新的建設(shè)模式和技術(shù)方式。本文以建筑設(shè)計理論為研究基礎(chǔ)，針對目前智慧燈具一體化設(shè)計方式出現(xiàn)的設(shè)計痛點進行了研究分析，得出了智慧燈具功能設(shè)備排布方法的設(shè)計思路，以期為行業(yè)工作者的設(shè)計提供一定的參考和幫助。