基于城市空間的防災(zāi)避險(xiǎn)照明體系框架研究

谷　溢 ，段　晨 ，劉　剛

(1.天津大學(xué)天津市建筑物理環(huán)境與生態(tài)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津　300072；

2.偉信工程咨詢公司，天津　300072)

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基于城市空間的防災(zāi)避險(xiǎn)照明體系框架研究

谷溢1，段晨2，劉剛1

(1.天津大學(xué)天津市建筑物理環(huán)境與生態(tài)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300072；

2.偉信工程咨詢公司，天津300072)

摘要：提出了“基于城市空間的防災(zāi)避險(xiǎn)照明體系”，目的是減少夜晚災(zāi)時(shí)人員傷亡，為受災(zāi)人員開(kāi)展自救和互救提供照明；同時(shí)，該體系還起到完善城市防災(zāi)功能覆蓋范圍、增強(qiáng)夜間城市災(zāi)害抵御能力的作用。通過(guò)使用系統(tǒng)論的方法，結(jié)合城市規(guī)劃學(xué)與城市災(zāi)害學(xué)的理論，利用照明技術(shù)實(shí)踐建立了基于城市空間防災(zāi)避險(xiǎn)照明體系的研究框架，為這一照明體系進(jìn)行下一步的細(xì)化研究提供了基礎(chǔ)和平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：照明規(guī)劃；防災(zāi)避險(xiǎn)；城市空間；城市規(guī)劃

引言

現(xiàn)有城市規(guī)劃和城市防災(zāi)措施多基于白天的城市空間和人群行為模式，忽視了城市空間在夜晚的防災(zāi)避險(xiǎn)訴求。由于人對(duì)于城市空間的認(rèn)知在夜晚與白天存在較大區(qū)別且行為模式也有較大變化，因此發(fā)生在夜晚的城市災(zāi)害其后果比白天更嚴(yán)重、次生災(zāi)害危害也更大。以地震為例，原本安全的疏散避險(xiǎn)路徑和區(qū)域，在夜晚會(huì)由于照明系統(tǒng)的不足和缺失而成為安全隱患；同時(shí)，如果缺乏相應(yīng)防災(zāi)照明設(shè)施，災(zāi)后的夜晚也難以有效開(kāi)展自救與互救，這就會(huì)間接的擴(kuò)大災(zāi)害影響，增加人員生命安全與財(cái)產(chǎn)損失。

針對(duì)以上現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，本著通過(guò)照明技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)城市晝—夜防災(zāi)功能可持續(xù)目的，筆者將“基于城市空間的防災(zāi)照明體系”作為實(shí)現(xiàn)夜晚城市防災(zāi)避險(xiǎn)功能的切入點(diǎn)，并構(gòu)建了這一體系的基本框架。

1理念構(gòu)建

1.1城市空間載體的引入

1.1.1以城市空間為載體的意義

由于多數(shù)建筑內(nèi)部空間(住宅、辦公場(chǎng)所、公共建筑等)在面臨災(zāi)害時(shí)是不安全的，人們需要疏散到建筑外的城市開(kāi)敞空間進(jìn)行避險(xiǎn)，但目前我國(guó)現(xiàn)有的防災(zāi)避險(xiǎn)照明的載體多為建筑內(nèi)部空間，其形式多為緊急疏散照明，針對(duì)情況多為建筑物內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)時(shí)的人員疏散避險(xiǎn)；城市空間的防災(zāi)照明僅存在于少數(shù)特定的防災(zāi)避險(xiǎn)區(qū)域，針對(duì)情況為地震、社會(huì)公共突發(fā)事件等的臨時(shí)避險(xiǎn)，此類照明設(shè)施由于受到載體——防災(zāi)避險(xiǎn)空間自身布局的原因而彼此孤立不成體系；同時(shí)，在聯(lián)結(jié)避險(xiǎn)安全區(qū)域與建筑物之間的城市戶外空間也缺少能起到指示、引導(dǎo)性的照明設(shè)施。

綜上所述，無(wú)論是單獨(dú)的建筑內(nèi)部疏散照明還是彼此孤立的城市避險(xiǎn)空間臨時(shí)照明，當(dāng)面對(duì)重大城市災(zāi)害的時(shí)候這些照明設(shè)施均無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)城市防災(zāi)避險(xiǎn)功能的有效發(fā)揮，而只有建立城市維度下并以城市空間作為實(shí)施載體的系統(tǒng)化防災(zāi)避險(xiǎn)照明體系才是解決這一問(wèn)題的有效對(duì)策。

1.1.2加入夜晚影響因子的城市空間分類

傳統(tǒng)意義上的城市空間分類多依照城市空間的社會(huì)功能屬性、幾何形態(tài)類型、物理構(gòu)成要素等進(jìn)行劃分；這樣的分類基本都以日間和城市正常功能運(yùn)轉(zhuǎn)為默認(rèn)前提條件，現(xiàn)有的城市防災(zāi)空間研究也多基于這樣的空間分類展開(kāi)。

但隨著夜晚對(duì)城市空間形態(tài)識(shí)別、功能屬性以及活動(dòng)其中的人群行為模式的影響與改變，夜晚的城市防災(zāi)相比于日間將會(huì)出現(xiàn)更多的異化，以住宅為例，一般情況下(工作日)日間住宅內(nèi)較少有人的活動(dòng)，但夜間人的活動(dòng)增加。由此可見(jiàn)，在疊加了夜間因子后，人群活動(dòng)模式在同一空間將出現(xiàn)不同的變化，同一空間則由于人群行為模式的改變而出現(xiàn)暫時(shí)的功能屬性異化；因此，作為防災(zāi)避險(xiǎn)照明體系載體的城市空間只有將這些可變因子進(jìn)行充分的考慮才能讓城市空間類型的劃分切合夜晚災(zāi)時(shí)的防災(zāi)避險(xiǎn)要求并充分發(fā)揮防災(zāi)避險(xiǎn)照明系統(tǒng)在災(zāi)時(shí)作用。

表1是基于上述分析對(duì)城市空間載體的重新分類。表2是對(duì)于不同城市空間載體內(nèi)日/夜間人群主要行為模式和城市功能的特點(diǎn)與變化對(duì)比。

表1　城市空間載體分類

表2　不同城市空間載體的日/夜間特點(diǎn)

1.2概念解析

1)災(zāi)害種類：城市災(zāi)害種類繁多，涉及地質(zhì)、氣象、社會(huì)公共安全等諸多方面。本體系主要針對(duì)能帶來(lái)城市嚴(yán)重破壞和大量人員傷亡的城市災(zāi)害，其中最有代表性的是地震、洪水和戰(zhàn)爭(zhēng)、恐怖襲擊等。

2)覆蓋范圍：依據(jù)我國(guó)目前城市空間的層次和防災(zāi)避險(xiǎn)措施的設(shè)置，本體系主要范圍集中在防災(zāi)避險(xiǎn)過(guò)渡空間和防災(zāi)避險(xiǎn)安全空間，如圖1所示。

圖1　覆蓋范圍(虛線框內(nèi)為體系范圍)Fig.1　Coverage:within the dashed box for the system

3)城市群空間網(wǎng)絡(luò)：城市災(zāi)害影響面廣，發(fā)生時(shí)往往波及多個(gè)行政區(qū)劃的城市范圍，在當(dāng)前我國(guó)快速城市化的背景下，城市密度變大，單個(gè)城市建成區(qū)之間的距離減小，這就進(jìn)一步擴(kuò)大了城市災(zāi)害影響的城市個(gè)體數(shù)量，因此本體系將一定地域內(nèi)的城市群視作一個(gè)受災(zāi)整體，從城市群空間的構(gòu)成高度實(shí)現(xiàn)城市防災(zāi)照明的空間一體化和網(wǎng)絡(luò)化，如圖2所示。

圖2　城市應(yīng)急空間網(wǎng)絡(luò)化模式Fig.2　City emergency space network mode

2基于城市空間防災(zāi)避險(xiǎn)照明體系的建立

2.1體系的建立原則

1)以人的行為模式為根本出發(fā)點(diǎn)；2)以城市建成空間為主要載體同時(shí)結(jié)合城市遠(yuǎn)期建設(shè)；3)以照明系統(tǒng)的可靠性、安全性與可持續(xù)性保證防災(zāi)避險(xiǎn)功能的實(shí)現(xiàn)；4)與城市現(xiàn)有系統(tǒng)共同構(gòu)成新的城市生命線體系；5)保證建筑內(nèi)外環(huán)境防災(zāi)照明的平滑連接和全覆蓋。

2.2層次與內(nèi)容

從系統(tǒng)論的觀點(diǎn)看，現(xiàn)代城市是一個(gè)復(fù)雜巨大的系統(tǒng)，照明體系則是這其中的一個(gè)子系統(tǒng)。建立基于城市空間的防災(zāi)避險(xiǎn)照明體系可以形成有利于防災(zāi)的空間格局，對(duì)于城市防災(zāi)減災(zāi)具有重要的意義和作用。

2.2.1從城市空間角度看

依據(jù)“城市群——城市——建筑內(nèi)外空間”的空間等級(jí)，本體系分為三個(gè)層次：1)在城市群層單個(gè)城市被視為該系統(tǒng)上的節(jié)點(diǎn)。該層次主要研究城市節(jié)點(diǎn)之間防災(zāi)照明體系的結(jié)構(gòu)與形態(tài)等宏觀要素。2)在單個(gè)城市層次研究的是城市內(nèi)部各主要空間組團(tuán)的防災(zāi)照明體系及相互間的銜接和總體控制等中觀要素。3)在建筑及其外部空間層次研究的是防災(zāi)照明設(shè)施環(huán)境的規(guī)劃策略。

2.2.2從照明實(shí)踐角度看

依據(jù)災(zāi)害對(duì)人生命安全影響的嚴(yán)重程度分為三個(gè)層次：

第一層次的照明體系主要針對(duì)工作空間、居住空間等人群生命安全易受影響嚴(yán)重區(qū)域，該層次照明系統(tǒng)要求盡量降低自身對(duì)城市其他支撐體系(市政供電，日常與災(zāi)時(shí)維護(hù)等)的依賴，以保證災(zāi)時(shí)系統(tǒng)自身受到最小程度破壞且能夠最大程度發(fā)揮作用，如采用自發(fā)光、反射光照明指示系統(tǒng)等；其目的強(qiáng)調(diào)受災(zāi)個(gè)體快速撤離到過(guò)渡區(qū)域或直接抵達(dá)安全區(qū)域。

第二層次的照明系統(tǒng)主要針對(duì)過(guò)渡空間等生命活動(dòng)不易受災(zāi)害嚴(yán)重影響的過(guò)渡區(qū)域，其目的是幫助逃生人群抵達(dá)避險(xiǎn)安全區(qū)域，如在現(xiàn)有道路功能照明系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行有針對(duì)性的局部強(qiáng)化和改造。

第三層次的照明體系主要針對(duì)游憩空間、地下空間和節(jié)點(diǎn)混合空間等抗災(zāi)性能較強(qiáng)、相對(duì)比較安全的區(qū)域，其目的是指引人員抵達(dá)、庇護(hù)人員安全等，從而便于避險(xiǎn)人員開(kāi)展自救和互救。該層次系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)長(zhǎng)效可持續(xù)的提供照明輸出，如采用新型節(jié)能長(zhǎng)壽命發(fā)光光源等技術(shù)措施。

2.3體系的結(jié)構(gòu)

2.3.1功能結(jié)構(gòu)

根據(jù)本體系的機(jī)能不同可以分為避險(xiǎn)疏散系統(tǒng)和應(yīng)急救助系統(tǒng)。避險(xiǎn)疏散系統(tǒng)主要指引人群離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)域抵達(dá)安全區(qū)域；應(yīng)急救助系統(tǒng)主要為城市救災(zāi)場(chǎng)所提供照明服務(wù)，便于人們展開(kāi)自救和互救。

2.3.2等級(jí)結(jié)構(gòu)

劃分為三級(jí)結(jié)構(gòu)：城市—城區(qū)—社區(qū)。1)城市級(jí)防災(zāi)照明體系：其意義首先是使單個(gè)城市具有完整的高級(jí)別防災(zāi)照明系統(tǒng)，用來(lái)統(tǒng)一組織和管理城市防災(zāi)照明應(yīng)對(duì)城市災(zāi)害；其次，建立區(qū)域內(nèi)城市群之間的防災(zāi)照明網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行區(qū)域內(nèi)災(zāi)時(shí)的城市間聯(lián)系。2)城區(qū)級(jí)防災(zāi)照明體系：依據(jù)行政區(qū)劃劃分，是相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)單元，擁有完整的防災(zāi)照明實(shí)體環(huán)境和設(shè)施，可自我管理，同時(shí)還可接受城市級(jí)別系統(tǒng)統(tǒng)一管理和調(diào)配。3)社區(qū)級(jí)防災(zāi)照明體系：是本體系結(jié)構(gòu)等級(jí)的終端。由于所包含主要空間類型相對(duì)單一，因此便于有針對(duì)性的進(jìn)行照明設(shè)施建設(shè)。

2.4基于城市空間防災(zāi)避險(xiǎn)照明體系規(guī)劃

2.4.1規(guī)劃內(nèi)容

城市(群)防災(zāi)避險(xiǎn)照明戰(zhàn)略規(guī)劃：是對(duì)于城市自身和城市群其他城市之間防災(zāi)避險(xiǎn)照明系統(tǒng)總體布局的規(guī)劃，是從構(gòu)建現(xiàn)有城市防災(zāi)避險(xiǎn)照明系統(tǒng)和未來(lái)發(fā)展的角度考慮城市防災(zāi)問(wèn)題。

城市空間防災(zāi)避險(xiǎn)照明規(guī)劃：利用城市實(shí)體物質(zhì)空間規(guī)劃防災(zāi)照明避險(xiǎn)體系，構(gòu)建城市完整的災(zāi)時(shí)照明網(wǎng)絡(luò)體系，包含總體規(guī)劃與詳細(xì)規(guī)劃。

技術(shù)實(shí)施導(dǎo)則與管理控制規(guī)定：通過(guò)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)應(yīng)用、組織管理保證防災(zāi)作用的充分發(fā)揮。

2.4.2規(guī)劃流程

本體系規(guī)劃工作流程為：確定規(guī)劃目標(biāo)—制定宏觀框架—細(xì)化覆蓋內(nèi)容—落實(shí)技術(shù)細(xì)節(jié)，具體內(nèi)容如圖3所示。

圖3　規(guī)劃流程Fig.3　Urban space disaster prevention lighting planning process

3實(shí)施策略

3.1規(guī)劃制定層面

針對(duì)總體規(guī)劃中涉及防災(zāi)的內(nèi)容覆蓋范圍和涉及深度不夠；傳統(tǒng)城市防災(zāi)規(guī)劃中涉及空間因素過(guò)于具體、缺少夜晚防災(zāi)；對(duì)城市整體空間的防災(zāi)形態(tài)考慮不足等問(wèn)題進(jìn)行規(guī)劃工作。主要依據(jù)城市規(guī)劃體系的“總—控—詳”的規(guī)劃結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃編制。主要內(nèi)容應(yīng)包括：總體規(guī)劃階段的城市(群)防災(zāi)照明體系構(gòu)建、詳細(xì)規(guī)劃階段的城市防災(zāi)避險(xiǎn)照明限定性因素與非限定性因素制定和基于城市空間的防災(zāi)避險(xiǎn)照明設(shè)計(jì)導(dǎo)則。實(shí)現(xiàn)以城市空間為載體、覆蓋中觀和微觀的夜晚防災(zāi)照明規(guī)劃體系，達(dá)到晝、夜不間斷的全天候防災(zāi)目的。

3.2照明技術(shù)層面

針對(duì)不同空間分類所具有的不同照明需求特性，如：人群行為模式特點(diǎn)、光色影響、照明方式、亮度變化、照明系統(tǒng)可靠性等，對(duì)現(xiàn)有城市空間的夜間照明體系提出技術(shù)要求，主要分兩類：1)新建防災(zāi)照明系統(tǒng)，覆蓋無(wú)防災(zāi)照明地區(qū)或防災(zāi)重點(diǎn)地區(qū)。目的是將防災(zāi)照明覆蓋到如居住區(qū)等夜晚人群密集空間和城市防災(zāi)避險(xiǎn)綠地等地物狀況復(fù)雜的防災(zāi)避險(xiǎn)空間，提高此類空間的夜晚防災(zāi)避險(xiǎn)能力；2)對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償性設(shè)計(jì)，達(dá)到提升和改造照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)夜晚有效防災(zāi)避險(xiǎn)的目的。照明系統(tǒng)提升多涉及道路、城市公共建筑等本身已擁有較完善照明設(shè)施的空間；改造設(shè)計(jì)多涉及城市廣場(chǎng)綠地、節(jié)點(diǎn)建筑群等空間。

3.3實(shí)施管理層面

首先參考城市生命線的管理方法，建立“總—分”的管理模式，設(shè)置城市級(jí)別的總體管控中心和以行政區(qū)劃為細(xì)分的分控中心，將城市照明進(jìn)行系統(tǒng)和有序的管理控制。其次，將城市視覺(jué)信息發(fā)布系統(tǒng)(如電子廣告屏、移動(dòng)視頻傳播系統(tǒng)等)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連通和災(zāi)時(shí)總控，實(shí)現(xiàn)災(zāi)時(shí)的信息發(fā)布和指向引導(dǎo)功能。

4結(jié)語(yǔ)

夜晚城市防災(zāi)是一個(gè)復(fù)雜的時(shí)間—空間復(fù)合體，

作為城市空間、城市照明、城市防災(zāi)的交叉區(qū)域，“基于城市空間的防災(zāi)避險(xiǎn)照明體系”可以在一定程度上完善城市防災(zāi)避險(xiǎn)功能，為城市的夜晚防災(zāi)安全提供保證。

致謝：感謝天津大學(xué)建筑學(xué)院沈天行先生對(duì)本文寫(xiě)作過(guò)程中提出的寶貴意見(jiàn)；感謝天津大學(xué)建筑學(xué)院陳天教授對(duì)本文的悉心指導(dǎo)。

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Lighting System Framework of Disaster Prevention According to Urban Space

Gu Yi1，Duan Chen2，Liu Gang1

(1.TianjinKeyLaboratoryofArchitecturalPhysicsandEnvironmentalTechnologyofTianjinUniversity,Tianjin300072,China;2.ScottWilsonEngineeringConsultingCompany,Tianjin300072,China)

Abstract：This article established the lighting system framework of disaster prevention. The system’s aim is to reduce the casualties when disaster night and provide light to the affected personnel for self and mutual help. At the same time the system also can improve the coverage of urban disaster prevention functions and enhance disaster resilience of the city at night. Using the systematic analysis, combined with urban planning and urban disaster theory, according to the lighting method, the framework of disaster prevention lighting was built on the base of urban space, providing conditions for the next detailed study.

Key words:lighting planning; disaster prevention; urban space; urban planning

中圖分類號(hào)：TM923

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI:10.3969j.issn.1004-440X.2015.03.004

通訊作者：劉剛，E-mail: lglgmike@163.com