時(shí)間：2024-01-14 15:55:09
導(dǎo)語(yǔ)：在道路照明控制方式的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
【關(guān)鍵字】城市道路；照明節(jié)能；節(jié)能控制
一、道路照明節(jié)能的意義
城市道路照明是城市功能性照明的主體，已經(jīng)成為衡量城市現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志，隨著時(shí)代的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展和人們的生活水平的不斷提高，人們對(duì)道路照明的要求也越來(lái)越高，它不但為車(chē)輛駕駛員提供了良好的視覺(jué)環(huán)境，減少交通事故的發(fā)生，而且又增加了夜間行車(chē)的安全感和舒適感，在提高交通運(yùn)輸效率的同時(shí)還可以有效的防止犯罪活動(dòng)和美化環(huán)境。
二、我國(guó)城市道路照明現(xiàn)狀
1、城市道路照明設(shè)備現(xiàn)狀
目前，我國(guó)城市道路照明廣泛采用高強(qiáng)度氣體放電光源（HID），與之配套使用的電器設(shè)備有電感型鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器和補(bǔ)償電容。這些配套的設(shè)備在使用的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：
功率因數(shù)低：電感鎮(zhèn)流器自身的功率因數(shù)很低，雖然可以通過(guò)電容補(bǔ)償方式將功率因數(shù)提高到0.9，但是隨著時(shí)間的推移，電容在生命周期中會(huì)不斷衰減失效。
自身功耗大：電感鎮(zhèn)流器的自身功耗通常會(huì)達(dá)到光源的12%～18%，這將造成很多電能浪費(fèi)。
無(wú)法恒功率輸出：電感鎮(zhèn)流器輸出功率不穩(wěn)定，隨著輸入電壓的變化而變化。因此，在輸入電壓不穩(wěn)定，特別是在下半夜電壓高的情況下，會(huì)耗費(fèi)大量的電能。以400W為例，輸入電壓達(dá)到260V的時(shí)候，電感鎮(zhèn)流器的輸出功率將超過(guò)600W，比正常情況下要多輸出近50%的電能。
缺少智能調(diào)光功能：在夜半人稀的時(shí)候，電感鎮(zhèn)流器控制下的光源不但不能降低光照度以便節(jié)能，而且還會(huì)因電壓過(guò)高而增加燈光的照度，造成不必要的浪費(fèi)。近年來(lái)，盡管城市上出現(xiàn)了具有調(diào)光性能的電感型鎮(zhèn)流器，但由于其價(jià)格較高，浪費(fèi)投資。
2、城市道路照明控制現(xiàn)狀
道路照明用電的種種問(wèn)題主要集中在兩個(gè)方面：第一，路燈的管理問(wèn)題，要監(jiān)控路燈使用現(xiàn)狀，做到開(kāi)燈、關(guān)燈和及時(shí)檢修路燈的合理分配；第二，用電量的控制問(wèn)題，路燈照明存在著高流量時(shí)照度不夠，低流量時(shí)電能浪費(fèi)嚴(yán)重的現(xiàn)象。
三、城市道路照明的節(jié)能措施
城市道路照明的節(jié)能應(yīng)從電光源的選擇、燈具的選擇照明控制方法和策略等方面綜合考慮。
1、選擇高效節(jié)能的電光源及其附件
光源的節(jié)能主要取決于它的發(fā)光效率，選擇高效率的光源有利于減少照明電能的消耗。同時(shí)還應(yīng)該考慮電光源的顯色指數(shù)、使用壽命、點(diǎn)燃特性等指標(biāo)。我國(guó)目前普遍采用的路燈照明燈具以高壓鈉燈和金屬鹵化物燈等氣體放電燈為主高壓鈉燈的光效一般為80―130lmw，顯色指數(shù)30，色溫2000k，金屬鹵化物燈的光效一般為67―110 lmw，顯色指數(shù)65，色溫5000k，且鈉燈的透霧性能比較好，可以容易的看出：在道路照明設(shè)計(jì)中，高壓鈉燈是首選方案。
高壓鈉燈與金屬鹵化物燈在使用時(shí)均需要鎮(zhèn)流器等附件才能正常工作，在選擇鎮(zhèn)流器時(shí)，應(yīng)選擇具有高效、節(jié)能、無(wú)噪聲、功率因數(shù)高和電壓范圍寬的電子型鎮(zhèn)流器。電子型鎮(zhèn)流器能大幅度的節(jié)能，這不僅因?yàn)殡娮有玩?zhèn)流器本身能耗就小，而且它還可以使線路功率因數(shù)大大提高，達(dá)到線路損耗下降的目的。
LED作為一種新型光源，具有節(jié)能、污染少、無(wú)噪聲、壽命長(zhǎng)、啟燃快等特點(diǎn)，特別符合綠色照明的理念和要求。在同樣亮度下，LED燈的耗電量?jī)H為普通白熾燈的110，而其壽命可延長(zhǎng)100倍，在道路照明領(lǐng)域應(yīng)用上，將會(huì)有很大的空間。LED光源在道路照明方面的應(yīng)用，必將是大勢(shì)所趨。
2、合理進(jìn)行線路的布置
除了上面提到的燈具配套電器的附件能耗外，道路照明的間接能耗還包括照明用電供電線路的能耗，對(duì)于供電路的能耗，要求在道路照明的初始設(shè)計(jì)中，必須合理的設(shè)計(jì)供電點(diǎn)、供電線路的長(zhǎng)度和配電的方式，保證線路中電壓損失符合要求，同時(shí)盡量地減少線路的電能損耗。對(duì)于道路照明有不同配電方式，其中三相四線式配電方式的線路電能損耗最小。若假設(shè)導(dǎo)線截面、配線距離、照明負(fù)荷和功率因數(shù)都相同，則不同的配電方式，線路損耗比較見(jiàn)下表。
不同配線的電能損耗比較
配電方式 損耗比%
單相網(wǎng)絡(luò) 100
單相二線式 100
三相三線式 25
三相四線式 16.7
3、優(yōu)化道路照明控制系統(tǒng)
在進(jìn)行道路照明的控制和管理時(shí)，要充分考慮時(shí)間、天氣、交通流量的因素。合理控制道路照明的運(yùn)行和停止。城市的主干道路一般分為快車(chē)道和慢車(chē)道，照明設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮這一因素，在主干路、次干路采取的措施包括：
（1）使用雙光源燈具
深夜的交通流量小，關(guān)閉一支光源，既可以達(dá)到節(jié)能目的，又不影響路面亮度（或照度）均勻度。設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮關(guān)掉雙光源中的一盞。這種控制方式在節(jié)能的同時(shí)，還保證了照度均勻度，這就是雙光源的調(diào)節(jié)方法，間隔關(guān)閉路燈的方式曾經(jīng)應(yīng)用的比較多，在此方法中，閑時(shí)關(guān)閉一半?yún)s是可以達(dá)到節(jié)電的目的，但卻付出了照明均勻度的代價(jià)，特別是行車(chē)的縱向方向，將極大地影響到行車(chē)的舒適度，造成交通事故率的上升。
（2）采用智能控制裝置
隨著微電子技術(shù)、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和現(xiàn)在電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，智能化道路照明控制系統(tǒng)也開(kāi)始進(jìn)入應(yīng)用，智能化道路照明系統(tǒng)能夠根據(jù)不同區(qū)域的不同功能需求，在每天的不同時(shí)段、不同自然光照度或者不同交通流量情況下，按照特定的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)道路照明的動(dòng)態(tài)智能化管理，既TPO管理（TIME時(shí)間／PLACE地點(diǎn)／OCCASION場(chǎng)合）。智能化道路照明控制系統(tǒng)，通過(guò)綜合考慮和分析與道路照明密切相關(guān)的時(shí)間、路段、環(huán)境照度和交通流量等因素的場(chǎng)景控制方法，在微機(jī)中按照預(yù)設(shè)的控制策略，對(duì)道路照明進(jìn)行動(dòng)態(tài)智能化管理，控制路燈在不同情況下實(shí)現(xiàn)多樣化的道路照明場(chǎng)景，從而在提高照明質(zhì)量的同時(shí)獲得最佳的節(jié)能效果。
（3）通過(guò)路燈維護(hù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能
本期電氣專欄又如約與大家見(jiàn)面，本期除了關(guān)注到LED在道路照明中的技術(shù)應(yīng)用，我們還集結(jié)電氣在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用探討，業(yè)內(nèi)能效管理知名企業(yè)施耐德接受本刊專訪的稿件也與大家共同分享。在建筑領(lǐng)域電氣設(shè)備越來(lái)越被廣泛應(yīng)用的當(dāng)下，期待我們的分享為您所用。
1 引言
在全球變暖、霧霾警示的今天，環(huán)境污染日趨嚴(yán)重、資源不斷緊縮，是人類(lèi)發(fā)展面臨的重大問(wèn)題。節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)保已經(jīng)成為人類(lèi)需要研究并實(shí)現(xiàn)的重要課題。黨的十對(duì)節(jié)能減排制定了明確方案，要求我國(guó)陸續(xù)開(kāi)展節(jié)能減排科技行動(dòng)、節(jié)能減排媒體行動(dòng)等。今天，在經(jīng)濟(jì)騰飛的中國(guó)，道路照明燈的數(shù)量和建設(shè)面積正迅猛增長(zhǎng)。道路照明燈為人們提供明亮安全的道路照明、人性化則顯得尤為重要。
2 道路照明現(xiàn)狀
光是照明的主體，道路照明每天都需要大量的照明燈工作。道路照明設(shè)計(jì)根據(jù)道路和場(chǎng)所的特點(diǎn)以及照明要求分為：常規(guī)照明方式或高桿照明方式。常規(guī)照明燈具的布置可分為單側(cè)布置、雙側(cè)交錯(cuò)布置、雙側(cè)對(duì)稱布置、中心對(duì)稱布置和橫向懸索布置五種基本方式。我國(guó)目前大多道路都采用雙側(cè)對(duì)稱布置設(shè)計(jì)。根據(jù)中國(guó)照明學(xué)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，不同方式的道路照明類(lèi)型比見(jiàn)表1。
由統(tǒng)計(jì)圖表中可以看出，高壓鈉燈在道路照明的比例比較高，其照明能耗問(wèn)題值得人們關(guān)注。照明技術(shù)隨使用發(fā)光器件的不同，主要分為發(fā)光二極管（LED）、熒光燈（節(jié)能燈） 、鎢絲燈（白熾燈） 、高壓鈉燈等。其中光二極管（LED）其性能最為優(yōu)越，能耗為白熾燈的10%，熒光燈的50%，其額定壽命100000小時(shí)，是熒光燈的10倍，白熾燈的100倍。所以LED也被認(rèn)為是21世紀(jì)的照明光源。
3 LED照明控制系統(tǒng)
LED照明控制系統(tǒng)是模塊化、全硬件控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)智能控制、網(wǎng)絡(luò)控制等功能，以滿足道路照明需求。
3.1 系統(tǒng)組成和特點(diǎn)
系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、監(jiān)控設(shè)備、光線傳感器設(shè)備等部分組成。主要有自動(dòng)化程度高、安全穩(wěn)定性強(qiáng)、綠色環(huán)保能耗低等特點(diǎn)。
3.2 實(shí)現(xiàn)功能
（1）綠色光源，無(wú)污染無(wú)輻射：LED燈直流驅(qū)動(dòng)，沒(méi)有頻閃，沒(méi)有紅外和紫外成分，顯色性能良好，有較強(qiáng)的點(diǎn)光源特性。發(fā)熱量低，安全環(huán)保，是現(xiàn)在公認(rèn)的一種綠色環(huán)?？萍?。
（2）高亮度，長(zhǎng)壽命、低功耗：在各種顯示半導(dǎo)體顯示器件中，發(fā)光二極管（LED）亮度是最高的， LED發(fā)光管的壽命大于10萬(wàn)小時(shí)，道路使用LED照明燈具能耗一般為80W～120W（同等亮度高壓鈉燈為250W）。
（3）豐富的表現(xiàn)形式：目前彩色LED產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋可見(jiàn)光譜范圍，具有單色性好，色彩純度高等特點(diǎn)。紅、綠、藍(lán)（RGB）的組合使LED具有更大的色彩選擇空間。
（4）亮度可調(diào) ：可以通過(guò)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制，調(diào)節(jié)燈具控制芯片PWM占空比，可以達(dá)到亮度強(qiáng)弱的控制。
（5）遠(yuǎn)程控制：可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，通過(guò)對(duì)光線傳感器的信號(hào)采集來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)智能化控制。
4 應(yīng)用案例
江都道路照明系統(tǒng)是浙江海振電子科技有限公司設(shè)計(jì)的道路照明LED燈改造方案。結(jié)合單片機(jī)技術(shù)和無(wú)線通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能控制，網(wǎng)絡(luò)控制、遠(yuǎn)程控制；可選擇多種運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)燈具分段、分時(shí)、分功率的自動(dòng)控制。
4.1 系統(tǒng)概要
整個(gè)系統(tǒng)可由照明指揮中心控制實(shí)現(xiàn)，并且通過(guò)傳感器時(shí)時(shí)回傳，形成有效的控制反饋回路，達(dá)到照明、監(jiān)控、呼叫維護(hù)自動(dòng)化，如圖1。
（1）通過(guò)單片機(jī)等技術(shù)手段，可實(shí)現(xiàn)多種控制方式，達(dá)到真正意義上的城市道路照明智能化。
（2）傳感器不僅可檢測(cè)道路照明情況，也可作為日光檢測(cè)設(shè)備同步使用，達(dá)到與道路照明互為一體的全天候監(jiān)控手段。
（3）控制中心可以預(yù)先設(shè)定照明控制信號(hào)采樣點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)控制中心自動(dòng)化、無(wú)人化，達(dá)到解放勞動(dòng)力的效果。
（4）可以通過(guò)在控制中心配置網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操作與時(shí)時(shí)監(jiān)控，更好的為道路照明提供有力保障。
（5）道路照明強(qiáng)度可調(diào)節(jié)，通過(guò)在控制中心發(fā)送預(yù)先設(shè)定好的指令，控制道路照明燈PWM（脈沖寬度調(diào)制），可以達(dá)到道路照明隨光線日光強(qiáng)弱做智能調(diào)節(jié)，達(dá)到省電環(huán)保的優(yōu)勢(shì)。
4.2 實(shí)際應(yīng)用
江都道路照明系統(tǒng)方案分析。
整個(gè)江都道路照明系統(tǒng)約有5000盞照明燈具，大多采用150W～250W高壓鈉燈，對(duì)比同等光照亮度為80W～12W的LED燈，得出對(duì)比表2、表3。
4.3 經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算依據(jù)說(shuō)明
（1） 電價(jià)以當(dāng)?shù)氐?.53元/度計(jì)。
（2）日照明時(shí)間平均按12小時(shí)計(jì)算。
（3） 高壓鈉燈與LED燈照明時(shí)間均以全功率計(jì)算。實(shí)際控制中，LED照明可在后6個(gè)小時(shí)中與50%PWM控制，使LED照明更加省電。
（4） LED路燈生產(chǎn)商提供質(zhì)量保證5年，期間用能單位不承擔(dān)維護(hù)費(fèi)用。
（5） 高壓鈉燈整燈燈具的使用壽命以8年計(jì)，燈具單價(jià)按1300元計(jì)算。
（6） 高壓鈉燈燈泡的使用壽命低于2年，8年中燈泡至少需要更換4次，約需320元。
（7） 更換高壓鈉燈燈泡的人工費(fèi)用以每次100元計(jì)算約需要400元。
（8） 以上三項(xiàng)合計(jì)為2020元，以燈具壽命8年計(jì)，平均每年為252.5元，在此基礎(chǔ)上以八折計(jì)算，即每年維護(hù)費(fèi)用為200元。
（9）表2測(cè)算了分別用120W的LED節(jié)能燈替換目前的250W高壓鈉燈時(shí)單個(gè)路燈所能節(jié)省的費(fèi)用；表3測(cè)算了分別用80W的LED節(jié)能燈替換目前的150W高壓鈉燈時(shí)單個(gè)燈所能節(jié)省的費(fèi)用。
4.4 社會(huì)效益測(cè)算
根據(jù)上述測(cè)算結(jié)果可知：
一盞120W的LED路燈替代250W的高壓鈉燈，每年可節(jié)省用電 569.4度；一盞80W的LED路燈替代150W的高壓鈉燈，每年可節(jié)省用電306.6 度。
因此，對(duì)于有5000盞的250W的高壓鈉燈的LED路燈改造工程每年將節(jié)省用電量總計(jì)達(dá)到284.7萬(wàn)度；有5000盞的150W的高壓鈉燈的LED路燈改造工程每年將節(jié)省用電量總計(jì)達(dá)到153.3萬(wàn)度。而節(jié)省一度電將減排一公斤CO2，本路燈改造工程的實(shí)施每年將減排2847噸和1533噸CO2，減排效果明顯。
關(guān)鍵詞：路燈系統(tǒng)；照度；節(jié)能問(wèn)題
中圖分類(lèi)號(hào)：TD625文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
引言
近年來(lái)，道路照明設(shè)施隨著各地經(jīng)濟(jì)和交通的發(fā)展，其規(guī)模及數(shù)量越來(lái)越大，道路照明耗電在迅速上升。
照明節(jié)能，尤其是城市道路的照明節(jié)能，因其用電量大而成為相當(dāng)重要的突破口。目前，政府部門(mén)通過(guò)聽(tīng)取專家意見(jiàn)、具體測(cè)試，已將路燈節(jié)能工作提到政府議事日程點(diǎn)，取得成功經(jīng)驗(yàn)后穩(wěn)妥推進(jìn)。
其實(shí)，路燈照明節(jié)能技術(shù)與方案，在全國(guó)還沒(méi)有大家一致認(rèn)可的成功案例和經(jīng)驗(yàn)。路燈節(jié)能工作在政治和商業(yè)兩大良好環(huán)境下，似乎形勢(shì)一片大好，但對(duì)熟悉照明節(jié)能技術(shù)與電力技術(shù)的工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，卻深感憂慮。
本文站在技術(shù)角度，分別從路燈布置方式、配電系統(tǒng)、燈具配件等方面，就如何以科學(xué)、合理的方式，實(shí)現(xiàn)道路照明系統(tǒng)節(jié)能，闡述個(gè)人的一點(diǎn)體會(huì)。
2合適的照度
合適的照度，是我們?cè)诘缆氛彰鞴?jié)電工作中首先需要重視的問(wèn)題。它包括兩個(gè)方面。其一是為所設(shè)計(jì)的道路選擇合適的照度標(biāo)準(zhǔn)；其次，是采用適當(dāng)?shù)挠?jì)算及設(shè)計(jì)方式，實(shí)現(xiàn)合適的照度。我們不難觀察到，國(guó)內(nèi)不少城市道路照度偏高，既增加了路燈照明的耗電，也削弱了道路兩側(cè)景觀照明的效果。
我們必須根據(jù)現(xiàn)行有效的標(biāo)準(zhǔn)《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ45-2006）來(lái)進(jìn)行照度的設(shè)計(jì)，不應(yīng)過(guò)分的選擇較大的照度造成能源的浪費(fèi)和光污染。根據(jù)《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ45-2006）以及我們工程中的實(shí)踐，推薦按(表1)和（表2）的標(biāo)準(zhǔn)選擇照度。具體工程中,可視乎道路所在城市的性質(zhì)和規(guī)模、交通信號(hào)的完善程度、道路與周邊環(huán)境分隔狀況在表中高檔值與低擋值之間選取照度。
照度標(biāo)準(zhǔn)確定后，如何進(jìn)行照度計(jì)算,是設(shè)計(jì)師們頭疼的問(wèn)題。常規(guī)的利用系數(shù)法計(jì)算粗糙，且無(wú)法確定均勻度。手工逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算精度雖高，但需要收集大量的燈具資料，計(jì)算工作量也很大。以上兩種計(jì)算方式在工程實(shí)踐中均不適用。筆者建議,目前已有多家國(guó)內(nèi)外燈具廠家編制了照明計(jì)算軟件，計(jì)算中雖然只能對(duì)相對(duì)應(yīng)廠家生產(chǎn)的燈具進(jìn)行照度計(jì)算，但對(duì)于路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)還是有相當(dāng)?shù)膮⒖家饬x。建議在設(shè)計(jì)中選擇一到兩家的軟件對(duì)照度進(jìn)行計(jì)算，從而快速方便地確定燈具布置形式、桿高、路燈間距、光源容量，實(shí)現(xiàn)合適的照度，避免或減少路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)的盲目性。
（表1）
（表2）
3電容補(bǔ)償
路燈采用的光源，基本是氣體放電燈，其功率因數(shù)相當(dāng)?shù)?，一般?.45以下，從而使回路電流大，在線路上產(chǎn)生的損耗相當(dāng)可觀。《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中，要求氣體放電燈應(yīng)加電容補(bǔ)償，補(bǔ)償后功率因數(shù)應(yīng)不小于0.8。但標(biāo)準(zhǔn)中并沒(méi)有明確是在路燈電源處集中補(bǔ)償，還是在燈具處分散補(bǔ)償。目前國(guó)內(nèi)城市路燈系統(tǒng)采用的電容補(bǔ)償方式兩種均有。筆者認(rèn)為，由于路燈設(shè)施是均勻分布在道路縱向兩側(cè)，由路燈電源至路燈燈具的低壓配線較長(zhǎng)，道路照明系統(tǒng)產(chǎn)生的損耗主要發(fā)生在這一段。采用路燈電源處集中補(bǔ)償方式，并不能減少低壓配線的耗電。而采用單燈分散補(bǔ)償，無(wú)疑減少了路燈電源至路燈燈具這一段線路上產(chǎn)生的損耗，將起到較好的節(jié)電效果。電容量與路燈常用光源---高壓鈉燈的配套建議（按表3）選擇，補(bǔ)償后單燈功率因數(shù)將不小于0.85。
（表3）
4關(guān)閉半數(shù)光源
顯然，關(guān)閉半數(shù)光源的方式節(jié)電效果直接而且顯著，節(jié)電運(yùn)行時(shí)段節(jié)電達(dá)50%，總體約在25%左右。在電力緊張的背景下，政府出臺(tái)了一些文件，要求在后半夜，采取“亮一隔一”或“亮一隔二”的措施，關(guān)閉部分光源。筆者認(rèn)為，這只能作為緩解電力緊張局面的權(quán)宜之計(jì)。因?yàn)?，“亮一隔一”或“亮一隔二”不僅減小照度，同時(shí)區(qū)別于不同的燈桿布置方式，照度均勻度將不同程度、甚至是嚴(yán)重的下降，對(duì)交通、行人安全、對(duì)維護(hù)社會(huì)治安產(chǎn)生不利影響。七十年代的世界性能源危機(jī)中，日本曾在道路上進(jìn)行間隔點(diǎn)燈的試驗(yàn)，結(jié)果導(dǎo)致治安、道路交通事故的大幅上升。另外，這種方式由于需要在同一路徑上敷設(shè)兩根路燈供電電纜，也增加了建設(shè)投資。
因此，應(yīng)區(qū)別于不同的燈桿布置方式，謹(jǐn)慎采用關(guān)閉半數(shù)光源的方式。
常規(guī)燈桿布燈時(shí)，往往采用車(chē)道側(cè)單光源燈具。燈桿布置有單側(cè)布置、交錯(cuò)布置、對(duì)稱布置。
單側(cè)布置時(shí)，若選用這一方式，則后半夜車(chē)道明暗懸殊，照度均勻度遠(yuǎn)低于道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。如某單側(cè)布燈的工程，前半夜全亮?xí)r均勻度高達(dá)0.53，采用“亮一隔一”后均勻度則下降至0.07。我們不應(yīng)顧此失彼，單側(cè)布燈時(shí),不宜推廣關(guān)閉半數(shù)光源的方式。
交錯(cuò)布置、對(duì)稱布置時(shí)，采用這一方式，雖然均勻度稍差，但若選擇配光合適的燈具，均勻度還是可以達(dá)到或略低于道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。工程實(shí)踐中，可根據(jù)車(chē)道寬度、道路交通量、周邊人流量等，有選擇性的使用這種方式。
在照度要求高、機(jī)動(dòng)車(chē)道較寬的快速路、主干路上，常規(guī)燈桿布燈時(shí)，可考慮采用車(chē)道側(cè)同桿雙光源燈具方案，兩個(gè)光源可等功率或不等功率。采用這種布燈方案時(shí)，上半夜兩個(gè)光源全亮，后半夜關(guān)閉其中一個(gè)光源。這種方式，對(duì)照度均勻度基本沒(méi)有影響，單側(cè)布置、交錯(cuò)布置、對(duì)稱布置時(shí)，均可采用這一方案。
5環(huán)形電感鎮(zhèn)流器
采用氣體放電燈的路燈照明系統(tǒng)中，除光源自身的功耗外，與氣體放電燈配套的電感鎮(zhèn)流器也要消耗一部分電能。電感鎮(zhèn)流器的工作效率高低、節(jié)能與否，對(duì)路燈照明系統(tǒng)的電力消耗有一定的影響。相對(duì)于傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器而言，環(huán)形電感鎮(zhèn)流器，由于其采用圓環(huán)形鐵芯和線圈，使環(huán)形鐵芯卷片的幾何形狀與磁力線回路和曲線更加適應(yīng)，磁路分布更趨合理，進(jìn)一步改善了磁通，降低了鐵損，減少了總的電力消耗?？蓮V泛適用于高壓鈉燈、汞燈和金屬鹵化物燈。需要注意的是，這種方式僅僅是減少了鎮(zhèn)流器的損耗，對(duì)路燈系統(tǒng)電耗中占主要比例的光源的電耗并沒(méi)有減少。鈉燈用環(huán)形電感鎮(zhèn)流器與傳統(tǒng)型電感鎮(zhèn)流器電能損耗比較詳見(jiàn)(表4)。
表4
6 智能光源降壓—穩(wěn)壓—調(diào)光技術(shù)
智能光源降壓—穩(wěn)壓—調(diào)光技術(shù)，是將裝置安裝在路燈配電回路的起端，在前半夜控制路燈回路為全壓，接近午夜時(shí)分，開(kāi)始降低回路電壓，在后半夜車(chē)稀人少時(shí)，進(jìn)一步降低電壓。它的節(jié)電原理有二，其一是高壓鈉燈的亮燈維持電壓低于220V，因此，降低回路電壓光源不會(huì)熄滅；其二是由于后半夜電網(wǎng)用戶少，負(fù)荷低，電網(wǎng)電壓高于220V，而過(guò)壓將額外消耗部分電能，采用該裝置則避免了這部分的浪費(fèi)。根據(jù)工程實(shí)踐，它的節(jié)電效果在15％左右。采用這種裝置，不僅節(jié)約了電能，不影響照度均勻度，而且能夠避免光源過(guò)壓運(yùn)行，延長(zhǎng)了路燈壽命。需要注意的是，這種方式是對(duì)配電回路降壓，回路內(nèi)所有燈具都將在低電壓運(yùn)行，對(duì)下述問(wèn)題應(yīng)予注意：①，隨著使用時(shí)間的增加，光源端電壓及電流等電氣參數(shù)發(fā)生變化，同時(shí)光源本身質(zhì)量上又具有離散性，降電壓運(yùn)行時(shí)就可能出現(xiàn)同一回路中一些燈具滅燈的現(xiàn)象；②路燈配電回路供電半徑較大時(shí)，隨燈具與供電端距離的增加，電壓逐漸下降，若線路設(shè)計(jì)不當(dāng)，有可能出現(xiàn)遠(yuǎn)端電壓不能滿足光源所需正常維持電壓；③路燈系統(tǒng)中往往會(huì)外接公交站臺(tái)廣告燈箱、電話亭照明，而這些照明由于功率小，一般采用直管型熒光燈、緊湊型熒光燈，低于正常工頻電壓時(shí)，這些光源不能正常工作。④回路中接有電動(dòng)升降式高桿燈時(shí)，由于電動(dòng)裝置為感性起動(dòng)特性，起動(dòng)電流大，與這種裝置過(guò)載電氣特性不匹配。
7可變功率鎮(zhèn)流器
可變功率鎮(zhèn)流器，利用氣體放電燈在工作電流適當(dāng)減少時(shí)，仍能正常運(yùn)行的原理，通過(guò)后半夜增加鎮(zhèn)流器電抗，從而降低光源電流，減少路燈系統(tǒng)電耗中占主要比例的光源的電耗，達(dá)到路燈系統(tǒng)整體節(jié)能的目的。
7.1降功率控制原理
可變功率鎮(zhèn)流器工作原理見(jiàn)圖。
圖1可變功率鎮(zhèn)流器原理框圖
圖右邊的虛線框?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的路燈設(shè)備電路圖，左邊虛線框?yàn)楣?jié)能型單燈控制器框圖。其中電子開(kāi)關(guān)用來(lái)控制路燈降功率投入。其工作過(guò)程如下：1）正常情況下，LCU控制電路控制電子開(kāi)關(guān)閉合（短路），外部電壓直接通過(guò)電子開(kāi)關(guān)加到路燈電路上，使路燈工作在額定功率狀態(tài)。 2）降功率控制情況下，控制電路控制電子開(kāi)關(guān)打開(kāi)（開(kāi)路），控制外部電壓只能通過(guò)降功率電感加到路燈電路上。此時(shí)，路燈電路感性負(fù)載增加，路燈工作電流降低，從而使路燈功率下降，耗能降低，達(dá)到節(jié)能的效果。3）當(dāng)電網(wǎng)電壓偏低或光源狀況不佳，降功率運(yùn)行將可能出線閃爍時(shí)，即使在降功率運(yùn)行時(shí)間段，控制電路也將自動(dòng)控制電子開(kāi)關(guān)在閉合狀態(tài)，避免路燈熄滅。
7．2節(jié)能控制方案設(shè)計(jì)及節(jié)能效果分析
不同的節(jié)能控制程序會(huì)產(chǎn)生不同的節(jié)能控制效果，按每天照明11小時(shí)，前5小時(shí)處于正常照明狀態(tài)，后6小時(shí)處于節(jié)能照明狀態(tài)。各功率光源節(jié)電效果如（表5）。
（表5）
這種方式由于是在燈具處安裝，因此，適用于各種路燈布置方式和光源組合方式。
對(duì)于原有道路照明工程，可采用附加型變功率鎮(zhèn)流器進(jìn)行改造，其特點(diǎn)是，對(duì)原燈具配套的鎮(zhèn)流器不予更換，既方便改造施工，又降低系統(tǒng)改造造價(jià)。
可變功率鎮(zhèn)流器方式，具有智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，也避免了智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)的缺點(diǎn)，值得推廣。
Abstract: City road lighting is an important part of city Nightscape Lighting City, and as one of the essential elements to show the city image, is the most intuitive place. Lighting design is an important design content in the design of city road. This paper analyzes the necessity of city road lighting energy-saving, through the cloth lamp spacing, source selection, power lines, control system four aspects of energy-saving design, so as to improve the efficiency of energy use, reduce unnecessary energy waste, to achieve the purpose of energy saving.
Keywords: city road lighting engineering design; energy saving;
中圖分類(lèi)號(hào)：U416國(guó)家建設(shè)部、發(fā)改委于2004年，在《城市道路照明設(shè)施管理規(guī)定》的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)修改，發(fā)出《關(guān)于加強(qiáng)城市照明管理促進(jìn)節(jié)約用電工作的意見(jiàn)》的通知。文中指出“大力推廣節(jié)能技術(shù)，提高電能利用效率；嚴(yán)格按照照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行照明設(shè)施的建設(shè)，不得超標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)；新建、改建照明項(xiàng)目必須采用科學(xué)的照明設(shè)計(jì)方法，推廣采用高效照明電器產(chǎn)品和節(jié)能控制技術(shù)?！钡纫陨弦?guī)則。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，社會(huì)城市化建設(shè)突飛猛進(jìn)，因此，與之相匹配的城市道路照明的改造和新建工程也急劇驟增。但是伴隨而來(lái)的是能耗的大幅度提高，特別是近年來(lái)能源價(jià)格大幅度提升，使電力耗費(fèi)成為負(fù)擔(dān)。因此，路燈的節(jié)能必然成為一種趨勢(shì)。
1 城市道路照明工程設(shè)計(jì)與節(jié)能
城市道路照明的目的是為駕駛員和行人創(chuàng)造一個(gè)良好的視看環(huán)境，使人們安全、迅速、舒適地到達(dá)目的地；以及為了減少對(duì)人身及財(cái)產(chǎn)的犯罪行為發(fā)生。城市的人行道上一般是行人較多，所以城市主要道路照明不但要照亮車(chē)行道路面，而且還要適當(dāng)照亮人行道，而且使半柱面照度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，這樣有利于迅速發(fā)現(xiàn)人或動(dòng)物橫穿道路等潛在的不安全因素。
設(shè)計(jì)是節(jié)能的源頭。城市照明工程設(shè)計(jì)應(yīng)由專業(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵循道路的性質(zhì)、功能對(duì)照相應(yīng)的照度和能耗密度標(biāo)準(zhǔn)，確定最節(jié)能的布燈間距、光源、供電路線、控制系統(tǒng)等等。這就要求道路照明工程師不但有良好的職業(yè)責(zé)任感，較全面的技術(shù)素質(zhì)，能掌握科學(xué)的照明設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行道路照明設(shè)計(jì)時(shí)，在保證照明的效果，達(dá)到城市道路照明的目的前提下，做到最大限度地節(jié)能和節(jié)省投資，并降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。
2 采取合理的布燈間距
路燈的布燈間距是否適當(dāng)直接關(guān)系到照明的效果。安裝間距對(duì)節(jié)能尤為重要，盡可能加大安裝間距。
如采用雙側(cè)對(duì)稱布置，間距30米時(shí)，每公里66個(gè)燈，如250w，按每亮燈10小時(shí)，每公里耗電量為66*250*0.001*365*10=60225kwh(不計(jì)鎮(zhèn)流器損耗)；若間距為40米時(shí)，每公里50個(gè)燈，耗電量為50*250*0.001*365*10=45625kwh，每公里就節(jié)約14600度電，假設(shè)全國(guó)以每年新增城市道路 2.5萬(wàn)公里計(jì)算，就可節(jié)省電力3.65億KWh，并可節(jié)省燈具桿投資 20億元(每桿以5000元計(jì))，相當(dāng)可觀。當(dāng)然，這是經(jīng)計(jì)算滿足標(biāo)準(zhǔn)的前提下并未考慮道路交叉口和隔離帶分段而影響間距布置。從上可看出，在滿足標(biāo)準(zhǔn)的前提下，布燈間距對(duì)節(jié)能非常大的意義。
3 路燈光源的選擇
目前，路燈照明所采用光源的主要類(lèi)型有：金屬鹵化物燈、高壓鈉燈、白熾燈、緊湊性熒光燈等。在相同的電功率下，高壓鈉燈光能量比金鹵燈高40%左右，且鈉燈的透霧性能比較好；按照同樣照度標(biāo)準(zhǔn)的道路照明要求，金鹵燈光源的電耗多于高壓鈉燈。因此高壓鈉燈在城市道路照明工程中使用非常廣泛。
隨著科學(xué)的發(fā)展，LED光源的技術(shù)成熟，LED光源在許多大中城市大力推廣應(yīng)用。LED光源的特點(diǎn)是長(zhǎng)壽命、高效、節(jié)能、安全、綠色環(huán)保。據(jù)專家介紹，和高壓鈉燈相比，新型大功率LED路燈可節(jié)約80%的電能，在照明效果上基本也可以取代路燈普遍所采用的高壓鈉燈。
LED光源耗電量是高壓鈉燈的18.7%，可節(jié)約80%以上的電能。 高壓鈉燈更換成本和維護(hù)費(fèi)用是LED路燈5倍?？梢?jiàn)LED路燈不但能比高壓鈉燈節(jié)能，且更換成本和維護(hù)費(fèi)用節(jié)省的多。所以，LED光源在城市道路照明方面的廣泛應(yīng)用，必將是大勢(shì)所趨。
比如400W鈉燈大致可用200W的LED路燈替代，按40米間距對(duì)稱布燈，每公里路燈為個(gè)數(shù)為52盞，功率消耗如下：
LED道路照明替代傳統(tǒng)高壓鈉燈是一種趨勢(shì)。
4 供電路線設(shè)計(jì)
路燈工程的特點(diǎn)是線路較長(zhǎng)，線路上的電流不一定很大。路燈配電回路供電半徑長(zhǎng)一般達(dá)800米，隨燈具與供電端距離的增加，電壓逐漸下降，若線路設(shè)計(jì)不當(dāng)，有可能出現(xiàn)遠(yuǎn)端電壓不能滿足光源所需正常維持電壓；解決線路壓降問(wèn)題的方法就是安裝補(bǔ)償電容。 目前國(guó)內(nèi)城市道路照明工程設(shè)計(jì)中采用的電容補(bǔ)償方式有兩種：一是在路燈電源處集中補(bǔ)償，二是在燈具處分散補(bǔ)償。采用路燈電源處集中補(bǔ)償方式，并不能減少低壓配線的耗電；采用單燈分散補(bǔ)償，無(wú)疑減少了路燈電源至路燈燈具這一段線路上產(chǎn)生的損耗，將起到較好的節(jié)電效果。
路燈采用的光源，基本是氣體放電燈，其功率因數(shù)相當(dāng)?shù)?，一般?.40～0.6，從而使回路電流大，在線路上產(chǎn)生的損耗相當(dāng)可觀。電容補(bǔ)償后單燈功率因數(shù)不小于0.80。據(jù)測(cè)算，對(duì)一條道路上安裝的100 盞 250W 高壓鈉燈進(jìn)行電容器無(wú)功補(bǔ)償，將功率因數(shù)由0.44提高至0.80，結(jié)果供電電流由補(bǔ)償前的300A降低至141A，工作電流下降了大約一半，表明該照明系統(tǒng)通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償為供電電源系統(tǒng)騰出了一半的容量空間，使電源設(shè)備能夠再發(fā)揮相當(dāng)數(shù)量的供電潛能。
另一方面，由于照明系統(tǒng)供電線路上減少了一百多安培電流的徒勞往返，必將大幅減少線路上的電壓損耗和功率損耗，同時(shí)也降低了線纜的溫升，可謂一舉多得。 5 控制系統(tǒng)與節(jié)能
關(guān)鍵詞：城市道路；照明；節(jié)能；管理
Abstract: the road lighting consumption accounts for about the electricity consumption by about 10%, reduce illume is an important way to save energy. Based on city road lighting energy saving management measures and countermeasures are discussed in this paper.
Key words: urban road; Lighting; Energy saving; management
中圖分類(lèi)號(hào)：J914文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104(2013)
城市道路照明是城市功能性照明的主體，已經(jīng)成為衡量城市現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志，隨著時(shí)代的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展和人們的生活水平的不斷提高，人們對(duì)道路照明的要求也越來(lái)越高，它不但為車(chē)輛駕駛員提供了良好的視覺(jué)環(huán)境，減少交通事故的發(fā)生，而且又增加了夜間行車(chē)的安全感和舒適感，在提高交通運(yùn)輸效率的同時(shí)還可以有效的防止犯罪活動(dòng)和美化環(huán)境。
一、城市道路照明現(xiàn)狀
1、城市道路照明設(shè)備現(xiàn)狀
目前，我國(guó)城市道路照明廣泛采用高強(qiáng)度氣體放電光源（HID），與之配套使用的電器設(shè)備有電感型鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器和補(bǔ)償電容。這些配套的設(shè)備在使用的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：
功率因數(shù)低：電感鎮(zhèn)流器自身的功率因數(shù)很低，雖然可以通過(guò)電容補(bǔ)償方式將功率因數(shù)提高到0.9，但是隨著時(shí)間的推移，電容在生命周期中會(huì)不斷衰減失效。
自身功耗大：電感鎮(zhèn)流器的自身功耗通常會(huì)達(dá)到光源的12%～18%，這將造成很多電能浪費(fèi)。
無(wú)法恒功率輸出：電感鎮(zhèn)流器輸出功率不穩(wěn)定，隨著輸入電壓的變化而變化。因此，在輸入電壓不穩(wěn)定，特別是在下半夜電壓高的情況下，會(huì)耗費(fèi)大量的電能。以400W為例，輸入電壓達(dá)到260V的時(shí)候，電感鎮(zhèn)流器的輸出功率將超過(guò)600W，比正常情況下要多輸出近50%的電能。
缺少智能調(diào)光功能：在夜半人稀的時(shí)候，電感鎮(zhèn)流器控制下的光源不但不能降低光照度以便節(jié)能，而且還會(huì)因電壓過(guò)高而增加燈光的照度，造成不必要的浪費(fèi)。近年來(lái)，盡管城市上出現(xiàn)了具有調(diào)光性能的電感型鎮(zhèn)流器，但由于其價(jià)格較高，浪費(fèi)投資。
2、城市道路照明控制現(xiàn)狀
道路照明用電的種種問(wèn)題主要集中在兩個(gè)方面：第一，路燈的管理問(wèn)題，要監(jiān)控路燈使用現(xiàn)狀，做到開(kāi)燈、關(guān)燈和及時(shí)檢修路燈的合理分配；第二，用電量的控制問(wèn)題，路燈照明存在著高流量時(shí)照度不夠，低流量時(shí)電能浪費(fèi)嚴(yán)重的現(xiàn)象。
二、城市道路照明節(jié)能管理措施與對(duì)策
1、合理確定照明標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)道路類(lèi)別、所在環(huán)境及在城市路網(wǎng)中的重要性等，確定所設(shè)計(jì)道路各個(gè)區(qū)域合適的照度值或亮度值（參照《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》表3.3.1、表3.4.1和表3.5.1）。不要盲目追求高照度，要注意防止因取定的照明標(biāo)準(zhǔn)值過(guò)高而耗能。取定適宜的道路照明的平均亮度值或平均照度值是路燈節(jié)能的關(guān)鍵。一般中小城市道路的平均亮度或平均照度取值接近設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的低檔值，中心城市、大都市的設(shè)計(jì)取值靠近設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的高檔值。
（二）按道路和場(chǎng)所特點(diǎn)，合理確定道路照明布燈方式
道路照明應(yīng)根據(jù)道路和場(chǎng)所特點(diǎn)、照明要求，選擇單側(cè)布置、雙側(cè)交錯(cuò)布置、雙側(cè)對(duì)稱布置、中心對(duì)稱布置和橫向懸索布置，也可以采用高桿照明的方式布燈。布燈方式與道路寬度、燈的間距、燈具安裝高度、燈具仰角、燈具配光類(lèi)型以及路面、周?chē)h(huán)境有很大關(guān)系。一條道路照明的布燈方式往往是以一種方式為主，其他方式作為補(bǔ)充，不能簡(jiǎn)單呆板地處理。
（三）充分利用天然光
20世紀(jì)70年代以來(lái)，世界各國(guó)對(duì)利用天然光，節(jié)約照明用電的問(wèn)題作了許多研究。天然光是資源豐富，費(fèi)用最小的綠色能源。在道路照明中應(yīng)合理利用天然光，通過(guò)關(guān)閉或調(diào)節(jié)一部分照明設(shè)備，節(jié)約照明用電。例如重慶市渝東南公路的建設(shè)者們巧妙地利用山形，山勢(shì)，借“天光”巧妙解決了淺丘山地公路隧道內(nèi)的照明問(wèn)題。
（四）選用優(yōu)質(zhì)高效節(jié)能的電光源
光源的節(jié)能主要取決于它的發(fā)光效率。選擇高效率的光源有利于減少照明電能的消耗，通常使用的 路燈照明光源有高壓鈉燈、金鹵燈。一般情況下，多數(shù)設(shè)計(jì)人員愿選擇高壓鈉燈，因?yàn)樵谙嗤碾姽β氏?，高壓鈉燈光通量要比金鹵燈大40%左右，且它的透霧性能比較好，而在相同的道路照明要求下（如一樣的照度標(biāo)準(zhǔn)），金鹵燈光源的電耗多于高壓鈉燈。
（五）選用優(yōu)質(zhì)高效的燈具
燈具的利用系數(shù)越高，光源發(fā)出的光的利用率越大。利用系數(shù)主要決定于燈具的控光能力，也和路寬、燈高、臂長(zhǎng)以及燈具的仰角等有關(guān)。道路照明用的燈具性能對(duì)節(jié)能至關(guān)重要，主要是燈具的效率和配光的作用。在選擇照明燈具時(shí)，一方面要選擇反射器好、燈具整體效率高的燈具，另一方面盡可能選擇采用表面涂覆的燈罩。燈具表面涂上薄膜后，即使長(zhǎng)期暴露在戶外，也不易在表面積聚灰塵，能適應(yīng)氣候的變化，耐腐蝕性強(qiáng)，從而保持燈具透光率，避免過(guò)早的光衰減。
（六）加強(qiáng)照明燈具的維護(hù)
燈具維護(hù)可改進(jìn)對(duì)反射面的處理，如采用玻璃鋁膜代替原來(lái)電解拋光的陽(yáng)極氧化的傳統(tǒng)鋁反射器表面，它可延長(zhǎng)使用壽命，估計(jì)10年效率只降低10%左右。一些新型燈具的燈體設(shè)計(jì)成了自清潔曲面玻璃，可通過(guò)雨水的沖刷作用，完成自潔。燈具密封等級(jí)的普遍提高使維護(hù)工作量成倍降低。外有些公司還將光觸媒技術(shù)投入實(shí)際運(yùn)用中，節(jié)能效果顯著。在燈具上配用活性碳吸收性過(guò)濾器，也可以清除電光源產(chǎn)生的分解物，使燈具在更換期終止時(shí)仍能保持70%以上的光通維持率。
（七）采用光源智能降壓穩(wěn)壓調(diào)光技術(shù)
目前，在道路照明工程中，存在電網(wǎng)電壓因負(fù)荷的波動(dòng)而導(dǎo)致形成照度與需求倒置的現(xiàn)象。傍晚，道路交通流量高峰時(shí)恰值電網(wǎng)負(fù)荷高峰，電網(wǎng)電壓偏低，光源發(fā)出的光能量低，路面照度低；午夜，交通流量處于低谷，電網(wǎng)負(fù)荷也是低谷，由于電網(wǎng)電壓偏高，因此光源發(fā)出的光能量高，路面照度高。這種照度與需求倒置的現(xiàn)象，造成了電能的嚴(yán)重浪費(fèi)。光源智能降壓�穩(wěn)壓�調(diào)光技術(shù)采用現(xiàn)代控制理論中的最優(yōu)控制方法，根據(jù)城市道路照明的實(shí)際狀況，實(shí)現(xiàn)了對(duì)路燈電壓及照度的動(dòng)態(tài)智能化管理。
（八）在確保功能和效果的前提下，合理調(diào)整亮燈數(shù)量和時(shí)間
據(jù)調(diào)查，我國(guó)小型城市在夜晚9點(diǎn)后，大中城市在午夜12點(diǎn)后，道路上幾乎空無(wú)一人。從此時(shí)段至清晨6點(diǎn)，在低交通流量的道路上仍然保持較高照度顯然沒(méi)有必要。在這個(gè)時(shí)段的道路照明，可以降低一個(gè)等級(jí)，減少亮燈數(shù)量。目前有的城市道路照明已全面推廣全――半夜燈控制方式。對(duì)快速路，主次干道實(shí)行雙回路供電，分全夜燈回路和半夜燈回路。在設(shè)定的時(shí)段衽半夜減半控制，關(guān)閉對(duì)輔道或人行道的照明，保持對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)的照明；支路，工業(yè)區(qū)和生活區(qū)路及路幅較窄的街道采用半夜單邊亮燈方式。
（九）降低路燈線路的電壓損失
合理確定供電半徑，選好電源點(diǎn)，通過(guò)改造舊的路燈線路以減少電壓損失，避免在低發(fā)光效率下使用燈泡。路燈線路電壓損失過(guò)多不但會(huì)增加線路的功耗，還會(huì)大幅度減少燈泡的光能量。當(dāng)電壓達(dá)不到180V時(shí)，使用60W白熾燈，比額定電壓時(shí)40W白熾燈所發(fā)的光還少，如果把電壓提高到額定電壓，用40W替換60W，可以節(jié)約電費(fèi)30%。
（十）強(qiáng)化道路照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，促進(jìn)城市照明節(jié)能的現(xiàn)代化管理
現(xiàn)在采用的控制方法主要為通過(guò)安裝定時(shí)器按預(yù)定時(shí)間開(kāi)關(guān)燈進(jìn)行分散式控制，但是現(xiàn)行的方法在運(yùn)行過(guò)程中遇到的故障難以做到及時(shí)維修，因此應(yīng)加強(qiáng)城市照明監(jiān)控系統(tǒng)的管理，路燈監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化更為先進(jìn)快捷，減少了人員維修資源的損耗也縮短了維修的時(shí)間。無(wú)線照明監(jiān)控系統(tǒng)采用光控時(shí)控和聲控相結(jié)合，避免白天亮燈的浪費(fèi)情況出現(xiàn)，同樣根據(jù)天氣時(shí)間等因素自動(dòng)調(diào)節(jié)照明時(shí)間的長(zhǎng)短。這些措施避免了路燈的無(wú)謂的開(kāi)啟，縮短了開(kāi)燈的時(shí)間，延長(zhǎng)了燈具的使用壽命，達(dá)到了提高照明質(zhì)量節(jié)約能源的本質(zhì)目的。
關(guān)鍵詞：城市道路；照明設(shè)計(jì)；照明節(jié)能
城市中的市政道路可按等級(jí)分為快速路、主干道、此干道及支路，不同的道路級(jí)別有著不同的功能，也就要不同的照度要求，亮度要求、眩光限制及環(huán)境比。不同級(jí)別的城市道路有著不同的功能定位，所以在道路照明方面就有著不同的要求，因此，需要有針對(duì)性地進(jìn)行照明設(shè)計(jì)，以求獲得既符合道路特征又滿足功能需要的道路照明環(huán)境。
在進(jìn)行城市道路照明設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先要明確城市道路的級(jí)別，了解此級(jí)別道路照明的特點(diǎn)和要求；設(shè)計(jì)的同時(shí)，應(yīng)該遵循的原則包括：滿足《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ45-2006），塑造出符合道路周邊環(huán)境的夜景觀形象，環(huán)境的協(xié)調(diào)和節(jié)能也是必須予以考慮的原則。
一、照明計(jì)算
照明的計(jì)算包括了路面的平均照度、照度均勻度及亮度均勻度等計(jì)算。
1． 路面的平均照度的計(jì)算方法：主要有兩種“利用系數(shù)法”與“點(diǎn)算法”，
但近幾年來(lái)我們也從其他國(guó)家中認(rèn)識(shí)到，照明計(jì)算軟件比我們手算的更為便捷與準(zhǔn)確，其中DIALUX為我國(guó)大部分設(shè)計(jì)人員所認(rèn)識(shí)的，而且軟件計(jì)算結(jié)果與手算結(jié)果作為比較，更讓我們計(jì)算的最大的避免了計(jì)算中的某些遺漏。在兩種手算方法中，我們以“利用系數(shù)法”最常用，因?yàn)榇朔ㄈ菀子?jì)算，能夠很快算出理想狀態(tài)下的道路平均照度。公式如下：
式中cu―利用系數(shù)； ―光源光通量；k―維護(hù)系數(shù)；
N―每個(gè)燈具內(nèi)的光源數(shù)目；w―路面寬度；s―燈桿間距。
通過(guò)燈具的利用系數(shù)曲線可以得到相應(yīng)的利用系數(shù)。（利用系數(shù)與燈具的安裝高度、角度、燈桿挑臂長(zhǎng)度等因素有關(guān)）
2．照度均勻度的計(jì)算方法：在一般的情況下，道路照明中的均勻度（Ue）為路面上的最小照度度(Emin)與平均照度(Eav)之比，如下：
3．亮度均勻度計(jì)算：通常我們采用“亮度產(chǎn)生系數(shù)計(jì)算法”來(lái)計(jì)算道路的平均亮度的。這是最簡(jiǎn)便的計(jì)算方法，計(jì)算公式如下：
式中Q―實(shí)際的路面平均亮度系數(shù)； ―光源光通量；k―維護(hù)系數(shù)；
M―亮度產(chǎn)生系數(shù)；w―路面寬度；s―燈桿間距。
4．軟件計(jì)算：前面我們說(shuō)過(guò)，手算必須掌握一定的數(shù)據(jù)，計(jì)算相對(duì)也比較復(fù)雜，容易遺漏某些參數(shù)或者取錯(cuò)參數(shù)等。近年來(lái)，我們也與外國(guó)的設(shè)計(jì)理念靠近，逐漸地也接觸了不少國(guó)外一些照明計(jì)算軟件，其中DIALUX為我國(guó)大部分照明設(shè)計(jì)人員所熟悉的，它的方便、簡(jiǎn)潔，功能的齊全，讓不少國(guó)內(nèi)照明設(shè)計(jì)人員所青睞?，F(xiàn)在，我來(lái)介紹一下DIALUN4.4版本的使用，其步驟是：（1）編輯道路元素，就是道路的寬度、車(chē)道數(shù)及其中間綠化帶等的數(shù)值設(shè)置；（2）選取燈具，就是光源的選擇；（3）燈具排列，這時(shí)你可以修改光源的光通量、燈具的傾斜度、燈桿的高度、挑臂長(zhǎng)度、及排列方式等。（4）然后點(diǎn)擊計(jì)算，就可以打印出計(jì)算結(jié)果。
二、照明節(jié)能
在政府“建設(shè)節(jié)約型社會(huì)”國(guó)策的推動(dòng)引導(dǎo)下，隨著國(guó)家發(fā)改委等部門(mén)通知實(shí)施《GDP能耗指標(biāo)公報(bào)制度》，四大GDP能耗指標(biāo)與干部業(yè)績(jī)考核掛鉤，全國(guó)各地相應(yīng)出臺(tái)了許多節(jié)能政策。各地政府必須明確本年度的節(jié)能降耗指標(biāo)，任務(wù)也是十分艱巨的。照明節(jié)能，尤其是城市道路的照明節(jié)能，是顯而易見(jiàn)的突破口。所以，節(jié)能是城市照明的重中之重。
目前，我們采用的道路照明節(jié)能設(shè)計(jì)主要有以下幾種方法：
1．半夜燈隔盞亮控制方案:即上半夜燈全亮，后半夜，隔盞關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。這種控制方式，采用特殊布線實(shí)現(xiàn)，但由于電力供應(yīng)是三相線，而要實(shí)現(xiàn)1/2的功率控制，因此無(wú)論如何，都將導(dǎo)致電力變壓器的三相嚴(yán)重不平衡。若采用雙電纜供電，一次性投資翻倍，而且維護(hù)起來(lái)比較困難。此方案最大的缺點(diǎn)是后半夜，由于隔盞關(guān)閉，造成了斑馬效應(yīng)，給行車(chē)帶來(lái)安全隱患，尤其是一些整夜通車(chē)的貨車(chē)通道等，更是不可取的。
2．傳統(tǒng)電磁按時(shí)段換檔控制方案：目前，市場(chǎng)上大部分照明節(jié)能產(chǎn)品，都采用傳統(tǒng)電磁換檔技術(shù)。其中也有公司試圖采用碳刷無(wú)級(jí)自藕方式控制，由于碳刷燒毀嚴(yán)重，導(dǎo)致主變壓器燃燒，沒(méi)有成功的產(chǎn)品。因此現(xiàn)在的產(chǎn)品均是接觸器換檔方式。此方案最大的缺點(diǎn)是設(shè)備容易燒毀。由于違背電磁基本原理，切換時(shí)，沖擊電網(wǎng)，過(guò)壓擊穿變壓器絕緣，接觸器觸點(diǎn)啦弧，燒接觸器，變壓器燃燒。
3．雙燈泡燈具方案：使用于道路較寬的，等級(jí)較高的道路。即單個(gè)燈具里面有兩個(gè)燈泡，電源來(lái)自不同的電纜，到后半夜，關(guān)閉其中一根電纜的電源，可以讓燈具里的其中一個(gè)光源熄滅。這種控制方式解決了上面我們說(shuō)的第1種方式所造成的斑馬效應(yīng)?？墒谴朔桨竿顿Y也較大，而且只適用于等級(jí)較高的道路（正常照明下，需要用兩個(gè)光源，維持照度值）。
4．理想照明節(jié)能技術(shù)，Mni智能電感：Mni智能電感技術(shù)，是全球理想的照明節(jié)能技術(shù)，是我國(guó)自主創(chuàng)新，具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)，項(xiàng)目獲國(guó)家科技部創(chuàng)新基金支持，以及珠海高新區(qū)創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心入股扶持。Mni智能電感技術(shù)，代表交流穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向，耗銅以及矽鋼量?jī)H為傳統(tǒng)電磁產(chǎn)品的3％，這樣可節(jié)約大量電解銅和冶煉矽鋼所需要的能源，節(jié)約我國(guó)稀有的銅資源，減少環(huán)境污染。同時(shí)在電力控制和照明節(jié)能控制上，也具有與傳統(tǒng)電磁技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)越性能，真正實(shí)現(xiàn)“以人為本，情景節(jié)能，動(dòng)態(tài)節(jié)能，按需節(jié)能”，比傳統(tǒng)電磁技術(shù)，節(jié)電率更高，更能極大延長(zhǎng)燈具使用壽命。Mni智能電感照明保護(hù)系統(tǒng)，具有電磁技術(shù)的“適應(yīng)所有負(fù)載”的特性，輸出純正弦波，無(wú)污染無(wú)電磁諧波，同時(shí)又具有電磁原理無(wú)法實(shí)現(xiàn)的“電壓高速高精度連續(xù)調(diào)節(jié)”。由于電壓的高度平滑調(diào)節(jié)，大大降低“半老化HID燈”的熄火電壓，燈內(nèi)電弧更穩(wěn)定，降壓節(jié)能空間更大，節(jié)電率更高，與電磁方式比，更能極大保護(hù)燈具和延長(zhǎng)燈具的使用壽命。
三、符合道路周邊環(huán)境的形象，塑造協(xié)調(diào)
1．城市照明與環(huán)境似乎是互不相容的兩個(gè)科學(xué)分支，在人們的印象中路燈只是一棵桿、一個(gè)燈泡的舊日形象，而環(huán)境包括繪畫(huà)、音樂(lè)、建筑、園藝都是人們美的內(nèi)涵的外在表現(xiàn)，即人們通過(guò)外在的造型和對(duì)比，把內(nèi)在的對(duì)美的認(rèn)知表達(dá)出來(lái)。但是現(xiàn)實(shí)中，路燈的造型、外觀顏色、燈光的白與黃，都與周?chē)沫h(huán)境密切相關(guān)，現(xiàn)在越來(lái)越多的路燈廠家制造出更多的不同風(fēng)格的路燈，就是這個(gè)原因。這需要設(shè)計(jì)師不斷的演練，比較，與洞察！例如：路燈的燈桿、燈位與燈臂，仔細(xì)觀察其造型變化的走勢(shì)與形態(tài)，好象都有著相似的原則與道理！把這些道理融入到路燈造型的設(shè)計(jì)當(dāng)中，亦即是如何協(xié)調(diào)燈桿與燈臂的曲線與配合、如何使路燈造型與周?chē)沫h(huán)境形成一個(gè)有機(jī)的整體，也就是讓人們?cè)诼窡舻目此坪?jiǎn)單線條當(dāng)中找到美感與心悅，這就是路燈設(shè)計(jì)者在路燈設(shè)計(jì)與安裝時(shí)的美術(shù)知識(shí)與直覺(jué)。
2．應(yīng)與周?chē)嘟坏缆?，尤其是并行道路的路燈協(xié)調(diào)。在相交道路中，我們應(yīng)本著滿足照度、亮度等的條件下，采取統(tǒng)一的路燈造型與排列方式，使整個(gè)道路系統(tǒng)更融為一體。再并行道路中，由于可能設(shè)計(jì)單位的不同，而造成路燈排列位置的不一，這就要靠設(shè)計(jì)人員的溝通，而對(duì)于以實(shí)施的并行道路，應(yīng)做到現(xiàn)場(chǎng)勘查到位，排列到位的做法。同時(shí)也應(yīng)采取多方位的比較，塑造協(xié)調(diào)。
四、小結(jié)
摘要：依據(jù)國(guó)家的設(shè)計(jì)規(guī)范，參照平時(shí)設(shè)計(jì)采用的方法，簡(jiǎn)要介紹了室外照明工程電氣設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，供配電、導(dǎo)線選擇計(jì)算，接地與安全、防雷，照明控制。
關(guān)鍵字：小區(qū)；景觀；照明設(shè)計(jì)；景觀燈具；電氣
隨著城市發(fā)展和人民生活水平的逐步提高,景觀照明越來(lái)越多的應(yīng)用在城市中的各類(lèi)建筑之中,作為宣傳城市、美化環(huán)境的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)設(shè)施,而且隨著經(jīng)濟(jì)水平的日益提高,景觀照明更多的應(yīng)用于商業(yè)范疇,這也進(jìn)一步擴(kuò)大了景觀照明的應(yīng)用范圍。然而,景觀照明為人類(lèi)文明帶來(lái)美觀的同時(shí),也形成了影響人們生活起居的光污染,所以,為了更好地滿足人們對(duì)景觀照明的需求,就要求在設(shè)計(jì)方面更趨合理,做到統(tǒng)籌兼顧,以更好的服務(wù)于大眾和社會(huì)。
一、燈光設(shè)計(jì)特點(diǎn)
1.設(shè)計(jì)要從周?chē)h(huán)境景致出發(fā)，應(yīng)體現(xiàn)文明水平 “以人為本”的原則，應(yīng)創(chuàng)造安靜、幽雅、舒適的生活環(huán)境和意境。通常居住小區(qū)照明可分為功能性照明、裝飾性照明及水景照明兩種。
2.基本照明一般是燈具在道路兩側(cè)對(duì)稱分布、交錯(cuò)分布或道路單側(cè)均勻分布，有誘導(dǎo)性的排列。采用道路燈時(shí)，燈高不小于4．5m，燈與燈間的排列距離在25—30m。采用庭院燈時(shí)，燈高不宜超過(guò)3．5m，燈與燈間的排列距離在15—25m。路燈照明光源通常采用高壓鈉燈，高壓汞燈，白熾燈等
3.景點(diǎn)照明按實(shí)景配置，有選擇的照明，燈光的設(shè)置應(yīng)能表現(xiàn)建筑物或構(gòu)筑物的特征。一般采用在建筑物自身或相鄰建筑物上設(shè)置燈具，或?qū)烧呓Y(jié)合，也可將燈具置于地面綠化帶，景觀照明通常采用泛光燈。
4.室外照明宜在值班室或變電室進(jìn)行遙控。照明燈具控制，應(yīng)考慮可分區(qū)靈活控制，燈具沿道路順序排列，平時(shí)在夜晚24時(shí)前，應(yīng)可以全部亮，24時(shí)至凌晨，可等距離間隔關(guān)掉部分燈光，留下部分燈具亮，景觀照明可根據(jù)需要決定何時(shí)亮，何時(shí)不亮。
二、電氣設(shè)計(jì)特點(diǎn)
1．供電和配電
(1)室外照明一般采用低壓供電，確定配電柜的原則需考慮供電半徑和電源到末端受電點(diǎn)所必需控制的電壓降?！豆┡潆娤到y(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052—98中，規(guī)定在正常運(yùn)行情況下，道路照明末端處電壓允許偏差為+5％，-10％。
(2)配電柜出線回路的多少取決于控制照明的組合方案，可同時(shí)開(kāi)關(guān)的可由相同的一個(gè)或幾個(gè)回路供電。設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮相序配置，盡量做到三相平衡。
(3)配電箱供電出線截面一般不宜大于35mm2。以氣體放電燈為主要負(fù)荷的照明供電線路，在三相四線配電系統(tǒng)中，中性線截面應(yīng)按最大一相電流選擇，不小于相線截面
(4)道路照明常用敷線方法是采用地下直埋電纜。配電線路直埋散熱好，載流能力高，且由于電纜各芯間的分布電容并聯(lián)在線路上，可提高自然功率因數(shù)，同時(shí)不受氣候影響，減少外力破壞，提高供電可靠性。
2. 導(dǎo)線截面選擇的計(jì)算?室外照明電纜截面選擇，應(yīng)以計(jì)算電流和電壓降二者指標(biāo)綜合確定。以計(jì)算電流確定導(dǎo)線允許載流量，基本確定導(dǎo)線截面；進(jìn)行線路電壓損失計(jì)算，可使線路在符合規(guī)劃的前提下，線路具有一定的裕度，線路截面選擇經(jīng)濟(jì)合理。
(1)按允許載流量選擇導(dǎo)線截面時(shí)，照明負(fù)荷可按長(zhǎng)期工作制負(fù)荷考慮，即
IN=Kt·Ial>Ic 式中
Ial—導(dǎo)線長(zhǎng)期允許工作電流值；
AIN—徑校正后導(dǎo)線長(zhǎng)期額定電流；
AIC—計(jì)算電流；
AKt—校正系數(shù)。
(2)電壓降計(jì)算可采用負(fù)荷矩計(jì)算方式，各公式計(jì)算結(jié)果，必須以最不利的亮化組合方式作為選擇供電線路截面的依據(jù)。 不用線路電壓損失計(jì)算方法：(終端負(fù)荷用負(fù)荷矩Kw．Km表示) ①兩線線路(單相，兩相無(wú)零線或直流線路) U％≈6*Up％*p*L ②三相四線和三相三線線路 u％=Up％*P*L ③兩相帶零線三線線路 U≈2．25*Up％*P*L 式中 u％一電壓損失百分值，％ Up％--三相線路每一千瓦，公里的電壓損失百分?jǐn)?shù)，u％kw．km P-有功負(fù)荷，Kw L-線路長(zhǎng)度，Km 式中功率P取值： ①對(duì)于負(fù)荷沿途基本分布均勻的基本照明和負(fù)荷間有一定距離，但功率值較均勻的景觀照明，可近似按三相平衡均勻負(fù)荷計(jì)算。 ②景觀照明中負(fù)荷特別集中，可近似按三相平衡線路計(jì)算， ③景觀照明中，負(fù)荷有一定距離，且功率變化較大而不均勻，可采用負(fù)荷矩，一段一段組合計(jì)算。
3、照明線路保護(hù)措施
(1)室外照明一般采用TN—S系統(tǒng)，在電源點(diǎn)與路燈間設(shè)專用保護(hù)線PE。從電源箱引出5芯電纜，在照明配電箱處將PE線做重復(fù)接地，接地電阻R≤10歐，PE線沿線路每組路燈桿與之連接，而每組燈桿也須做防雷接地，接地電阻R≤30歐。
(2)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054—95中對(duì)配電線路一般要求短路保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)。室外照明線路對(duì)過(guò)負(fù)荷保護(hù)不做要求，保護(hù)側(cè)重于短路和接地故障保護(hù)。
①路燈桿內(nèi)裝有斷路器或熔斷器，又接專用PE線，對(duì)桿內(nèi)發(fā)生的短路和碰桿起保護(hù)作用。配電柜內(nèi)斷路器，計(jì)算和選型正確，對(duì)桿內(nèi)電源引入處短路，碰桿均起保護(hù)作用。
②接地故障保護(hù)，通過(guò)正確選擇和整定線路保護(hù)電器，可縮短切斷故障的時(shí)間；借接地和相鄰設(shè)備外路可導(dǎo)電部分的等電位聯(lián)結(jié)，可降低預(yù)期接觸電壓。
③室外照明供電線路距離較長(zhǎng)時(shí)，必須校驗(yàn)最遠(yuǎn)點(diǎn)短路電流。
4、室外照明控制系統(tǒng)
室外景觀照明控制可采用人工控制方式和自動(dòng)遠(yuǎn)控或遙控方式，其控制設(shè)備應(yīng)安裝于控制室、值班室內(nèi)，或其它不易遭受機(jī)械損傷和非專業(yè)人員誤操作的場(chǎng)所。在檢修室外景觀照明時(shí)，控制設(shè)備應(yīng)有明顯電源斷開(kāi)點(diǎn)及標(biāo)志。
道路照明控制，傳統(tǒng)的控制方式采用光電控制和石英鐘時(shí)間開(kāi)關(guān)控制。新型的控制繼電器既可以根據(jù)光電信號(hào)對(duì)路燈回路通過(guò)接觸器進(jìn)行控制，也可根據(jù)其內(nèi)部的時(shí)鐘和四個(gè)定時(shí)器對(duì)輸出回路分別控制，運(yùn)行方式靈活。若夠條件，可采用由微處理器加傳輸總線組成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制。
隨著城鎮(zhèn)規(guī)模的逐步加大,經(jīng)濟(jì)水平的日益提高,景觀照明的適用范圍越來(lái)越廣闊,正在逐步取代傳統(tǒng)照明,漸漸成為主流照明系統(tǒng),而合理的景觀照明設(shè)計(jì)則可以做到既美觀又節(jié)能,還能在安全標(biāo)準(zhǔn)方面達(dá)標(biāo),這就為城市建設(shè)增添亮色的同時(shí)又可以愉悅?cè)藗兊纳硇?而安全的設(shè)計(jì)是一切要素的重中之重,需要靠政策的扶持、施工方正確的概念和細(xì)致的工作取得,這也是在城市景觀照明建設(shè)中需要不斷探索并不斷創(chuàng)新的課題,從而打造一道明亮和諧的別樣風(fēng)景線。
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關(guān)鍵詞：城市；道路；照明；節(jié)能設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào)：U491文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
前言
萬(wàn)家燈火所形容的場(chǎng)面能夠充分地體現(xiàn)出照明對(duì)于人們?nèi)粘Ｉ畹闹匾裕诮?jīng)濟(jì)和科技不斷創(chuàng)新的今天，傳統(tǒng)的油燈、蠟燭燈照明手段已經(jīng)被電燈取而代之，更能看到在現(xiàn)代城市設(shè)計(jì)中將照明系統(tǒng)應(yīng)用與城市的裝飾，這是對(duì)科技不斷發(fā)展的表現(xiàn)。但是在人們享受光明的同時(shí)，對(duì)于電力的消耗無(wú)疑也是巨大的，在可持續(xù)發(fā)展理念的指導(dǎo)下，解決社會(huì)能源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境是全社會(huì)都需要進(jìn)行關(guān)注的問(wèn)題，照明節(jié)能是其中不可缺少的組成部分。當(dāng)照明給電力的生產(chǎn)帶來(lái)巨大的壓力時(shí)，人們也逐漸開(kāi)始意識(shí)到對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能控制的重要性，并通過(guò)各種手段進(jìn)行實(shí)施。但是在照明節(jié)能實(shí)施的具體設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)實(shí)際的情況和對(duì)節(jié)能效果的具體要求進(jìn)行。
一、城市道路照明節(jié)能意義
隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市道路的照明設(shè)施的使用也越來(lái)越普遍。但是據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，在城市道路照明的使用中有將近20%的能源為無(wú)意義損耗，這就在無(wú)形中造成了國(guó)家能源的重大浪費(fèi)。為了緩解這種浪費(fèi)對(duì)國(guó)家建設(shè)的損失，國(guó)家各個(gè)部門(mén)都出臺(tái)過(guò)相應(yīng)措施來(lái)緩解這種現(xiàn)象。去年，由住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)的《“十二五”城市綠色照明規(guī)劃綱要》中，詳細(xì)的闡述了當(dāng)前我國(guó)城市的道路照明節(jié)能的現(xiàn)狀。并依據(jù)事實(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，總結(jié)出我國(guó)目前城市的道路照明節(jié)能的具體發(fā)展指標(biāo)，即發(fā)展城市綠色照明，建立有利于城市照明節(jié)能、城市照明品質(zhì)提升的管理體制和運(yùn)行維護(hù)機(jī)制；完善城市照明法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)章制度；建立和落實(shí)城市照明能耗管理考核制度；積極使用節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品和技術(shù)，提高城市照明系統(tǒng)的節(jié)能水平。
二、城市道路照明節(jié)能設(shè)計(jì)的具體措施
（1）、選擇布燈方式
通常道路照明的布燈方式通?？煞譃槌Ｒ?guī)照明和高桿照明兩類(lèi)。常規(guī)照明有以下幾種布置方式：?jiǎn)蝹?cè)布置、雙側(cè)交錯(cuò)布置、雙側(cè)對(duì)稱布置、中心對(duì)稱布置和橫向懸索布置。單側(cè)布置優(yōu)點(diǎn)是具有良好的誘導(dǎo)性，但是它存在的問(wèn)題是不設(shè)置燈具的一側(cè)路面亮度會(huì)明顯低于另一側(cè)，造成兩個(gè)方向行駛車(chē)輛的照明條件不同。雙側(cè)交錯(cuò)布置優(yōu)點(diǎn)是亮度總均勻度要好于單側(cè)布置，但是其亮度的縱向均勻度一般比較差，誘導(dǎo)性也不及單側(cè)布置。雙向?qū)ΨQ布置路面亮度總均勻度及路面亮度縱向均勻度都比較好。這種布置方式適合于有中間分車(chē)帶的雙幅路，光效率要比雙向?qū)ΨQ布置高一些，誘導(dǎo)性也更好一些。橫向懸索布置布置方式燈具的安裝高度一般都比較低，加上懸掛的燈具容易擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，所以容易對(duì)駕駛員造成間歇性的閃爍眩光。故一般情況下不推薦采用這種布置方式。高桿照明主要用于大面積照明，如道路的立體交叉、平面交叉、廣場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)等場(chǎng)所。了解燈具布置的各種的特點(diǎn)，就根據(jù)建設(shè)方需求及道路自身的特點(diǎn)確定燈具布燈方式。
（2）、照明路燈亮度的選擇
在《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中第3項(xiàng)有明確的城市道路照明亮度標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的最小亮度要求，同時(shí)在滿足最小亮度的基礎(chǔ)上依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況盡可能的減少照明過(guò)程中的過(guò)高亮度，從而進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的選擇中要分清道路的使用類(lèi)別，即機(jī)動(dòng)車(chē)使用照明和人行道照明，其中機(jī)動(dòng)車(chē)使用照明又分為主干路、次干路和支路。機(jī)動(dòng)車(chē)交通道路照明應(yīng)以路面平均亮度（或路面平均照度）、路面亮度均勻度和總想均勻度（或路面照度均勻度）、眩光限制、環(huán)境比和誘導(dǎo)性為評(píng)價(jià)指標(biāo)。人行道路照明應(yīng)以路面平均照度、路面最小照度和垂直照度為評(píng)價(jià)指標(biāo)。
（3）、選擇光源及燈具
用于道路照明的光源有高壓鈉燈、高壓汞燈、金屬鹵化物燈、LED光源。
高壓鈉燈具有壽命長(zhǎng)、光效高、質(zhì)量穩(wěn)定以及規(guī)格類(lèi)型多，透霧性好等特點(diǎn)，已成為道路照明中的主流光源，特別在機(jī)動(dòng)車(chē)交通道路上都優(yōu)先采用高壓鈉燈。
金屬鹵化物燈光效高、壽命長(zhǎng)、顯色性好而且能夠制成各種光色、各種尺寸規(guī)格的光源，因此在道路照明中也占有一席之地，目前主要應(yīng)用于那些對(duì)顯色性和光色有較高要求的道路。
高壓汞燈最主要的優(yōu)點(diǎn)是透霧性好、價(jià)格低廉、防振性好，而且具有相對(duì)較好的耐候性，所以在有透霧性以及塵埃較重的場(chǎng)所使用，但是由于其光效低，顯色性不好，所以已經(jīng)屬于限制使用的光源。
LED燈選色豐富、壽命長(zhǎng)、可調(diào)節(jié)性的燈具。目前隨著LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，LED逐步也在道路照明上開(kāi)始推廣使用。
了解光源的特性，才能選擇合適的光源，符合照明的不同需求。
（4）、合理選擇電氣附件
在燈具的選擇后，人們往往忽略了對(duì)于電氣附件的選擇例如鎮(zhèn)流器等，而這些電氣附件往往會(huì)在道路照明節(jié)能中產(chǎn)生負(fù)面影響。例如部分燈具內(nèi)的電容元件，蓄電能力不足。一旦供電信號(hào)發(fā)出，電容元件電力不足以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的亮度，則必然需要加強(qiáng)布燈排設(shè)。如此即造成了電力的浪費(fèi)，又造成了材料的浪費(fèi)。
（5）、半夜燈降壓節(jié)能和照明智能控制
節(jié)能效果最為明顯的一項(xiàng)措施是在深夜普遍降低路面亮度(照度)。由于深夜車(chē)流量減少,應(yīng)該普遍推行這一措施。對(duì)于次干路和主干路,正常照度較高,在深夜可以考慮降低照度。但居住區(qū)夜間住戶安全和行人的安全極為重要,且照度本來(lái)就不高,即使再降低,節(jié)能效果也不明顯。主要采取的措施有:)
1、采用深夜關(guān)掉不超過(guò)半數(shù)燈具的方法(隔盞關(guān)燈),缺點(diǎn)是簡(jiǎn)單實(shí)用,但需要多敷設(shè)一根供電電纜,也會(huì)導(dǎo)致路面照度均勻度降低；
2、采用雙光源燈具,深夜關(guān)閉一支光源,即節(jié)能,又不會(huì)影響均勻度,但燈具和電纜投資；
3、采用深夜能自動(dòng)降低路燈光源功率的裝置,如雙功率鎮(zhèn)流器、有載調(diào)壓變壓器、降壓裝置等。
照明控制選擇合理的控制方式,比如時(shí)控和光控相結(jié)合的智能控制方式,根據(jù)所在地區(qū)的地理位置和季節(jié)變化合理確定開(kāi)關(guān)燈時(shí)間,這樣才能夠做到需要開(kāi)燈的時(shí)能立即開(kāi)啟,需要關(guān)燈時(shí)能及時(shí)關(guān)閉,最大可能的縮短燈具的點(diǎn)然時(shí)間,達(dá)到節(jié)能的目的。
三、結(jié)語(yǔ)
隨著城市建設(shè)步伐的不斷加快，作為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展必要條件的城市道路規(guī)模和數(shù)量在劇增。人們也越加重視在城市發(fā)展使用過(guò)程中關(guān)于道路照明的浪費(fèi)現(xiàn)象。因此，在設(shè)計(jì)人員在對(duì)城市照明系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分應(yīng)用節(jié)能理念。現(xiàn)對(duì)電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)的原則進(jìn)行了總結(jié)，并且在此基礎(chǔ)上，對(duì)照明節(jié)能設(shè)計(jì)具體理念和措施進(jìn)行研究和探討，希望能夠?yàn)檎彰鞴?jié)能設(shè)計(jì)的優(yōu)化產(chǎn)生積極的影響，從而促進(jìn)生態(tài)社會(huì)的建設(shè)，保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
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關(guān)鍵詞：路燈 系統(tǒng)節(jié)能 照度 電容補(bǔ)償
中圖分類(lèi)號(hào)：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1、前沿：本人從技術(shù)角度，分別從路燈布置方式、配電系統(tǒng)、燈具配件等方面，就如何以科學(xué)、合理的方式，實(shí)現(xiàn)道路照明系統(tǒng)節(jié)能，闡述個(gè)人的一點(diǎn)體會(huì)。
2 、合適的照度
合適的照度，是我們?cè)诘缆氛彰鞴?jié)電工作中首先需要重視的問(wèn)題。它包括兩個(gè)方面。其一是為所設(shè)計(jì)的道路選擇合適的照度標(biāo)準(zhǔn)；其次，是采用適當(dāng)?shù)挠?jì)算及設(shè)計(jì)方式，實(shí)現(xiàn)合適的照度。我們不難觀察到，國(guó)內(nèi)不少城市道路照度偏高，既增加了路燈照明的耗電，也削弱了道路兩側(cè)景觀照明的效果。
現(xiàn)行有效的標(biāo)準(zhǔn)《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》還是早在94年制定的。不可否認(rèn)，相對(duì)于我國(guó)沿海一些近年來(lái)交通發(fā)展較快、經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)城市，由于其出行時(shí)間延長(zhǎng)、交通量大、交通情況復(fù)雜，其中的照度標(biāo)準(zhǔn)要求偏低。但我們也不應(yīng)過(guò)分的選擇較大的照度。根據(jù)正在修訂的《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(征求意見(jiàn)稿)》以及我們工程中的實(shí)踐，推薦按表1的標(biāo)準(zhǔn)選擇照度。具體工程中,可視道路所在城市的性質(zhì)和規(guī)模、交通信號(hào)的完善程度、道路與周邊環(huán)境分隔狀況在表中高檔值與低擋值之間選取照度。
表一
照度標(biāo)準(zhǔn)確定后，如何進(jìn)行照度計(jì)算,是設(shè)計(jì)師們頭疼的問(wèn)題。常規(guī)的利用系數(shù)法計(jì)算粗糙，且無(wú)法確定均勻度。手工逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算精度雖高，但需要收集大量的燈具資料，計(jì)算工作量也很大。以上兩種計(jì)算方式在工程實(shí)踐中均不適用。筆者建議,目前已有多家國(guó)內(nèi)外燈具廠家編制了照明計(jì)算軟件，計(jì)算中雖然只能對(duì)相對(duì)應(yīng)廠家生產(chǎn)的燈具進(jìn)行照度計(jì)算，但對(duì)于路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)還是有相當(dāng)?shù)膮⒖家饬x。建議在設(shè)計(jì)中選擇一到兩家的軟件對(duì)照度進(jìn)行計(jì)算，從而快速方便地確定燈具布置形式、桿高、路燈間距、光源容量，實(shí)現(xiàn)合適的照度，避免或減少路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)的盲目性。
3 、電容補(bǔ)償
路燈采用的光源，基本是氣體放電燈，其功率因數(shù)相當(dāng)?shù)?，一般?.45以下，從而使回路電流大，在線路上產(chǎn)生的損耗相當(dāng)可觀?！冻鞘械缆氛彰髟O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中，要求氣體放電燈應(yīng)加電容補(bǔ)償，補(bǔ)償后功率因數(shù)應(yīng)不小于0.8。但標(biāo)準(zhǔn)中并沒(méi)有明確是在路燈電源處集中補(bǔ)償，還是在燈具處分散補(bǔ)償。目前國(guó)內(nèi)城市路燈系統(tǒng)采用的電容補(bǔ)償方式兩種均有。筆者認(rèn)為，由于路燈設(shè)施是均勻分布在道路縱向兩側(cè)，由路燈電源至路燈燈具的低壓配線較長(zhǎng)，道路照明系統(tǒng)產(chǎn)生的損耗主要發(fā)生在這一段。采用路燈電源處集中補(bǔ)償方式，并不能減少低壓配線的耗電。而采用單燈分散補(bǔ)償，無(wú)疑減少了路燈電源至路燈燈具這一段線路上產(chǎn)生的損耗，將起到較好的節(jié)電效果。電容量與路燈常用光源---高壓鈉燈的配套建議按表2選擇，補(bǔ)償后單燈功率因數(shù)將不小于0.85。
表2
4 、 關(guān)閉半數(shù)光源
顯然，關(guān)閉半數(shù)光源的方式節(jié)電效果直接而且顯著，節(jié)電運(yùn)行時(shí)段節(jié)電達(dá)50%，總體約在30%左右。在電力緊張的背景下，政府出臺(tái)了一些文件，要求在后半夜，采取“亮一隔一”或“亮一隔二”的措施，關(guān)閉部分光源。筆者認(rèn)為，這只能作為緩解電力緊張局面的權(quán)宜之計(jì)。因?yàn)椋傲烈桓粢弧被颉傲烈桓舳辈粌H減小照度，同時(shí)區(qū)別于不同的燈桿布置方式，照度均勻度將不同程度、甚至是嚴(yán)重的下降，對(duì)交通、行人安全、對(duì)維護(hù)社會(huì)治安產(chǎn)生不利影響。七十年代的世界性能源危機(jī)中，日本曾在道路上進(jìn)行間隔點(diǎn)燈的試驗(yàn)，結(jié)果導(dǎo)致治安、道路交通事故的大幅上升。另外，這種方式由于需要在同一路徑上敷設(shè)兩根路燈供電電纜，也增加了建設(shè)投資。
因此，應(yīng)區(qū)別于不同的燈桿布置方式，謹(jǐn)慎采用關(guān)閉半數(shù)光源的方式。
常規(guī)燈桿布燈時(shí)，往往采用車(chē)道側(cè)單光源燈具。燈桿布置有單側(cè)布置、交錯(cuò)布置、對(duì)稱布置。
單側(cè)布置時(shí)，若選用這一方式，則后半夜車(chē)道明暗懸殊，照度均勻度遠(yuǎn)低于道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。如某單側(cè)布燈的工程，前半夜全亮?xí)r均勻度高達(dá)0.53，采用”亮一隔一”后均勻度則下降至0.07。我們不應(yīng)顧此失彼，單側(cè)布燈時(shí),不宜推廣關(guān)閉半數(shù)光源的方式。
交錯(cuò)布置、對(duì)稱布置時(shí)，采用這一方式，雖然均勻度稍差，但若選擇配光合適的燈具，均勻度還是可以達(dá)到或略低于道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。工程實(shí)踐中，可根據(jù)車(chē)道寬度、道路交通量、周邊人流量等，有選擇性的使用這種方式。
在照度要求高、機(jī)動(dòng)車(chē)道較寬的快速路、主干路上，常規(guī)燈桿布燈時(shí)，可考慮采用車(chē)道側(cè)同桿雙光源燈具方案，兩個(gè)光源可等功率或不等功率。采用這種布燈方案時(shí)，上半夜兩個(gè)光源全亮，后半夜關(guān)閉其中一個(gè)光源。這種方式，對(duì)照度均勻度基本沒(méi)有影響，單側(cè)布置、交錯(cuò)布置、對(duì)稱布置時(shí)，均可采用這一方案。
5 、 環(huán)形電感鎮(zhèn)流器
采用氣體放電燈的路燈照明系統(tǒng)中，除光源自身的功耗外，與氣體放電燈配套的電感鎮(zhèn)流器也要消耗一部分電能。電感鎮(zhèn)流器的工作效率高低、節(jié)能與否，對(duì)路燈照明系統(tǒng)的電力消耗有一定的影響。相對(duì)于傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器而言，環(huán)形電感鎮(zhèn)流器，由于其采用圓環(huán)形鐵芯和線圈，使環(huán)形鐵芯卷片的幾何形狀與磁力線回路和曲線更加適應(yīng)，磁路分布更趨合理，進(jìn)一步改善了磁通，降低了鐵損，減少了總的電力消耗?？蓮V泛適用于高壓鈉燈、汞燈和金屬鹵化物燈。需要注意的是，這種方式僅僅是減少了鎮(zhèn)流器的損耗，對(duì)路燈系統(tǒng)電耗中占主要比例的光源的電耗并沒(méi)有減少。
6、智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)
智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)，是將裝置安裝在路燈配電回路的起端，在前半夜控制路燈回路為全壓，接近午夜時(shí)分，開(kāi)始降低回路電壓，在后半夜車(chē)稀人少時(shí)，進(jìn)一步降低電壓。它的節(jié)電原理有二，其一是高壓鈉燈的亮燈維持電壓低于220V，因此，降低回路電壓光源不會(huì)熄滅；其二是由于后半夜電網(wǎng)用戶少，負(fù)荷低，電網(wǎng)電壓高于220V，而過(guò)壓將額外消耗部分電能，采用該裝置則避免了這部分的浪費(fèi)。根據(jù)工程實(shí)踐，它的節(jié)電效果在15％左右。采用這種裝置，不僅節(jié)約了電能，不影響照度均勻度，而且能夠避免光源過(guò)壓運(yùn)行，延長(zhǎng)了路燈壽命。需要注意的是，這種方式是對(duì)配電回路降壓，回路內(nèi)所有燈具都將在低電壓運(yùn)行，對(duì)下述問(wèn)題應(yīng)予注意：①，隨著使用時(shí)間的增加，光源端電壓及電流等電氣參數(shù)發(fā)生變化，同時(shí)光源本身質(zhì)量上又具有離散性，降電壓運(yùn)行時(shí)就可能出現(xiàn)同一回路中一些燈具滅燈的現(xiàn)象；②路燈配電回路供電半徑長(zhǎng)達(dá)800米，隨燈具與供電端距離的增加，電壓逐漸下降，若線路設(shè)計(jì)不當(dāng)，有可能出現(xiàn)遠(yuǎn)端電壓不能滿足光源所需正常維持電壓；③路燈系統(tǒng)中往往會(huì)外接公交站臺(tái)廣告燈箱、電話亭照明，而這些照明由于功率小，一般采用直管型熒光燈、緊湊型熒光燈，低于正常工頻電壓時(shí)，這些光源不能正常工作。④回路中接有電動(dòng)升降式高桿燈時(shí)，由于電動(dòng)裝置為感性起動(dòng)特性，起動(dòng)電流大，與這種裝置過(guò)載電氣特性不匹配。
7 、可變功率鎮(zhèn)流器
可變功率鎮(zhèn)流器，利用氣體放電燈在工作電流適當(dāng)減少時(shí)，仍能正常運(yùn)行的原理，通過(guò)后半夜增加鎮(zhèn)流器電抗，從而降低光源電流，減少路燈系統(tǒng)電耗中占主要比例的光源的電耗，達(dá)到路燈系統(tǒng)整體節(jié)能的目的。
7.1降功率控制原理
其工作過(guò)程如下：1）正常情況下，LCU控制電路控制電子開(kāi)關(guān)閉合（短路），外部電壓直接通過(guò)電子開(kāi)關(guān)加到路燈電路上，使路燈工作在額定功率狀態(tài)。2）降功率控制情況下，控制電路控制電子開(kāi)關(guān)打開(kāi)（開(kāi)路），控制外部電壓只能通過(guò)降功率電感加到路燈電路上。此時(shí)，路燈電路感性負(fù)載增加，路燈工作電流降低，從而使路燈功率下降，耗能降低，達(dá)到節(jié)能的效果。3）當(dāng)電網(wǎng)電壓偏低或光源狀況不佳，降功率運(yùn)行將可能出線閃爍時(shí)，即使在降功率運(yùn)行時(shí)間段，控制電路也將自動(dòng)控制電子開(kāi)關(guān)在閉合狀態(tài)，避免路燈熄滅。
7．2節(jié)能控制方案設(shè)計(jì)及節(jié)能效果分析
不同的節(jié)能控制程序會(huì)產(chǎn)生不同的節(jié)能控制效果，按每天照明11小時(shí)，前5小時(shí)處于正常照明狀態(tài)，后6小時(shí)處于節(jié)能照明狀態(tài)。各功率光源節(jié)電效果如表4。
表4
這種方式由于是在燈具處安裝，因此，適用于各種路燈布置方式和光源組合方式。
對(duì)于原有道路照明工程，可采用附加型變功率鎮(zhèn)流器進(jìn)行改造，其特點(diǎn)是，對(duì)原燈具配套的鎮(zhèn)流器不予更換，既方便改造施工，又降低系統(tǒng)改造造價(jià)。
可變功率鎮(zhèn)流器方式，具有智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，也避免了智能光源降壓一穩(wěn)壓一調(diào)光技術(shù)的缺點(diǎn)，值得推廣。