【摘 要】 本文從道路照明工程設(shè)計(jì)的實(shí)際出發(fā)，分別從照明標(biāo)準(zhǔn)與布燈間距，綠色照明，供電路線，控制系統(tǒng)等方面就如何科學(xué)實(shí)現(xiàn)道路照明的節(jié)能，闡述幾點(diǎn)看法。
【關(guān)鍵詞】道路照明 路燈 節(jié)能設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：J914文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2013）
道路照明是城市基礎(chǔ)設(shè)施的一個(gè)重要組成部分，不僅為亮化城市，美化環(huán)境發(fā)揮著積極作用，還為交通安全，社會(huì)治安提供了保障。但是道路照明系統(tǒng)的耗電量也相當(dāng)大，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，社會(huì)城市化的突飛猛進(jìn)，與之相匹配的城市道路照明的改造和新建工程也越來(lái)越多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)路燈數(shù)量以每年20%的速度增長(zhǎng)，年耗電量約59億KWh。在當(dāng)前全球資源緊張的前提下，道路照明節(jié)能迫在眉睫。
所謂照明節(jié)能就是節(jié)省電能，一方面要節(jié)約電能消耗，另一方面要減少電能浪費(fèi)，要做到這一點(diǎn)，首先必須從節(jié)能的角度來(lái)了解照明設(shè)備的性能，其次是采取具體的節(jié)能措施，這些節(jié)能措施可以歸納為照度合適，布置合理，采用高效率光源和燈具，采用低能耗的鎮(zhèn)流器，有效的配電、配線和控制方案，如采用燈光自動(dòng)控制和采用智能控制系統(tǒng)等。
照明節(jié)能不應(yīng)以降低照明效果為原則，隨意削減照度，降低照明質(zhì)量，造成效率下降和放棄必要的裝飾效果等，都是得不償失的錯(cuò)誤做法，無(wú)論是從社會(huì)效益來(lái)講還是從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)講，都是不可取的。
因此對(duì)道路照明功能的重要性我們要有充分的認(rèn)識(shí)，照明節(jié)能是一項(xiàng)綜合性的工作，牽涉的面較廣，在維持應(yīng)有的照明水平的前提相愛(ài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能是完全可行的，根據(jù)我過(guò)現(xiàn)階段的實(shí)際情況，從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，就道路照明的節(jié)能措施提出以下幾點(diǎn)建議：
一、合理確定照明標(biāo)準(zhǔn)與布燈間距
現(xiàn)在許多城市道路照明選用的照度標(biāo)準(zhǔn)太高，不僅造成能源浪費(fèi)，而且造成了光污染。道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格執(zhí)行建設(shè)部發(fā)布的《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ45-2006，筆者認(rèn)為道路照明照度的設(shè)計(jì)指標(biāo)只要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)即可，并不是越高越好，應(yīng)在確保各級(jí)道路符合相應(yīng)照明標(biāo)準(zhǔn)的前提下，盡可能的增大布燈間距。例如采用雙側(cè)對(duì)稱布置，間距30米時(shí)，每公里66個(gè)燈，按每個(gè)路燈250w計(jì)算，每燈亮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)能具有非常大的意義。
二、推行綠色照明工程
綠色照明的概念最早是由美國(guó)提出，是90年代初提出的照明領(lǐng)域的新方針，它是從節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的角度提出來(lái)的。中國(guó)于1996年正式制訂了《中國(guó)綠色照明工程實(shí)施方案》，正式組織試點(diǎn)和實(shí)施。
綠色照明工程的照明節(jié)能，不是傳統(tǒng)意義上的節(jié)能，而是滿足照明質(zhì)量的視覺(jué)環(huán)境條件的更高要求，因此不能單靠降低照明標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，而是通過(guò)充分運(yùn)用現(xiàn)代科技手段提高照明工程設(shè)計(jì)水平的方法和提高照明產(chǎn)品效率來(lái)實(shí)現(xiàn)。
實(shí)現(xiàn)綠色照明必須推廣應(yīng)用高效光源，光源的選擇是一項(xiàng)很關(guān)鍵的要素，高效光源有很多類型，包括高強(qiáng)度氣體放電燈（HID）、緊湊型熒光燈、無(wú)極熒光燈、發(fā)光二極管（LED）等，其特點(diǎn)不同，應(yīng)用場(chǎng)所也不同，都應(yīng)給予重視。當(dāng)前道路照明一般選用高壓鈉燈作為光源，它不但光效高（80~130流明瓦）達(dá)到同樣的照明效果耗能少，且鈉燈的透霧性能比較好，因此高壓鈉燈在城市道路照明工程中使用非常廣泛。
隨著科技的進(jìn)步，近年來(lái)光源生產(chǎn)工藝水平不斷提高，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路燈有諸多優(yōu)勢(shì)。 首先LED路燈耗電量是高壓鈉燈的18.7%，可節(jié)約80%以上的電能，其次LED路燈更換成本和維護(hù)費(fèi)用是高壓鈉燈五分之一，而且在照明效果上基本也可以取代當(dāng)前普遍采用的高壓鈉燈�？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路燈在城市道路照明方面的廣泛應(yīng)用，必將是大勢(shì)所趨。
三、選用優(yōu)質(zhì)電器元件
高壓汞燈、高壓鈉燈和金屬鹵化物燈等都是氣體放電燈，燃點(diǎn)時(shí)都是弧光放電、燈泡負(fù)的伏安特性，即電流增大是燈電壓不是升高而是下降，必須串聯(lián)一具有正的伏安特性的元件來(lái)平衡這種負(fù)特性，具有這種特性的元件成為限流器或鎮(zhèn)流器，普遍采用的是智能路燈節(jié)電器。
優(yōu)質(zhì)電感鎮(zhèn)流器具備阻抗穩(wěn)定性和伏安性好，功率因數(shù)高，功率損耗滴等特點(diǎn)。這樣才能穩(wěn)定燈泡工作電流，延長(zhǎng)燈泡使用壽命。
降低鎮(zhèn)流器的功率損耗也是節(jié)能工作不容忽視的一個(gè)方面。如250瓦鈉燈鎮(zhèn)流器質(zhì)量好的功率損耗只有20-25瓦，而質(zhì)量差的功率損耗可達(dá)40瓦左右。如果選用配套的鎮(zhèn)流器時(shí)都能注意選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，那么節(jié)能效果還是很顯著的。
四、優(yōu)化配電線路
道路照明系統(tǒng)的線路較長(zhǎng)，所以線路損耗、壓降一定程度上影響路燈的照度，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。道路照明工程設(shè)計(jì)中采用的電容補(bǔ)償方式一般有兩種：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。
此外設(shè)計(jì)線路適當(dāng)選用較粗的電纜截面，增加線路的負(fù)載能力，不僅為以后燈箱廣告，景觀照明留下余量，同時(shí)減小壓降與線路損耗，既延長(zhǎng)了整個(gè)系統(tǒng)的使用壽命又減少了維修率，還節(jié)約了電能。
再者道路照明的照度還受電網(wǎng)電壓的影響，在負(fù)荷高峰時(shí)電壓偏低，在負(fù)荷低谷時(shí)電壓偏高。傍晚為道路交通高峰期，此時(shí)的電網(wǎng)電壓較低，造成道路照度低，午夜的時(shí)候又恰恰相反，這種不合理的現(xiàn)象既影響了交通安全，又嚴(yán)重浪費(fèi)了能源。所以在設(shè)計(jì)中可將智能光源穩(wěn)壓降壓裝置安裝在路燈控制箱內(nèi)，在電壓波動(dòng)較大，人流較小的后半夜，采用該裝置在合適的照度情況下降低較高電壓，達(dá)到節(jié)能。
五、智能化集中控制系統(tǒng)
多年以來(lái)，我國(guó)路燈的管理和控制手段主要采取以下手段：開(kāi)關(guān)燈采取時(shí)控方式；故障巡檢依靠人工巡查的方式。隨著城市的擴(kuò)大，路燈數(shù)量的迅速增長(zhǎng)，這種控制方式在故障實(shí)時(shí)監(jiān)控處理、按需控制、節(jié)能等方面已越來(lái)越不能適應(yīng)城市發(fā)展。
城市道路照明的智能化控制對(duì)路燈的節(jié)能起到了巨大的推動(dòng)作用，在線路前端通過(guò)內(nèi)置的可編程控制器、時(shí)間繼電器，光敏控制器等對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，利用計(jì)算機(jī)有線或無(wú)線的傳輸方式，動(dòng)態(tài)的對(duì)路燈遠(yuǎn)距離實(shí)施控制和管理，能準(zhǔn)確的報(bào)出故障，合理的開(kāi)關(guān)路燈，避免因早開(kāi)或晚關(guān)造成的能源的浪費(fèi)，十分有效得達(dá)到節(jié)能的目的。
六、加強(qiáng)維護(hù)和管理，提高電能利用率
城市道路照明節(jié)能除技術(shù)措施外，還可以通過(guò)加強(qiáng)管理手段實(shí)現(xiàn)，如定期清掃和維護(hù)照明設(shè)備、燈具等對(duì)節(jié)能也有重要的現(xiàn)實(shí)意義。若燈具擦拭、維護(hù)周期為半年或一年，維護(hù)系數(shù)可以保持在0.65以上，長(zhǎng)期不進(jìn)行擦拭或者擦拭不徹底，維護(hù)系數(shù)會(huì)降低到0.3~0.4。也就是通過(guò)加強(qiáng)維護(hù)清掃提高路燈光源光通量利用率，可以在滿足照明數(shù)量和質(zhì)量的前提下選用較小功率的光源，達(dá)到節(jié)能的目的。
七、結(jié)束語(yǔ)
城市道路照明節(jié)能是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，涉及多方面的內(nèi)容，設(shè)計(jì)中應(yīng)制定一套完善的節(jié)能措施，合理地確定道路照明照度標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制道路照明的功率密度值，選擇高效的光源和照明燈具，優(yōu)化線路，采用先進(jìn)的智能化照明控制技術(shù)，提高能源利用效率，減少不必要的能源浪費(fèi)。
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