道路節(jié)能照明

曹彬

路燈作為一種公共設(shè)施，對(duì)社會(huì)治安、交通、安全和方便人民生活都起著重要性的保障作用。能源是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)、是人類(lèi)賴(lài)以生存的最基本的條件之一。20世紀(jì)70年代世界性的能源危機(jī)，促使了各國(guó)對(duì)能源問(wèn)題的高度重視，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，目前世界各國(guó)消耗的總能量中約有15%～20%用于發(fā)電，而電能的9%～ 20%用于照明。全世界照明消耗的能量約占總能量的5%左右，在能源嚴(yán)重短缺的情況下，節(jié)省照明用電也成了節(jié)約能源的一個(gè)重要方面。CIE（國(guó)際照明委員會(huì)）專(zhuān)門(mén)通過(guò)節(jié)能決議，呼吁各國(guó)采取措施，節(jié)約照明耗能；

在我國(guó)，照明水平雖然不高，但照明中能量浪費(fèi)是十分明顯的。如果照明標(biāo)準(zhǔn)不全，照明光源發(fā)光效率底，燈具的損失大，照明設(shè)計(jì)方法不妥和維護(hù)管理工作不善以致工業(yè)與民用建筑、城市街道、廣場(chǎng)等場(chǎng)所照明不良、照度水平該高的地方不高，該低的地方反而很亮，耗電多，達(dá)到的照度水平低，照明質(zhì)量差，既不利于人們勞動(dòng)或其他活動(dòng)的視覺(jué)工作，而且造成了照明能量的嚴(yán)重浪費(fèi)，同時(shí)，我國(guó)幅員廣大，天然光資源豐富而沒(méi)用得到充分的利用，不少場(chǎng)所白天不得不開(kāi)燈工作而造成電能的大量消耗。面對(duì)我國(guó)能源短缺、電力生產(chǎn)不能滿足國(guó)家建設(shè)需要的現(xiàn)狀、照明節(jié)能應(yīng)引起照明工作者和公眾的高度重視。提高照明技術(shù)水平，杜絕照明中能源浪費(fèi)現(xiàn)象，是每個(gè)照明工作者責(zé)無(wú)旁貸的義務(wù)

近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)城市的高速發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的快速繁榮以及人們對(duì)生活水平低和環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高，城市道路照明和城市夜景照明已經(jīng)成為城市規(guī)劃、建設(shè)和管理中的一項(xiàng)重要工作。然而，照明的快速發(fā)展，也使電能消耗越來(lái)越大，在講求美觀的同時(shí)我們更應(yīng)該重視節(jié)能。

道路照明的目的（object of roadway lighting）是當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)夜間行駛在公路上時(shí)，能夠?qū)⒈匾囊曈X(jué)信息傳遞給公司，事先防止由于視覺(jué)信息不足而出現(xiàn)的交通事故，同時(shí)，可以增加和保證夜間道路交通的安全以及舒適感。

道路照明節(jié)能設(shè)計(jì)（the design of roadway lighting）是要求實(shí)施的道路照明在滿足其目的的基礎(chǔ)上，盡可能地減少能源消耗。要求設(shè)計(jì)者不但要熟練掌握道路照明設(shè)計(jì)要點(diǎn)、熟悉道路照明設(shè)計(jì)規(guī)范，而且要對(duì)設(shè)計(jì)道路作充分的調(diào)研，避免因?qū)Φ缆沸再|(zhì)定位過(guò)高而造成不必要的能源浪費(fèi)

據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)年照明用電量占總發(fā)電量的10%左右,而且以低效照明為主,節(jié)能潛力很大。在具體工作中,電氣節(jié)能設(shè)計(jì)既不能以犧牲建筑功能、損害使用需求為代價(jià),也不能盲目增加投資、為節(jié)能而節(jié)能。因此,為解決傳統(tǒng)節(jié)能技術(shù)能源浪費(fèi)大的問(wèn)題,新一代建筑電氣技術(shù)正在試圖采用各種先進(jìn)的控制方式對(duì)傳統(tǒng)建筑電氣設(shè)備進(jìn)行有效的控制。

1選用自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)

提高城市照明管理水平,采用先進(jìn)技術(shù)和科技手段,分時(shí)間段對(duì)道路照明系統(tǒng)電壓的調(diào)整、控制,用智能化的控制方式達(dá)到節(jié)約道路照明綜合費(fèi)用的目的(電費(fèi)和維修費(fèi)用),與城市的亮麗工程并不矛盾,相反還可將節(jié)約的大筆資金再投入其他的城市建設(shè)及城市亮化工程項(xiàng)目中去。

現(xiàn)行的城市照明控制是通過(guò)線控方式一級(jí)帶動(dòng)一級(jí)控制開(kāi)關(guān)的。隨著城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,路燈控制范圍越來(lái)越大,現(xiàn)行的控制方法無(wú)法及時(shí)反映路燈和景觀燈的運(yùn)行情況。在運(yùn)行過(guò)程中的故障只有等巡視人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后才能發(fā)現(xiàn),或者被動(dòng)地等待市民電話反映,因此難以做到及時(shí)維修。城市照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)是隨數(shù)字化城市發(fā)展的需要而產(chǎn)生的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng),通過(guò)對(duì)各種照明設(shè)施的遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào),實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的管理和監(jiān)測(cè),提供了高效的城市管理手段,節(jié)約了大量的能源消耗,通過(guò)采用靈活的光控和時(shí)控策略,實(shí)時(shí)地進(jìn)行管理和控制。系統(tǒng)通過(guò)雙功率鎮(zhèn)流器進(jìn)行照明監(jiān)控,具有良好的節(jié)能效果。我國(guó)多個(gè)城市道路、高速公路及特大型橋梁的照明控制中得到應(yīng)用,節(jié)省了一般性的人力資源,提高了工作效率,產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控管理能極大的提高了城市照明管理水平,在城市照明節(jié)能占有相當(dāng)大的比例。

2選用優(yōu)質(zhì)電器元件,注意維護(hù)

要進(jìn)行節(jié)電,使用節(jié)能照明系統(tǒng)是最直接和最有效的方法?，F(xiàn)行采用的燈具主要是高壓汞燈、高壓鈉燈和金屬鹵化物燈等,都是氣體放電燈,氣體放電燈都有較高的啟動(dòng)電壓和低放電維持電壓,當(dāng)燈通過(guò)高壓?jiǎn)?dòng)后,電壓下降,電流加大,如不加限制,燈電流將不斷加大致使燈燒毀,所以必須在放電的點(diǎn)燈回路中串接一個(gè)與燈類(lèi)型,規(guī)格匹配的鎮(zhèn)流器來(lái)提供使燈啟動(dòng)的高啟動(dòng)電壓,并限制燈電流使之穩(wěn)定在所規(guī)定的范圍。高品質(zhì)的電感鎮(zhèn)流器有良好的穩(wěn)壓性能,能穩(wěn)定輸入功率和輸出光通量,在電源、電壓偏差很大時(shí),仍能保持光源恒定功率,穩(wěn)定光照度,有利于節(jié)能,以及起點(diǎn)可靠等因素還可使燈管壽命延長(zhǎng)。如250W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。如果在選用配套鎮(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。

燈具的主要作用是把光源的光通量分配到需要的方向,以提高光的利用率和避免眩光。因此在推動(dòng)照明節(jié)能工作中,選擇高效合理配光的路燈具有很大的節(jié)能潛力。選擇中,應(yīng)注意燈具的反光板,高效反光板是一個(gè)介于燈管與燈座間的新式結(jié)構(gòu)的反射裝置,主要技術(shù)是應(yīng)用點(diǎn)光源反射光學(xué)原理,以及修正改良的光學(xué)曲率,配合納米鍍膜鏡面處理,表面滿布凹凸巢面結(jié)構(gòu),使產(chǎn)品本身的光反射率達(dá)到99%以上,將光源利用率發(fā)揮到光輸出極限。在選用具有高效反光板的燈具的同時(shí)還要注意選擇透光性能好的防護(hù)罩,如透光玻璃或有機(jī)玻璃;再就是保證密封性能,盡可能地減少由于污染造成光的損失。燈具效率是指在規(guī)定條件下測(cè)得的燈具所發(fā)射的光通量值與燈具內(nèi)所有光源發(fā)出的光通量測(cè)定值之和的比值。任何材料制成的燈具對(duì)于光源幅射的光通量在經(jīng)過(guò)反射和透射時(shí),其效率總是小于1。假設(shè)同一功率的光源,一只配用效率較高的燈具,其光通量的70% -80%得到利用,另一只配用效率較低的燈具,光通量只有40% -50%得到利用。兩者比較,效率低的燈具其光源所消耗的功率將近30%白白浪費(fèi)了,未能發(fā)揮其作用,這—點(diǎn)往往被忽視。因此,選擇燈具時(shí)應(yīng)盡量選擇配光曲線好、效率較高的燈具。另外,燈具在使用過(guò)程中不可避免地會(huì)被污染,勢(shì)必造成光的損失,定期檢修維護(hù)是確保電氣設(shè)備正常工作運(yùn)行的基本保證,否則光源所消耗的功率大部分就浪費(fèi)掉了。所以,選擇燈具時(shí)要選擇密封性能達(dá)到IP55以上的燈具,以減少維護(hù)工作量。在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí),燈照明光源的選擇也應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,應(yīng)根據(jù)不同的使用場(chǎng)合、各種節(jié)能光源的光效及主要技術(shù)指標(biāo)來(lái)選擇,以使其具有盡可能高的光效,達(dá)到照明節(jié)能的效果。

3減少供電損耗,縮小供電距離

目前,城市零點(diǎn)后用電負(fù)荷減少,電壓就升高,這樣不但縮短了燈泡的壽命,也增加了不必要的能量消耗。這種情況下,可以安裝一種智能燈光節(jié)電器。智能燈光節(jié)電器應(yīng)用于路燈系統(tǒng)中具有高效節(jié)電的作用,是利用微電子技術(shù)對(duì)路燈供電系統(tǒng)電能質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化處理。在不影響設(shè)備正常使用的前提下,它輸出一個(gè)最優(yōu)的功率(最優(yōu)照度),達(dá)到節(jié)約用電和延長(zhǎng)用電設(shè)備使用壽命的雙重功效。智能燈光節(jié)電器由微處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)精密檢測(cè)和監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)大功率穩(wěn)壓,不間斷小電流切換技術(shù),并根據(jù)實(shí)際需要可選配分時(shí)段控制方式、照度控制方式、遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)集中控制等方式,真正實(shí)現(xiàn)燈光智能化。控制程序一經(jīng)設(shè)定,設(shè)備將自動(dòng)根據(jù)設(shè)定程序調(diào)節(jié)照明負(fù)載的電壓和電流,平衡控制輸出功率,改善功率因數(shù),降低了無(wú)功損耗,達(dá)到節(jié)約用電的目的。在路燈設(shè)計(jì)中也要控制供電線路的距離,選擇合理導(dǎo)線截面,減少由于線路過(guò)長(zhǎng)產(chǎn)生的電壓損耗。

4整體規(guī)劃設(shè)計(jì)布局

照明行業(yè)的專(zhuān)家們也在呼吁政府,對(duì)于景觀照明亮度普遍超標(biāo)的問(wèn)題,建筑物景觀照明要杜絕“攀比”心理,建設(shè)前要進(jìn)行審批,對(duì)超標(biāo)需要有具體的處罰措施。目前在國(guó)內(nèi),推廣室外照明節(jié)能從管理層面存在權(quán)責(zé)交叉的問(wèn)題,市政部門(mén)、建設(shè)部門(mén)、節(jié)能工作行政主管部門(mén)有必要進(jìn)行足夠的交流和溝通,采取切實(shí)有效的管理機(jī)制和措施。只有管理部門(mén)將工作做到實(shí)處,將監(jiān)管切實(shí)跟上,才能真正推進(jìn)城市照明節(jié)能工作。我們希望城市的夜景在照亮的同時(shí),能夠不僅美觀而且更加節(jié)能。因此可行穩(wěn)定務(wù)實(shí)的城市照明節(jié)能環(huán)保改造工程勢(shì)在必行,開(kāi)展現(xiàn)有照明工程的節(jié)能改造,積極推廣“綠色照明”,大量使用LED(發(fā)光二極管)照明產(chǎn)品取代傳統(tǒng)、耗電的霓虹燈。在改造完成后,其耗電量大幅下降。政府并適當(dāng)干預(yù),做出景觀照明的時(shí)間限制,并采用合理的管理辦法,以有效節(jié)約能源。據(jù)了解,目前歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家在城市路燈照明方面已經(jīng)實(shí)行合同能源管理,最成功的案例在挪威首都奧斯陸(5萬(wàn)盞路燈),最高節(jié)能達(dá)到70%(其中30%靠管理和調(diào)整功率實(shí)現(xiàn)節(jié)能,40%靠換燈)。

5結(jié)束語(yǔ)

城市照明節(jié)能是一項(xiàng)長(zhǎng)期的重要任務(wù),只有經(jīng)過(guò)不斷探索、實(shí)踐,從大處著眼,小處著手,才能找到真正達(dá)到節(jié)能效果的方法,使有限的電能發(fā)揮更大的效益,創(chuàng)造一個(gè)安全、舒適、經(jīng)濟(jì)、有益的環(huán)境并充分體現(xiàn)現(xiàn)代化文明的照明系統(tǒng)。