城市路燈管理中節(jié)能設(shè)計(jì)的分析

摘 要 隨著我國(guó)“綠色照明工程”在路燈照明中的實(shí)施，越來(lái)越多的節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品在路燈照明工程中得到廣泛應(yīng)用。本文針對(duì)路燈照明中節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，并提出了相關(guān)的節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞 路燈照明；設(shè)計(jì)；節(jié)能；措施

中圖分類號(hào) TM923 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-（2012）112-0155-01

路燈照明節(jié)能設(shè)計(jì)主要的途徑有兩種：一是加裝節(jié)能控制設(shè)備，二是采用高效的節(jié)能型光源，也就是使用發(fā)光效率高的光源。從實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)看，第一途徑用于新建的照明工程。對(duì)于已有的照明工程，因需更換所有燈具，初期投入資金和人力比較大，在不能分批分次更新燈具的照明場(chǎng)所，這樣做一次性投入太大，使許多單位望而卻步。

1 城市路燈照明設(shè)計(jì)中存在的問題

1.1 城市照明設(shè)計(jì)運(yùn)行不符合實(shí)際

據(jù)調(diào)查，我國(guó)很多中小型城市在午夜12點(diǎn)后，道路上人流車流明顯減少，凌晨2點(diǎn)以后，道路上更是人煙稀少。在這樣低交通流量的道路上仍然保持較高的照度是明顯沒有必要的。另外，在半夜后因電網(wǎng)電壓普遍升高，照明光源功耗隨之增加，但光源的使用壽命減少，增加了路燈照明設(shè)施的維護(hù)成本。因此，可以根據(jù)不同路段、時(shí)段，考慮降低標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能降耗的作用。

1.2 城市照明設(shè)計(jì)未嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行

在部分城市道路建設(shè)中，路燈照明設(shè)計(jì)沒有嚴(yán)格按照《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ45-2006）執(zhí)行，有的城市要求照明越亮越好，燈桿間距偏小，單燈功率偏高；照度嚴(yán)重超標(biāo)，有些道路照度甚至超過100LX，但道路縱向均勻度、交匯區(qū)照度等標(biāo)準(zhǔn)仍不達(dá)標(biāo)。有的城市盲目選用多火燈，重裝飾輕功能，道路的照明標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo)。《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ45-2006）中有明確的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)中的照明功率密度值（LPD）執(zhí)行。

1.3 高效節(jié)能產(chǎn)品推廣力度不足

隨著半導(dǎo)體（LED）照明產(chǎn)業(yè)和太陽(yáng)能技術(shù)的發(fā)展， 涌現(xiàn)了二種高效節(jié)能照明產(chǎn)品，即LED照明光源和太陽(yáng)能電源，LED照明雖然發(fā)光效率高，但投資成本過大，推廣受到限制。太陽(yáng)能路燈雖然節(jié)能效果好，由于受到太陽(yáng)光年總輻射量和蓄電池功率及使用壽命等因素的影響，目前道路照明尚未大規(guī)模推廣使用。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在陰雨天地區(qū)，太陽(yáng)能蓄電池的功率大約是額定功率的5-15%。因此，LED照明和太陽(yáng)能路燈技術(shù)的發(fā)展有待進(jìn)一步提高。但在夜景照明中，LED光源色彩豐富、形態(tài)多變、程序化控制的特點(diǎn)可以得到淋漓盡致地發(fā)揮，所以推廣迅速。

2 路燈照明設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

2.1 設(shè)計(jì)時(shí)采用電容補(bǔ)償，提高功率因數(shù)

路燈光源目前基本采用氣體放電燈，應(yīng)用最廣泛的是高壓鈉燈，其功率因數(shù)一般在0.45以下，導(dǎo)致路燈線路無(wú)功功率較大。因此在《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ45-2006）中，要求氣體放電燈應(yīng)加電容補(bǔ)償，補(bǔ)償后線路的功率因數(shù)應(yīng)不小于0.85。由于路燈設(shè)施是均勻分布在道路縱向兩側(cè)，單燈功率小且功率分散，由路燈電源至路燈燈具的低壓配電線路較長(zhǎng)，道路照明系統(tǒng)產(chǎn)生的損耗主要發(fā)生在這一段。因此，單燈分散補(bǔ)償優(yōu)于路燈電源處集中補(bǔ)償。

2.2 設(shè)計(jì)采用靈活的控制方式降低路燈功耗

對(duì)于現(xiàn)行安裝于快車道路燈的雙側(cè)對(duì)稱布置（或者雙側(cè)交錯(cuò)布置）的雙胃雙燈或一高一低路燈，可以實(shí)施全夜燈和半夜燈運(yùn)行方案，也就是在前半夜，兩個(gè)光源全亮，后半夜關(guān)閉其中一個(gè)光源。在人流、車流大大減少的時(shí)候，可以實(shí)施降低路燈標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)運(yùn)行，即在保證照明標(biāo)準(zhǔn)均勻度基本不變的前提下，降低充度和照度標(biāo)準(zhǔn)，由快車道路燈運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)降低為主千道運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。這種關(guān)閉半數(shù)光源的方式節(jié)電效果直接而且顯著，節(jié)能運(yùn)行時(shí)段節(jié)能達(dá)50%，總體約在30%左右。如果城市路燈實(shí)施了集中控制，這種方式十分方便、靈活，就是在重大活動(dòng)期間也可以很快地調(diào)整路燈的運(yùn)行方案。

3 城市路燈照明節(jié)能設(shè)計(jì)的措施

1）全面合理的控制方式路燈照明設(shè)計(jì)應(yīng)采用光控、時(shí)控相結(jié)合的方式，并具備手控方式。照明設(shè)施還應(yīng)設(shè)置全夜、半夜分組控制，通過控制關(guān)掉半夜燈組， 來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的。如機(jī)動(dòng)車道采用全夜燈，人行道采用半夜燈。可采用下半夜能自動(dòng)降低燈泡功率的功率轉(zhuǎn)換型鎮(zhèn)流器，以降低燈泡消耗的功率。以上方式可以結(jié)合道路實(shí)際，選用一種或多種方式相結(jié)合，節(jié)能效果明顯。

2）選用光效高的照明光源在適當(dāng)考慮光源顯色性的基礎(chǔ)上，使用高效光源，是照明節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。目前技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛的道路照明光源是高壓鈉燈、金屬鹵化物燈。LED光源是照明領(lǐng)域的又一個(gè)重大技術(shù)創(chuàng)新。LED燈的耗電量?jī)H為普通白熾燈的1/10，而其壽命卻可延長(zhǎng)100倍，特別符合綠色照明的理念和要求。但是由于技術(shù)的原因，LED和相比傳統(tǒng)照明光源在成本和發(fā)光效率較差，在道路照明領(lǐng)域的應(yīng)用上有待于進(jìn)一步的開發(fā)和研究，但在夜景照明領(lǐng)域應(yīng)用良好。

3）選用優(yōu)質(zhì)電器元件高壓鈉燈和金屬鹵化物燈等氣體放電燈，在燃點(diǎn)時(shí)都是弧光放電，燈泡負(fù)的伏安特性，即電流增大時(shí)，燈泡電壓不是升高而是下降，必須串聯(lián)一具有門的伏安特性的元件來(lái)平衡這種負(fù)特性，具有此特性的元件稱為限流器或鎮(zhèn)流器。普遍采用的是電感鎮(zhèn)流器，其本身有一定的功率損耗。優(yōu)質(zhì)鎮(zhèn)流器具備阻抗穩(wěn)定性和伏安性好，功率因素高，功率損耗低等特點(diǎn)。這樣才能穩(wěn)定燈泡工作電流，延長(zhǎng)燈泡使用壽命。

4）合理確定照明標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行建設(shè)部頒布的《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ45-2006），照明標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，包含照度（或亮度）、均勻度、眩光限制、環(huán)境比等等。而在達(dá)到照明標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)還要滿足照明節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，所以道路照度（或亮度）的設(shè)計(jì)指標(biāo)并不是越高越好。首先，根據(jù)城市規(guī)模和道路等級(jí)，按照快速路、主干路、次干路、支路合理設(shè)計(jì)照明標(biāo)準(zhǔn)值。通常做出幾種方案進(jìn)行分析比較，從中選取既經(jīng)濟(jì)合理又節(jié)能的方案。

5）降低無(wú)功損耗，合理確定供電半徑現(xiàn)在城市供電質(zhì)量不斷提高，電網(wǎng)電壓日趨穩(wěn)定正常，而到下半夜當(dāng)用電明顯減少時(shí)，供電電壓升高較多，則照明用電量的功耗也隨之上升。現(xiàn)在有關(guān)單位制造節(jié)能器，安裝在照明線路內(nèi)，能按照設(shè)置的電壓值自動(dòng)投入運(yùn)行，當(dāng)電網(wǎng)電壓低于設(shè)置電壓時(shí)，負(fù)載電壓直接由電網(wǎng)供電，節(jié)能器不參加工作，當(dāng)電網(wǎng)電壓高于設(shè)置電壓時(shí)，節(jié)能器自動(dòng)投入工作，電網(wǎng)電壓經(jīng)節(jié)能器降壓供給負(fù)載， 使照明設(shè)備始終在額定電壓下運(yùn)行。

6）采用計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控系統(tǒng)。隨著路燈數(shù)量的迅猛增加，其管理維護(hù)工作成為路燈管理部門的沉重負(fù)擔(dān)。采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)路燈開關(guān)燈時(shí)間的科學(xué)規(guī)范，根據(jù)季節(jié)和天氣變化自動(dòng)確定開關(guān)燈時(shí)間，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)一般具有遙控、遙信、遙測(cè)功能，并能夠自動(dòng)備份數(shù)據(jù)，自動(dòng)報(bào)警，可以極大地提高路燈維護(hù)的工作效率。

4 結(jié)論

總之，隨著我國(guó)照明事業(yè)的不斷發(fā)展，照明技術(shù)的不斷提高，路燈照明節(jié)能設(shè)計(jì)是路燈管理中很重要的一項(xiàng)前提工作，只有經(jīng)過不斷的探索，實(shí)踐，為了節(jié)能，應(yīng)在各種照明的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和條例中把照明節(jié)能作為重點(diǎn)列入其中，并采取經(jīng)濟(jì)辦法支持照明節(jié)能，照明節(jié)能工作也會(huì)得到重視和較大的發(fā)展。

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