市政道路照明電氣節(jié)能設(shè)計(jì)分析

深圳市西倫土木結(jié)構(gòu)有限公司 楊貴香

1 我國城市道路照明技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 部分照明設(shè)計(jì)不合理

目前在我國城市路燈照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，大多數(shù)都是鹵素?zé)艉透邏衡c燈，這些燈主要都是通過氣體放電來實(shí)現(xiàn)照明，所以電能消耗情況十分嚴(yán)重。城市路燈照明通常都是從晚上六點(diǎn)一直到第二天清晨六點(diǎn)，這樣長時(shí)間的工作方式也導(dǎo)致了燈泡壽命大大降低，在電力資源方面也會(huì)產(chǎn)生大量消耗，久而久之對(duì)于電力企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行會(huì)造成十分嚴(yán)重的影響，使其負(fù)擔(dān)進(jìn)一步增大。

此外，由于LED照明燈是近年才開始投入使用，所以該燈具在室外照明環(huán)境中的應(yīng)用技術(shù)并不完善，LED一直以來都處于研發(fā)實(shí)驗(yàn)階段，并沒有得到全面推廣，在整體的應(yīng)用設(shè)計(jì)等方面往往也存在不同程度的問題或限制，這對(duì)于市政道路工程的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)工作也會(huì)造成十分嚴(yán)重的影響，甚至可能造成大氣的污染，因此針對(duì)此類問題要高度重視，并從根本上進(jìn)行應(yīng)對(duì)和處理，這樣才能促進(jìn)照明的節(jié)能環(huán)保。

1.2 照明系統(tǒng)線路改造不合理

在城市路燈照明系統(tǒng)線路改造過程中存在很多不合理的地方，像線路輸壓過低導(dǎo)致的電力荷載能力較弱，在剛步入夜間的時(shí)間段正是車輛和人流量較多的時(shí)間，這也對(duì)城市照明用電負(fù)荷造成了一定的負(fù)擔(dān)，如電壓較小會(huì)對(duì)照明亮度造成影響。但在夜間后半階段城市供電負(fù)荷會(huì)在很大程度上降低，在這樣的情況下就會(huì)大幅度提高電壓，由此導(dǎo)致路燈的亮度也會(huì)變得更亮，然而這種非常規(guī)的路燈會(huì)導(dǎo)致比較大的電能和資源的浪費(fèi)，不符合節(jié)能環(huán)保的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)。

另外在線路的改造方面往往存在不同程度的問題，并沒有充分融入節(jié)能環(huán)保的相關(guān)理念，對(duì)于各類設(shè)計(jì)和線路改造等相關(guān)工作，往往都沒有進(jìn)行嚴(yán)格的控制和應(yīng)對(duì)處理，因此導(dǎo)致照明系統(tǒng)不符合節(jié)能環(huán)保的要求，這對(duì)于整個(gè)電路體系的可持續(xù)發(fā)展和城市照明的良性循環(huán)都會(huì)造成十分嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致較大的能源浪費(fèi)等相關(guān)問題。這時(shí)電壓會(huì)有所提高，路燈亮度也就變得更強(qiáng)。然而這樣非常規(guī)的路燈照明會(huì)造成非常嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象，同時(shí)路燈照明壽命也會(huì)大幅度縮減。從以往線路改造方式來看，升壓與降壓都是可以降低照明線路負(fù)荷的有效措施，但缺點(diǎn)是會(huì)降低線路的使用壽命。

1.3 路燈照明間距和亮度不合理

在市政建設(shè)規(guī)劃中，必須要合理設(shè)計(jì)城市路燈的照明間距和照明亮度，且在一些中心地段，如果路燈設(shè)計(jì)十分密集且亮度相對(duì)較高，那么就會(huì)使中心區(qū)域的亮度格外刺眼，這樣過于明亮的照明也會(huì)對(duì)行人和過往車輛造成影響，人眼在這樣高強(qiáng)度燈光亮度刺激下會(huì)產(chǎn)生眩光情況，同時(shí)也導(dǎo)致了亮度并沒有應(yīng)用到實(shí)際需求的區(qū)域。通過具體調(diào)研可以看到在城市的路燈照明間距方面往往不夠科學(xué)合理，并沒有充分做好全面深入的調(diào)研和分析工作，因此導(dǎo)致路燈的照明質(zhì)量不能得到顯著提升，對(duì)于城市的發(fā)展會(huì)造成嚴(yán)重限制，此外在路燈的照明亮度方面往往也不符合相對(duì)應(yīng)的要求和運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，在城市的規(guī)劃建設(shè)方面往往存在不同程度的漏洞設(shè)計(jì)，缺乏精準(zhǔn)性和合理性，因此導(dǎo)致市政道路工程的監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)重大的污染問題，甚至不能導(dǎo)致不同程度的行車不夠安全穩(wěn)定等相關(guān)問題，嚴(yán)重影響到行人的舒適度和滿意度。

因此，針對(duì)此類問題要高度重視，從根本上進(jìn)行應(yīng)對(duì)和處理。從實(shí)際調(diào)查情況來看，車燈的間距和照明的亮度往往涉及不夠科學(xué)合理，此類情況在城市規(guī)劃建設(shè)中普遍存在，對(duì)城市路燈的實(shí)用性和設(shè)計(jì)都缺少了科學(xué)性，所以真正用于城市道路照明的路燈設(shè)計(jì)僅占三分之一，其余大部分都被當(dāng)作裝飾。此外這樣的路燈設(shè)計(jì)也會(huì)造成電力資源大量浪費(fèi)，對(duì)生態(tài)環(huán)境也會(huì)造成一定的破壞。

2 市政路燈照明技術(shù)的未來應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

2.1 全面推廣綠色照明光源

在我國社會(huì)快速進(jìn)步和節(jié)能減排政策的影響下，綠色照明在未來將會(huì)得到普及應(yīng)用，所以相關(guān)部門需在綠色照明技術(shù)方面加大研究力度，現(xiàn)今我國已研發(fā)出了多樣化的節(jié)能照明設(shè)備，在一定程度上推動(dòng)了節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，然而從綠色照明技術(shù)發(fā)展規(guī)劃來看仍存在很多問題。對(duì)此還要加大路燈節(jié)能技術(shù)的研究力度，充分借鑒國外先進(jìn)的技術(shù)理論來重點(diǎn)開發(fā)新能源，使路燈綠色節(jié)能照明技術(shù)能夠得到普及應(yīng)用。

另外，還可挑選節(jié)能效果十分優(yōu)良的節(jié)能燈、太陽能路燈及LED路燈等，始終堅(jiān)持以現(xiàn)代化城市建設(shè)的整體性為主，分析不同的道路環(huán)境情況，針對(duì)節(jié)能路燈進(jìn)行更有效的應(yīng)用，選擇更切實(shí)可行的光源和綠色證明體系，這樣才能呈現(xiàn)出更加良好的路燈照明效果是照明技術(shù)，體現(xiàn)出節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用效能，同時(shí)在綠色照明光源方面要進(jìn)行更加廣泛的推行和有效應(yīng)用，這樣才能充分體現(xiàn)出更切實(shí)可行的節(jié)能效果，使得綠色的節(jié)能霧燈在實(shí)際的應(yīng)用過程中可體現(xiàn)出良好的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)而為市政路燈取得可持續(xù)發(fā)展提供必要的保障，在實(shí)踐的過程中要不斷的優(yōu)化和完善相對(duì)應(yīng)的路燈體系和綠色光源技術(shù)。要選用最合適的節(jié)能路燈，以此來確保綠色節(jié)能路燈工程建設(shè)更加順利。

2.2 構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化控制

為能提高城市建設(shè)的照明質(zhì)量，須挑選性價(jià)比更加合理的照明控制系統(tǒng)，可利用國內(nèi)生產(chǎn)及國外引進(jìn)的方法，來將大量的照明控制系統(tǒng)應(yīng)用到城市路燈建設(shè)規(guī)劃當(dāng)中，嚴(yán)格按照相對(duì)應(yīng)的規(guī)劃內(nèi)容和設(shè)計(jì)策略，在充分滿足不同城市照明區(qū)域的基礎(chǔ)之上，使照明要求得到充分的滿足，與此同時(shí)也要充分匹配智能化自動(dòng)化控制系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)體系進(jìn)行不斷的優(yōu)化和改建，以此確保整體照明質(zhì)量得到顯著提升，在照明控制質(zhì)量，控制效能等方面不斷的改進(jìn)和完善，同時(shí)要以當(dāng)前的照明技術(shù)和光源體系為著手點(diǎn)，進(jìn)一步優(yōu)化和完善融入全新的技術(shù)和自動(dòng)化管理模式，這樣才能體現(xiàn)出良好的技術(shù)融合效果。同時(shí)也可充分體現(xiàn)出良好的照明質(zhì)量照明效率，在更大程度上滿足不同區(qū)域的照明需求，以此使該技術(shù)呈現(xiàn)出更為顯著的發(fā)展效能和應(yīng)用價(jià)值。在滿足不同城市照明區(qū)域需求的前提下，構(gòu)建符合自身發(fā)展情況的照明控制系統(tǒng)。

同時(shí)，路燈的設(shè)計(jì)和運(yùn)營過程中也要充分結(jié)合不同的地理位置變化，情況進(jìn)一步明確外界的環(huán)境因素和運(yùn)行需求，在掌握各類影響因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行更科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按照相對(duì)應(yīng)的開關(guān)燈的具體時(shí)間使得電能能夠得到切實(shí)的節(jié)約，同時(shí)也要充分結(jié)合具體的運(yùn)行要求，對(duì)于整個(gè)電路進(jìn)行靈活有效的設(shè)計(jì)，這樣才能更有效的優(yōu)化和完善相對(duì)應(yīng)的控制體系，使其實(shí)現(xiàn)智能化自動(dòng)化的控制和管理，同時(shí)在具體的運(yùn)行過程中也可通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制和運(yùn)行，然后進(jìn)一步有效連接無線網(wǎng)絡(luò)，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男问?，?duì)于路燈的具體運(yùn)行要求，運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不斷的改進(jìn)和完善，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的調(diào)整和優(yōu)化，這對(duì)于路燈照明的有效設(shè)計(jì)和自動(dòng)化、智能化的發(fā)展都有著巨大的推動(dòng)作用。

要面對(duì)不同的地理位置變化和外界環(huán)境變化等因素，以此為依據(jù)設(shè)計(jì)開關(guān)燈時(shí)間，對(duì)其進(jìn)行靈活調(diào)整。在城市道路照明系統(tǒng)中還要進(jìn)行合理的智能化控制，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)再通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞絹砜刂坡窡舻倪\(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而滿足遠(yuǎn)程監(jiān)督管理的需求，現(xiàn)如今應(yīng)用最為廣泛的控制系統(tǒng)就是集中式控制系統(tǒng)和集散式控制系統(tǒng)。

其中，集中式控制系統(tǒng)主要可分為手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種模式，手動(dòng)操作的過程中，在路燈上安裝相對(duì)應(yīng)的運(yùn)行開關(guān)，同時(shí)要匹配相對(duì)應(yīng)的應(yīng)急處理設(shè)施和自動(dòng)化裝置，在具體的安裝和運(yùn)維管理過程中都要進(jìn)行不斷的改進(jìn)完善和優(yōu)化，在運(yùn)行過程中可能存在的問題或者不足，然后在根本上進(jìn)行應(yīng)對(duì)和處理，這樣才能體現(xiàn)出更為顯著的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)在系統(tǒng)化完善化的運(yùn)行管理制度的作用之下，使得運(yùn)行體系更為規(guī)范，并且在實(shí)踐的過程中有效落實(shí)，以此使路燈照明系統(tǒng)和各類技術(shù)能夠有效融合形成一體化的運(yùn)行效果，同時(shí)在自動(dòng)化、智能化的管控方面體現(xiàn)出良好的運(yùn)行效能，以此使得市政道路路燈建設(shè)和運(yùn)行效率得到更顯著的提升，進(jìn)而有更為切實(shí)可行的運(yùn)行體系和發(fā)展機(jī)制，這對(duì)于城市照明系統(tǒng)的優(yōu)化和完善以及城市發(fā)展質(zhì)量的提升都有著關(guān)鍵性的作用，可以在路燈安裝以及檢修過程中應(yīng)用。

而自動(dòng)控制則可將微機(jī)技術(shù)與控制技術(shù)相結(jié)合，控制照明路燈回路開關(guān)，并安排先關(guān)管理人員來統(tǒng)一管理照明路燈。此外，在照明燈具內(nèi)部還不需要固定的調(diào)節(jié)器，對(duì)燈光亮度能夠進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，優(yōu)化功率降低和功率提高方面的工作。

而集散式控制系統(tǒng)指的就是在原有集中式路燈控制技術(shù)的基礎(chǔ)之上添加遠(yuǎn)程單燈智能控制體系，該控制系統(tǒng)能夠兼容各種類型的光源，起到了良好的調(diào)節(jié)和控制作用。同時(shí)單燈控制還具備一定的自組網(wǎng)能力，利用自身獨(dú)特的中繼轉(zhuǎn)發(fā)能力能夠在不同的環(huán)境中提高通信效率，最大限度地滿足線路需求，適應(yīng)路燈電路系統(tǒng)的升級(jí)要求，在不同區(qū)域路燈維修過程中也能夠降低成本投入。

在單燈控制系統(tǒng)中具體包含了集成控制器和終端控制器等結(jié)構(gòu)，不同的控制器其效果也各不相同，但都能夠通傳輸以及接收命令來控制路燈系統(tǒng)中的整條回路，結(jié)合通信傳輸過程中所產(chǎn)生的信息進(jìn)行分析，進(jìn)而能夠全面監(jiān)控各個(gè)區(qū)域路燈使用情況和具體故障問題。此外自動(dòng)化控制系統(tǒng)還能夠利用3D數(shù)字化補(bǔ)著色的形式展示出路燈內(nèi)部具體線路的連接情況，相關(guān)工作人員可掌握其中運(yùn)行參數(shù)，以此來強(qiáng)化回路監(jiān)管效果。

利用集散式路燈控制系統(tǒng)能合理掌握每個(gè)區(qū)域路燈的具體應(yīng)用情況，對(duì)于個(gè)別問題展開針對(duì)性分析。在此過程中還可以利用手機(jī)、電腦等終端設(shè)備來提高管理效率，使路燈集中式控制系統(tǒng)具備良好的靈活性和節(jié)能性。

2.3 形成LED路燈驅(qū)動(dòng)電路

現(xiàn)如今在很多城市照明系統(tǒng)建設(shè)中都應(yīng)用了LED照明路燈，該類型路燈中的交流供電部分比太陽能LED路燈的負(fù)載更小，并且具備了十分強(qiáng)大的抗干擾能力。從LED路燈內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路和鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)情況來看，在具體運(yùn)行過程中，主要原理就是將交流電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓，在轉(zhuǎn)換過程中能將電壓與電流進(jìn)行匹配。且該驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)過程較簡單，LED陣列非常少。

此外，在驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)過程中還可融合電壓與電流控制反饋環(huán)節(jié)，確保各個(gè)方面能夠協(xié)同推薦，有效融合，這樣可在更大程度上有效突破外界因素的負(fù)面影響，同時(shí)在環(huán)境條件等相關(guān)方面也要進(jìn)行技術(shù)性的應(yīng)對(duì)和處理，在各類影響因素的動(dòng)態(tài)變化的背景下，對(duì)于路燈驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行有效控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的運(yùn)行和處理，這樣可有效適應(yīng)外界的溫度變化情況，在動(dòng)態(tài)調(diào)整的過程中，使其應(yīng)用效能和運(yùn)行價(jià)值得到更充分的體現(xiàn)。這樣就能克服外界環(huán)境溫度變化問題，對(duì)LED燈光顏色作出改變，進(jìn)而改變傳統(tǒng)缺陷問題，與此同時(shí)還能使其具備過流過壓保護(hù)功能，大大延長了LED路燈的使用壽命。

2.4 與傳統(tǒng)高壓鈉燈的節(jié)能優(yōu)勢(shì)比較

LED路燈由于自身消耗的功率非常小，所以在綠色節(jié)能方面要比傳統(tǒng)的高壓鈉燈表現(xiàn)更好?，F(xiàn)今常見的城市主干道路照明系統(tǒng)基本上都是功率在500W以上的高壓鈉燈，在應(yīng)用過程中的光效表現(xiàn)十分優(yōu)秀，但鎮(zhèn)流器功率消耗方面卻較高，而同等功率的LED路燈在電力消耗方面卻明顯低于高壓鈉燈，二者相比較的情況下，在大功率照明系統(tǒng)中，LED照明方式的能源消耗更加經(jīng)濟(jì)和環(huán)保同時(shí)，在節(jié)能優(yōu)勢(shì)方面體現(xiàn)出更大的價(jià)值。

在具體的應(yīng)用過程中，針對(duì)路燈的使用效率來說，通過高壓鈉燈的有效應(yīng)用，可體現(xiàn)出全空間的發(fā)光效果，同時(shí)在實(shí)際的運(yùn)行過程中也可充分控制相對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率，結(jié)合相對(duì)應(yīng)的光照要求對(duì)其進(jìn)行不斷的調(diào)整和完善，在融入各類新材料核心技術(shù)的基礎(chǔ)之上，使其呈現(xiàn)出更為顯著的節(jié)能環(huán)保的效應(yīng)，同時(shí)在對(duì)其進(jìn)行不斷的改進(jìn)和優(yōu)化的過程中，實(shí)現(xiàn)更加良好的轉(zhuǎn)型升級(jí)，不斷的優(yōu)化發(fā)展，以此在融入節(jié)能環(huán)保理念的過程中體現(xiàn)出更為顯著的應(yīng)用價(jià)值，因此在節(jié)能優(yōu)勢(shì)方面受到越來越多城市和人員的關(guān)注和認(rèn)可，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行更廣泛的推行。

如果從路燈使用效率來看，高壓鈉燈所采用的都是全空間發(fā)光，它的發(fā)光尺寸不符合光學(xué)設(shè)計(jì)需求，光源輸出率在80%左右，但是只有不到一般的光源照射到道路使用范圍內(nèi)。與之相比，LED路燈采用的是趨近于點(diǎn)光源的單側(cè)發(fā)光，光源輸出率最大可以達(dá)到90%以上。從上述情況分析來看，LED白光燈是城市路燈照明的最佳選擇，在節(jié)能方面也展現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)，符合我國節(jié)能減排，提高效益的最初建設(shè)目標(biāo)。