城市路燈照明的施工管理以及綠色節(jié)能技術(shù)

展興瑋 杜鈺

1. 江蘇馨玥照明科技有限公司 江蘇 南京 210046；2. 南京路燈工程建設(shè)有限責(zé)任公司 江蘇 南京 210046

引言

在持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略下，我國不斷加強節(jié)能環(huán)保技術(shù)的研究，尤其在各類建設(shè)工程中，作為城市基礎(chǔ)設(shè)施，我國也針對路燈照明系統(tǒng)提出相應(yīng)要求，尤其在節(jié)能技術(shù)的運用方面。需要充分考慮現(xiàn)存缺陷，通過改進完善綠色節(jié)能技術(shù)，滿足城市發(fā)展需求，其次要加強施工過程管理，在施工前做好科學(xué)合理的規(guī)劃，以此來降低城市照明系統(tǒng)能源損耗過大的問題，全面落實國家的節(jié)能政策，通過融入綠色節(jié)能技術(shù)，實現(xiàn)城市可持續(xù)性發(fā)展目標(biāo)。

1 城市路燈照明施工中存在的問題

當(dāng)前城市照明施工中存在重建設(shè)、輕管理的現(xiàn)象，后期維護管理工作跟不上，導(dǎo)致路燈照明系統(tǒng)使用效率降低，尤其在缺少管理的條件下，城市路燈照明系統(tǒng)難以落實責(zé)任。在后期運維管理過程中，路燈巡檢工作流程不具體、日常維護管理標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，加之當(dāng)前智慧多功能桿、綜合桿建設(shè)，對城市照明管線的穩(wěn)定性要求大幅提高，缺乏完備的管理流程也會造成后期運維工作難以得到保障[1]。

2 城市路燈照明施工管理方法

2.1 規(guī)范路燈布局

在很多城市照明系統(tǒng)中存在施工布局不合理的問題，比如路燈點位設(shè)置距離過近，而其他區(qū)域內(nèi)偶有缺燈少燈現(xiàn)象，在施工過程中間距與高度都是影響整體照明效果的重要因素，布局不規(guī)范必然會造成無謂的資源消耗。在設(shè)計階段應(yīng)充分考慮燈具功率、照明范圍、桿件高度等關(guān)鍵因素，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，如樹木遮擋、居民樓間距等。目前，我國主要采取縱向間距30～50m的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，間距不能過大，以保證照明均勻度。因此項目前期必須深入現(xiàn)場進行勘察，確保路燈間距符合實際需求，通過合理布局發(fā)揮出路燈照明的最大化作用，以此來節(jié)約能源消耗。

2.2 統(tǒng)一施工管理

對于城市道路來說路燈照明系統(tǒng)必不可少，作為基礎(chǔ)設(shè)施必須保證符合需求，除了融入綠色節(jié)能技術(shù)理念外，施工中同樣應(yīng)加強項目管理意識，總結(jié)其中存在的問題，通過優(yōu)化完善，實現(xiàn)增強路燈照明系統(tǒng)性能。當(dāng)前可以采取統(tǒng)一的施工管理措施，針對路燈照明系統(tǒng)制定管理標(biāo)準(zhǔn)，避免多部門建設(shè)與管理的現(xiàn)象存在。另外，路燈照明系統(tǒng)涉及道路開挖、管線敷設(shè)等施工環(huán)節(jié)，為了確保路燈設(shè)施的外觀協(xié)調(diào)、安全穩(wěn)定，必須加強對隱蔽工程和關(guān)鍵工序的管理和把控，同時考慮到經(jīng)濟實用性能，盡量選擇與該道路及周邊配套相匹配的燈型，從而實現(xiàn)功能與美觀結(jié)合的目標(biāo)。

2.3 加強施工控制

在城市照明施工中應(yīng)加強各個環(huán)節(jié)的控制，由于以往施工建設(shè)存在諸多問題，導(dǎo)致路燈照明效果不理想，比如沒能提前做好規(guī)劃設(shè)計，施工后路邊綠化樹木遮光，無法發(fā)揮出最佳照明功能，降低了城市路燈照明系統(tǒng)的價值，同時浪費掉照明中消耗的電力能源，而這一現(xiàn)象就是施工控制不足造成的。在施工過程中必須嚴(yán)格審核作業(yè)流程，判斷是否與城市照明需求相符合，能否達到預(yù)期的設(shè)計效果。另外，施工過程中應(yīng)加強部門配合，聯(lián)合當(dāng)?shù)氐木G化部門與規(guī)劃部門，為路燈照明系統(tǒng)施工提供便利，最大限度發(fā)揮出照明功能。

2.4 完善施工流程

2.4.1 現(xiàn)場勘察。在城市照明系統(tǒng)施工前應(yīng)充分考慮好各項參數(shù)，因此，首先必須深入施工現(xiàn)場做好勘察測量，對不同點位、方向進行因地制宜的系統(tǒng)分析。其次，對運行環(huán)境也應(yīng)做細(xì)致摸排，如施工過程中是否存在高壓線等高空障礙物，是否有樹木綠化遮擋照明，路燈點位周邊是否靠近居民臥室，以及道路的具體寬度、等級、行車速度、行政區(qū)屬等等，這樣才能更好地確定路燈具體高度與間距，符合城市照明系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范要求。

2.4.2 基坑開挖。根據(jù)圖紙上的位置標(biāo)注，進行基坑和溝槽挖掘，澆筑混凝土養(yǎng)護，并通過安裝基礎(chǔ)螺栓保護帽、涂擦黃油、粘貼防水膠袋等措施，避免螺栓在混凝土養(yǎng)護期間出現(xiàn)銹蝕、損壞。施工中應(yīng)還應(yīng)注意路燈溝槽開挖的安全性，當(dāng)日開挖當(dāng)日回填，做好安全圍擋，避免安全事故的發(fā)生。另外，由于城市道路地下管線錯綜復(fù)雜，施工過程中還應(yīng)提前與其他管線單位做好安全、技術(shù)交底，避免因交叉作業(yè)出現(xiàn)沖突造成損壞。

2.4.3 敷設(shè)電纜。敷設(shè)電纜是城市照明施工中非常重要的環(huán)節(jié)之一，施工前應(yīng)對電纜進行絕緣電阻檢測，阻值應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)。敷設(shè)電纜時，電纜應(yīng)從盤的上端引出，不應(yīng)使電纜在支架上及地面摩擦拖拉。電纜外觀應(yīng)無損傷，絕緣良好，不得有鎧裝壓扁、電纜絞擰、護層折裂等機械損傷。應(yīng)提前檢查電纜保護管，不應(yīng)有孔洞、裂縫和明顯的凹凸不平，內(nèi)壁應(yīng)光滑無毛刺，金屬電纜管應(yīng)采用熱鍍鋅管、鑄鐵管或熱浸塑鋼管。電纜埋設(shè)深度應(yīng)符合設(shè)計要求：綠地、車行道下不應(yīng)小于0.7m，人行道下不應(yīng)小于0.5m，在凍土地區(qū)應(yīng)敷設(shè)在凍土層以下。城市路燈施工彎曲半徑可以大于外徑的15倍，另外電纜敷設(shè)對整體質(zhì)量存在重大影響，因此施工中必須注意安全，禁止用力拉扯線纜，并在施工結(jié)束后加強防盜措施。

2.4.4 立桿吊裝。吊裝立桿前應(yīng)做好全面檢查，包括燈具、燈桿、燈臂，確保各個連接部位安全可靠，各種螺栓緊固，宜加墊片和防松裝置，緊固后螺絲露出螺母不得少于兩個螺距，最多不宜超過五個螺距。施工過程中注意周邊環(huán)境，對可能會影響路燈的高壓線路、綠化設(shè)施進行調(diào)整，提前制定有效的規(guī)避措施，設(shè)置好安全警示標(biāo)志，加強施工現(xiàn)場管理。如遇設(shè)計要求或現(xiàn)場條件約束，不能避免將路燈安裝在易受碰撞區(qū)域時，應(yīng)在燈桿周圍加設(shè)防撞裝置。安裝時將燈桿固定在基礎(chǔ)法蘭上，吊裝高度應(yīng)基于燈桿能夠垂直于地面的原則，同時控制好偏差不應(yīng)大于2°。安裝好固定措施后設(shè)置混凝土保護結(jié)面防止螺栓、法蘭裸露生銹和保證美觀整齊，最后還需嚴(yán)格按照規(guī)范驗收[2]。

3 城市路燈施工綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用策略

3.1 轉(zhuǎn)變設(shè)計理念

2020年，我國首次提出“碳達峰、碳中和”目標(biāo)，并與今年發(fā)布了相關(guān)意見，面對雙碳時代下的形勢，城市照明行業(yè)正處于長期發(fā)展戰(zhàn)略機遇期，建設(shè)時，應(yīng)避免能耗雙控簡單化處理和一刀切問題，在守住民生的基礎(chǔ)上提高能源使用效率，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。由于傳統(tǒng)城市照明設(shè)計大多選用功率較高的鈉燈燈具，不符合國家倡導(dǎo)的綠色節(jié)能理念。除了功耗大的問題以外，傳統(tǒng)城市照明系統(tǒng)還會給日常生活帶來諸多影響，包括容易引發(fā)嚴(yán)重的光污染、在居民休息時過于明亮的燈光降低睡眠質(zhì)量等。對于城市照明系統(tǒng)的設(shè)計來說，要實現(xiàn)綠色節(jié)能環(huán)保，必須在施工中協(xié)調(diào)好材料節(jié)能和管理節(jié)能的關(guān)系，結(jié)合現(xiàn)代綠色節(jié)能理念，在不同區(qū)域應(yīng)該采取不同的光源強度措施。如主城核心區(qū)域的路燈照明效果應(yīng)適當(dāng)加強，為城市的夜生活帶來便利，反之居民區(qū)與交通區(qū)域內(nèi)，則應(yīng)提前測算，確保燈光照明程度科學(xué)合理，既符合需求又不會造成負(fù)面影響，有效降低能源消耗。

3.2 合理選擇光源

在城市路燈照明系統(tǒng)中，想要實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，應(yīng)注意與光源的光效、光衰指標(biāo)聯(lián)系，在施工過程中應(yīng)該充分考慮顯色性、使用壽命以及啟動特性，推廣選擇光效高、使用年限長的LED燈具光源。當(dāng)前，全球已經(jīng)進入半導(dǎo)體照明時代，半導(dǎo)體熒光燈（LED）因其具有顯著的優(yōu)越性，正在逐步替代以高壓鈉燈為代表的氣體放電燈。首先在節(jié)能方面，與高壓鈉燈相比LED路燈的功耗下降了35%以上，節(jié)電效率可達60%以上。其次在使用壽命方面，高壓鈉燈使用壽命為4000h左右，而LED燈具使用壽命則為50000h以上，正常使用可達8年以上，損壞率低。再次在光通亮方面，高壓鈉燈長時間使用后，燈罩陳舊對透光 率影響較大，而LED燈具卻無此困擾。在綠色環(huán)保方面，與傳統(tǒng)的高壓鈉燈不同，LED為無汞光源，對生態(tài)環(huán)境無污染。另外在光的控制及參數(shù)調(diào)整方面，高壓鈉燈不具備可控性，但LED燈具卻具備高可控性，如果在節(jié)能改造的過程中引入自動控制技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，就能更充分地發(fā)揮出LED照明的優(yōu)勢，將LED照明的節(jié)能性提升到70%～80%，更好地實現(xiàn)按需照明。

3.3 設(shè)置無功補償

首先，在傳統(tǒng)功率電網(wǎng)中，可能會出現(xiàn)電壓下降、焦耳損失等問題，無法提供有效的功，而無功功率在輸電線與變壓器中進行流動，就會造成有功功率損耗、無功功率損耗、電壓降。通過設(shè)置無功補償可有效改善以上問題，并且大幅提高用戶功率因數(shù)，城市照明系統(tǒng)的使用效率也會因此得到增強，從而達到節(jié)約能源消耗的目的。其次，加強無功功率的有效控制，有利于優(yōu)化供電質(zhì)量、電力系統(tǒng)本身的抗干擾能力等，電力系統(tǒng)動態(tài)性能也會因此得到完善，全面提升城市照明系統(tǒng)供電安全性、穩(wěn)定性?，F(xiàn)階段我國城市照明系統(tǒng)中，大多采取2種不同的無功補償形式。第一，在路燈箱變低壓側(cè)位置，安裝無功功率補償裝置；第二，每個燈具單獨設(shè)置補償裝置，應(yīng)根據(jù)實際情況選擇無功補償方法，如單相供電適用于分散單燈無功功率補償，三相四線供電的條件下，更適合集中分段補償。

3.4 科學(xué)合理的控制方式

城市照明系統(tǒng)應(yīng)選擇科學(xué)合理的控制方法，首先在照明度水平方面，前半夜可以盡量滿足實際需求，而后半夜行人減少、車輛減少的時候降低標(biāo)準(zhǔn)，通過降低道路照明程度來節(jié)約能源消耗。比如主干道區(qū)域降低為次干道進行照明，其他區(qū)域都可以降低30%照明亮度。為了能夠滿足降低照明度水平等級的目標(biāo)，應(yīng)在施工中安裝單燈控制終端，通過單燈調(diào)光功能實現(xiàn)后半夜自動降低光源功率50%~70%。另外在城市照明中，選用自動化監(jiān)控系統(tǒng)也有利于節(jié)約電能消耗，對路燈展開遠程監(jiān)督管理，同時有利于提高城市路燈照明系統(tǒng)的運行效率。

3.5 優(yōu)化配電線路減少損耗

對于城市路燈照明系統(tǒng)來說由于線路較長，也會造成大量能源的消耗，并且線路損耗往往會影響路燈的照明效果，因此，可以針對路燈線路進行優(yōu)化設(shè)計，例如通過提高電纜截面，起到降低線路消耗的作用，另外，城市在后半夜用電量會大大減少，此時電壓會逐步升高，長時間保持這種狀態(tài)對燈具的使用壽命造成影響，同時會增加能源消耗。這個問題可以通過使用單燈控制終端和遠程遙測系統(tǒng)進行解決，通過微電子技術(shù)優(yōu)化城市路燈照明系統(tǒng)，正常運行的條件下，調(diào)整達到最佳的照明水平，節(jié)約電力能源的消耗。

3.6 應(yīng)用智能運維控制體系

城市照明系統(tǒng)后續(xù)的運營維護同樣至關(guān)重要，很多建設(shè)單位只注重施工過程管理，并沒有加強后續(xù)的運營維護控制，導(dǎo)致節(jié)能效果并不明顯。應(yīng)采取智能控制管理系統(tǒng)，借助現(xiàn)代人工智能技術(shù)實現(xiàn)運營管理，以此來提高城市路燈照明系統(tǒng)的自動化水平。例如在路燈上安裝相應(yīng)的智慧化設(shè)備，并覆蓋到整個行人區(qū)域和車輛區(qū)域，在運行過程中獲取外界環(huán)境中的自然光源，按照相關(guān)指標(biāo)進行自動調(diào)節(jié)，通過控制照明亮度實現(xiàn)節(jié)約電力能源消耗的目標(biāo)。另外，安裝智慧化設(shè)備后也能實時監(jiān)測行人、車輛，在有需求條件下提高照明亮度，保障行人與車輛的安全。在季節(jié)變化時自然光源也會存在巨大差異，借助智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)對路燈照明的開閉進行調(diào)節(jié)、控制，同時借助感應(yīng)器監(jiān)測氣象條件，如在陰天大霧時自動開啟路燈，發(fā)揮出城市路燈系統(tǒng)的最大價值[3]。

4 結(jié)束語

路燈作為城市發(fā)展建設(shè)中不可或缺的部分，由于自身電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)相對龐大、復(fù)雜，給施工帶來了諸多困難，為了保證城市照明系統(tǒng)完善，施工中必須采用有效的監(jiān)督管理方法，從項目設(shè)計入手，加強施工過程管控打造節(jié)能高效的路燈系統(tǒng)。另外在環(huán)境、能源問題日漸嚴(yán)峻的當(dāng)下，城市照明工程應(yīng)結(jié)合綠色節(jié)能技術(shù)，嚴(yán)格遵循國家提出的綠色環(huán)保理念與各項施工規(guī)范，加強綠色節(jié)能技術(shù)的研發(fā)，促使城市照明工程持續(xù)性發(fā)展，在日常生活中起到長效化作用。通過合理設(shè)計提高照明系統(tǒng)性能，降低運行過程中的能源消耗，符合現(xiàn)代環(huán)保經(jīng)濟性理念。