市政道路照明設(shè)計(jì)探討

王佳章 周加育

中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司 湖北 武漢 430000

引言

近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)市政道路照明的要求逐漸增高，不僅需要滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需求，也要具備一定美觀性。在具體實(shí)踐中，市政道路照明設(shè)計(jì)應(yīng)遵循安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理等原則，明確照明控制方式、供電半徑，并積極引入節(jié)能技術(shù)和措施，盡可能降低能源消耗。同時(shí)，對(duì)于道路照明接地系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題，實(shí)施針對(duì)性改進(jìn)措施，包括防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面，切實(shí)保障整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，降低意外事故發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。本文闡述市政道路照明設(shè)計(jì)的相關(guān)要點(diǎn)，旨在為類(lèi)似工作奠定一定理論基礎(chǔ)。

1 市政道路照明的設(shè)計(jì)原則

對(duì)于一個(gè)城市而言，道路照明工程建設(shè)效果反映了經(jīng)濟(jì)實(shí)力、現(xiàn)代化發(fā)展程度等，不僅需要考慮設(shè)施的美觀度、實(shí)用性，也不能盲目追求造型美，導(dǎo)致成本投資、電能資源消耗過(guò)多，需堅(jiān)持安全可靠、技術(shù)先進(jìn)等基本原則，創(chuàng)造舒適、和諧的照明環(huán)境。

1.1 安全可靠

在市政道路照明設(shè)計(jì)中，安全可靠是基本原則，需確保相關(guān)照明設(shè)施施工方便，排除潛在危險(xiǎn)因素，盡可能提高系統(tǒng)運(yùn)行安全性、可靠性，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，降低意外事故發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，切實(shí)維護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1.2 技術(shù)先進(jìn)

積極引入新技術(shù)和新方法，優(yōu)化和改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，促使節(jié)能環(huán)保理念落到實(shí)處[1]。在實(shí)際設(shè)計(jì)施工時(shí)，盡可能選擇高效節(jié)能產(chǎn)品，并積極應(yīng)用節(jié)能控制技術(shù)，減少電能等資源消耗。通過(guò)科學(xué)的照明設(shè)計(jì)，可以有效減少道路照明引起的負(fù)面影響，比如光污染等，實(shí)現(xiàn)以人為本，營(yíng)造良好的城市環(huán)境。

1.3 經(jīng)濟(jì)合理

設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性、合理性與使用效果有直接相關(guān)性，在獲得理想照明效果的基礎(chǔ)上，盡可能降低工程成本投資。同時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，最大程度減少不必要的能源浪費(fèi)，控制經(jīng)濟(jì)成本投入，工程投入使用后應(yīng)滿(mǎn)足行人、車(chē)輛視覺(jué)需求。

1.4 節(jié)能環(huán)保

在道路照明工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，工作人員需重視節(jié)能環(huán)保，道路照明可以有效改善夜晚黑暗的情況，但是如果照明設(shè)施過(guò)多或者不科學(xué)，會(huì)影響周?chē)h(huán)境的舒適性，還可能導(dǎo)致溫室效應(yīng)等負(fù)面影響，威脅人們的身體健康。在追求美觀度的同時(shí)，切勿對(duì)照明效果造成影響，更要重視工程投資、電能花費(fèi)的控制。

1.5 維修方便

維修的方便性也是工程應(yīng)用效果的影響因素，道路照明投入使用后，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，可能會(huì)出現(xiàn)一定故障，如果維修不方便，便會(huì)影響實(shí)際工作效率。設(shè)計(jì)人員需考慮這一點(diǎn)，避免選擇結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)比較困難的設(shè)施，避免影響相關(guān)部門(mén)工作效率，損害其經(jīng)濟(jì)效益。

2 市政道路照明的控制及其供電半徑的合理確定

如果市政道路照明不完善，可能會(huì)引起交通意外發(fā)生，尤其是在拐彎的區(qū)域，容易出現(xiàn)視覺(jué)盲區(qū)，從而導(dǎo)致安全事故，無(wú)法為行人和車(chē)輛提供良好的出行環(huán)境，嚴(yán)重威脅人們生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)，由于夜晚可視性差，也給犯罪分子提供了行動(dòng)機(jī)會(huì)。對(duì)此，需積極完善照明系統(tǒng)，根據(jù)道路等級(jí)、寬度等，合理明確供電半徑、照明控制等，進(jìn)一步降低交通事故發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，也可以有效減少犯罪案件的發(fā)生，比如盜竊、搶劫等。

2.1 道路照明控制方式

在市政道路照明工程設(shè)計(jì)方面，控制方式比較多，包括光控、手控以及時(shí)控等，以光電、定時(shí)兩種方法比較常用，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行合理選擇。其中，定時(shí)控制主要是選擇微機(jī)智能監(jiān)控、微電腦控制等裝置，而光電控制的方式主要是使用光控開(kāi)關(guān)[2]。道路照明屬于社會(huì)服務(wù)范疇，在選擇控制方式時(shí)，需充分考慮人民群眾需求，保證安全性和可靠性的同時(shí)，選擇節(jié)能產(chǎn)品和技術(shù)，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，優(yōu)化照明方案，合理選擇單側(cè)燈隔亮、全夜亮燈等多種方式。在照明水平方面，通常保持主干路的照度不低于30Lx，而次干路照度不低于20Lx，支路照度不低于10Lx。

2.2 供電半徑

為保證道路照明符合標(biāo)準(zhǔn)，需合理控制供電半徑，而實(shí)際供電半徑信息取決于線(xiàn)路末端電壓數(shù)值。設(shè)計(jì)人員需嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，將末端電壓控制在合理范圍，最低為額定電壓的90%，最高為額定電壓的105%，并做好復(fù)核工作。供電半徑并非空間距離，而是線(xiàn)路距離，在計(jì)算壓降時(shí)，需選擇點(diǎn)荷載的方式，借助專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)軟件，明確標(biāo)準(zhǔn)的電壓降。在實(shí)際工作中，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，通常選擇三相間隔配電的形式，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，將供電半徑控制在700～800m，電纜截面積通常為16、25mm2。

3 市政道路照明節(jié)能措施

近年來(lái)，綠色環(huán)保理念已經(jīng)深入人心，城市發(fā)展也需遵循節(jié)能減排理念，合理控制成本投入的同時(shí)，積極引入先進(jìn)技術(shù)，摒棄落后技術(shù)和設(shè)施，減少能源過(guò)度浪費(fèi)。在市政道路照明工程設(shè)計(jì)時(shí)，如果可以遵循綠色節(jié)能理念，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，選擇節(jié)能設(shè)備設(shè)施，降低照明線(xiàn)路無(wú)功損耗，便可以為社會(huì)節(jié)約大量能力資源，有利于推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)利益最大化。

3.1 對(duì)市政道路的照明進(jìn)行合理設(shè)計(jì)

政府相關(guān)部門(mén)需重視道路照明規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中，從功能定位出發(fā)，將其納入正式整體規(guī)劃中，從根本上把控設(shè)計(jì)的科學(xué)性、規(guī)范性。根據(jù)路網(wǎng)系統(tǒng)、道路寬度以及周?chē)h(huán)境等，明確合理的照明標(biāo)準(zhǔn)，尤其是照度值，切勿盲目提高照明亮度，應(yīng)結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求和標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的亮度。一般情況下，中小城市選擇標(biāo)準(zhǔn)值中的偏低擋位，大型城市選擇較高檔位的亮度[3]。以照明方式的選擇為例，需綜合路網(wǎng)、道路等級(jí)等因素，選擇單側(cè)、雙側(cè)對(duì)稱(chēng)、中心對(duì)稱(chēng)等照明方式，比如城市立交，建議選擇高桿照明的方法?；谙嚓P(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，主干道、快速道使用雙側(cè)對(duì)稱(chēng)布置，其他道路可以選擇交錯(cuò)布置或者單側(cè)模式，既能夠滿(mǎn)足照明需求，也可以合理控制能源消耗。同時(shí)，反復(fù)計(jì)算、比較，不斷優(yōu)化安裝間距、高度，在滿(mǎn)足照明功率密度值等標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，取最佳參數(shù)值。此外，在條件允許的情況下，添加智能照明控制設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備智能控制，從而優(yōu)化裝置設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)，保證照明時(shí)間科學(xué)合理，有效節(jié)約電能資源。在道路照明系統(tǒng)中，智能控制可以提高系統(tǒng)運(yùn)行效率和效果，降低實(shí)際人工成本投入，也可以實(shí)現(xiàn)安全性保障。

3.2 合理選擇光源和燈具

道路照明的光源類(lèi)型比較多，需根據(jù)使用需求、成本控制等因素合理選擇，目前主要采用LED燈源。LED燈具有零污染、壽命長(zhǎng)、功耗低等優(yōu)勢(shì)，屬于新型節(jié)能技術(shù)，與普通照明燈相比，其照明效率更高，利用二次電子光學(xué)原理，能夠有效抑制漫反射，視覺(jué)體驗(yàn)更為清晰。LED燈能夠在相同配置器條件下實(shí)現(xiàn)良好的電流控制，有利于節(jié)約成本、降低電磁損耗，與低碳環(huán)保理念相契合。與此同時(shí)，LED燈使用壽命更長(zhǎng)，廣泛應(yīng)用于道路路燈建設(shè)中，也可以有效減少日常維護(hù)工作，從而降低市政工作成本投入。但是，LED燈也存在一定不足之處，可能受到配光類(lèi)型的影響，出現(xiàn)不同程度照明不均勻情況，從視覺(jué)上可見(jiàn)忽明忽暗，同時(shí)容易受到天氣因素的影響，穿霧能力相對(duì)不足。

在燈具選擇方面，也應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格考察，防止帶來(lái)安全隱患，應(yīng)首要考慮功能性，再考慮燈具觀賞性。市政道路照明主要包括雙側(cè)以及單側(cè)兩種風(fēng)格，前者可以兼顧主干道、人行道，照明效果良好，因此實(shí)際使用時(shí)一般會(huì)選擇雙側(cè)。不同道路的寬度有所差異，設(shè)計(jì)時(shí)需結(jié)合路面寬度考慮，并適當(dāng)調(diào)整高度、燈泡角度等。一般情況下，我國(guó)城市道路燈桿高度為8m～12m不等，某些主干道可以適當(dāng)提高。

3.3 合理安排運(yùn)行時(shí)間

對(duì)于全夜、半夜燈，根據(jù)實(shí)際需求選擇間隔亮燈、熄燈的形式，如果是雙側(cè)布燈，應(yīng)避免選擇一側(cè)路燈關(guān)閉的方法，雖然這種方法可以靈活、方便控制，經(jīng)濟(jì)性好，但是照度均勻度偏低。采用雙光源照明器的道路，可以在出行需求不高的時(shí)間段關(guān)閉一只光源，管理比較方便，也可以解決照度均勻度的問(wèn)題。部分地區(qū)會(huì)選擇微電腦時(shí)間控制，結(jié)合具體的日出、日落時(shí)間考慮，明確合適的打開(kāi)和關(guān)閉燈源時(shí)間。但是由于天氣燈因素的影響，時(shí)間開(kāi)關(guān)時(shí)間有明顯差別，容易出現(xiàn)誤差，效率也不高，因此需逐漸摒棄這種方法，使用遠(yuǎn)程集中控制、智能化控制，進(jìn)一步提高工作效率。在具體實(shí)踐中，根據(jù)季節(jié)變化情況、所處地理位置，調(diào)整開(kāi)關(guān)燈時(shí)間，采用時(shí)控、光控結(jié)合的手段，將天然光照度15lx作為開(kāi)燈標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)積極構(gòu)建智能化控制系統(tǒng)，引用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程檢測(cè)、遙控路燈的運(yùn)行，并實(shí)時(shí)監(jiān)控故障問(wèn)題，達(dá)到科學(xué)管理的效果，進(jìn)一步提高系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，也有利于節(jié)能環(huán)保。

3.4 做好定期維護(hù)工作

路燈長(zhǎng)期在露天環(huán)境下，受到雨淋、暴曬以及灰塵等干擾，導(dǎo)致故障問(wèn)題或者影響運(yùn)行效率。隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，反光板等也會(huì)出現(xiàn)銹蝕，逐漸附著粉塵、油污，影響實(shí)際光通量，導(dǎo)致燈具效率顯著下降，而低效率燈嚴(yán)重浪費(fèi)了電能。對(duì)此，需定期做好燈具維護(hù)，根據(jù)具體使用情況，科學(xué)制定維護(hù)計(jì)劃，確保燈具處于正常狀態(tài)，保持較高發(fā)光效率，從而更好地實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能。為減輕維護(hù)工作負(fù)擔(dān)，應(yīng)盡量選擇節(jié)能環(huán)保、高質(zhì)量產(chǎn)品，避免投入使用后頻繁出現(xiàn)故障，導(dǎo)致人力資源成本增加，工作負(fù)擔(dān)加重。此外，認(rèn)真履行巡查職責(zé)，及時(shí)排查相關(guān)隱患和缺陷，并進(jìn)行針對(duì)性解決，消除不良因素的影響。

4 道路照明接地系統(tǒng)存在的問(wèn)題及解決辦法

4.1 TN接地系統(tǒng)

TN接地系統(tǒng)包括TN-S、TN-C、TN-C-S三種型式，市政道路照明工程一般選擇TN-S系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于線(xiàn)路比較長(zhǎng)，如果發(fā)生接地故障問(wèn)題，會(huì)出現(xiàn)接地故障電流小的情況，從而影響電流保護(hù)器正常工作，無(wú)法順利將故障電流切斷。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，要在低壓配電線(xiàn)路上，合理安裝過(guò)負(fù)荷保護(hù)、短路保護(hù)等裝置，尤其是短路等情況。在具體實(shí)踐過(guò)程中，可以利用短路防護(hù)電器，減小短路危害，主要是在電流造成相應(yīng)傷害前，及時(shí)將電源完全切斷，并確保額定電流符合標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 TT接地

TT接地主要是使金屬外殼直接接地，從而實(shí)現(xiàn)電路保護(hù)作用，如果由于絕緣損壞、相線(xiàn)碰殼燈原因，導(dǎo)致金屬外殼帶電，可以有效避免觸電危險(xiǎn)。此方法比較適合接地保護(hù)分散的環(huán)境下，考慮到漏電電流過(guò)低時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)熔斷器無(wú)法熔斷的情況，需合理增設(shè)相應(yīng)保護(hù)器。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)N線(xiàn)重復(fù)接地等問(wèn)題，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)潛在隱患，需進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化和改進(jìn)。N線(xiàn)重復(fù)接地可能是由于人為操作錯(cuò)誤或者絕緣損壞所致，設(shè)備外殼與中性線(xiàn)相連，使得正常電流通過(guò)大地流入斷路器，引起相應(yīng)的誤動(dòng)作，嚴(yán)格影響系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。此外，強(qiáng)化燈具防護(hù)措施，選擇長(zhǎng)期防護(hù)性能強(qiáng)以及高性能硅膠密封接縫位置的燈具，避免水分進(jìn)入內(nèi)部，引起保護(hù)裝置誤動(dòng)作。

5 結(jié)束語(yǔ)

在城市建設(shè)中，市政道路照明是非常重要的設(shè)施，主要承擔(dān)著照明的功能，能夠保證自然光源不足的情況下行人、車(chē)輛行駛安全，提高日常生活和工作的便利性，同時(shí)也可以美化城市環(huán)境。從某種程度上來(lái)看，道路照明設(shè)計(jì)效果也是城市現(xiàn)代化建設(shè)實(shí)力的體現(xiàn)。設(shè)計(jì)是道路照明系統(tǒng)工程的前期工作，需結(jié)合具體需求，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、道路等級(jí)等，科學(xué)制定相關(guān)設(shè)計(jì)方案，確保滿(mǎn)足安全節(jié)能等原則。在具體實(shí)踐過(guò)程中，需合理選擇道路照明控制方式，明確供電半徑，并完善道路照明節(jié)能措施，針對(duì)接地系統(tǒng)常見(jiàn)的問(wèn)題，予以相應(yīng)的有效處理，確保市政道路照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性。