城市照明节能设计问题探讨

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　　摘要：随着我国经济建设的发展和人民生活水平的提高，城市道路照明作为城市基础设施的重要组成部分，日益得到人们的重视。如今，城市路灯设施的管理水平已成为反映一个城市发展速度和水平的重要标志，这就对城市道路照明设计管理工作者提出了更高的要求。随着道路照明的规模及数量越来越大，其能耗所占比重逐年增加，耗电量及其可观，因此道路照明节电以成为不容忽视的问题。本文从工程设计出发，分析了多种路灯系统节能途经和方式。
　　关键词： 道路照明 节能设计 照度选择节能灯具
　　随着我国经济建设的发展和人民生活水平的提高，城市道路照明作为城市基础设施的重要组成部分，日益得到人们的重视。如今，城市路灯设施的管理水平已成为反映一个城市发展速度和水平的重要标志，这就对城市道路照明设计管理工作者提出了更高的要求。随着道路照明的规模及数量越来越大，其能耗所占比重逐年增加，耗电量及其可观，因此道路照明节电以成为不容忽视的问题。建设部为此特别颁发了《“十一五”城市绿色照明规划纲要》，明确要求“以2005年底为基数，年城市照明节电目标5%，5年(2006～2010年)累计节电25%”。为达到这一目标可以从路灯的配电系统、控制方式、灯具配件等方面加以控制。
　　本文从设计的角度，就如何以更加合理的方式来实现道路照明系统的节能谈谈个人的一些看法。
　　一、 照度的选择
　　选择最佳的照度是我们在设计工作中最先考虑的方面。首先要为所设计的道路选择合适的照度值；其次是采用适当的计算及设计方式通过对路灯的布置、光源的选择达到合适的照度。在设计中应杜绝为体现所谓的“形象工程”、“面子工程”而盲目的提高照度标准的现象出现。
　　根据2007年7月1日实施的《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006，并参照同行业有关资料以及本人在设计过程中的实际经验将照度标准进一步细分（见表1），建议按照表1标准以及道路所在城市的性质和规模、交通信号的完善程度、道路与周边环境分隔状况在表中高档值与低挡值之间选取照度。
　　
　　
　　照度确定以后可按照以下三种方式进行照度计算：①利用系数法,该方法计算粗糙，且无法确定均匀度。②手工逐点计算法计,该方法算精度虽高，但需要收集大量的灯具资料，计算工作量也很大。③软件计算法，该方法快速方便地确定灯具布置形式、杆高、路灯间距、光源容量，实现合适的照度，避免或减少路灯系统设计的盲目性。根据本人的实际使用经验，建议使用德国专业照明设计软件DIALux进行照度的选择及演算，该软件囊括了国内外大多数灯具生产厂家的产品信息，能够快速进行照度计算、灯具布置、光源选择等，是比较理想的设计软件。
　　
　　
　　二、 光源的选择
　　光源、灯具是城市道路照明的核心要素，光源的光效和灯具的效益直接影响到能源的合理利用。我国目前普遍采用的路灯照明灯具以高压钠灯和金卤灯等气体放电灯为主，高压汞灯由于光效偏低、显色较差在现代道路照明中已经很少采用。高压钠灯的光效一般为8 O～1301m／w，显色指数30,色温2000K；金卤灯的光效一般为67～110Im／w，显色指数65．色温5000K。根据高压钠灯和金卤灯的区别，在道路照明设计中，高压钠灯是首选方案，因为在相同的电功率下，高压钠灯光能量要比金卤灯高40％左右，且钠灯的透雾性能比较好；而在同样照度标准的道路照明要求下，金卤灯光源的电耗则多于高压钠灯。
　　在道路照明设计中，可根据城市发展状况，逐步采用新一代更节能光源，如LED光源、无极灯、太阳能路灯，来实现光源上更大的节能。在灯具的节能上，主要是在设计上选择配光曲线好，反射率高，维护工作量小的灯具，坚固耐用，防护等级高。可以在达到同等照明质量的前提下，减少灯具的数量和电能损耗。从而起到了节约能源作用。灯具要求防护等级在IP65以上，反射效率在70%以上及配光曲线的照明灯具。
　　三、器件的选择
　　从照明器件看镇流器的优劣，也是单个路灯供电节能的一个正常组成部分。优质电感镇流器具备阻抗特定性好和伏安性好，功率因数高，功率损耗低等特点。这样才能稳定灯泡工作电流，延长灯泡使用寿命。普通镇流器因性能稳定，价格便宜，比较适宜目前路灯使用，但功率损耗也比较大，如改用节能性镇流器，电子镇流器，以及变功率镇流器，仅大大减少了镇流器的功率损耗，会取得可观的节能效果。节能镇流器能节电3%―9%。电子镇流器具有功率高、功率因数高、无频闪、无噪声和节能灯优点。用电子镇流器替代传统电感镇流器可节电20%―30%，但目前大功率HID电子镇流器，因线路复杂，散热困难，成本高等原因，导致价格过高和产品质量难以令人满意，适用范围受限。变功率镇流器是一种新型的照明节能产品，上半夜车流高峰时，灯泡按额定功率正常运行，提供足够照明；下半夜车流稀少时，自功转换到低功率下进行，提供的照明完全可以满足低流量下照明要求，这样既可以延长镇流器和光源的寿命，还可以节约大量电能。变功率镇流器又有很多优点：节能延长光源寿命，减少材料损耗，完全与灯具集成，单灯控制，无需外接线，改造方便。缺点：体积较大，空间狭小，部分灯具改造困难。有些灯具位置固定不牢固。不宜在政治性活动场所周边道路，景观道路上使用。在冬季清晨，不能满足交通大流量的照明需要。不宜用在本来照度就不高的道路上。针对以上情况分析我市在变功率镇流器推广使用将起到很好节能效果。
　　四、实施全夜灯、半夜灯、后半夜亮灯方案。
　　根据我市道路特性，路灯布置多数为双侧对称布置于两侧绿化带内，灯型多为双挑灯，因此除采用半夜灯方式控制节能外，后半夜再降低路灯照度的方法亦可行，能更好地美观节能。
　　四、结束语
　　目前在我国，要实现路灯节能，措施很多，但重要的是地方政府的高度重视。要使节能措施落实到位，需要各级政策的大力支持，加大资金投入力度，加大路灯管理的科技含量，建设城市照明管理职能监控系统，提升管理水平，实现按需照明，合理节能，真正实现我市路灯环保照明，绿色照明和节能照明，建设成资源节能型社会，为我市在节能减排工作中作出应有贡献。
　　注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看

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