摘 要 电气设计是城市道路照明节能的核心环节。道路照明节能设计要避免随心所欲，凭经验办事的“设计”。经多年实践摸索，笔者对道路照明节能措施、途径提出了自己的观点， 包括照明标准的确定，光源、灯具及附件的选择， 灯具安装高度和安装间距的确定等。
        关键词城市道路照明 节能措施调压节电装置 布灯方式安装高度
         1 引言
        能源问题是我国社会可持续发展面临的一大问题，我国政府高度重视城市道路照明节能降耗工作。2004年12月， 国家建设部、发改委联合发布 了《关于加强城市照明管理促进节约用电工作的意见》；2007年5月国务院批准发改委会同有关部门制定的《节能减排综合性工作方案》，提出实施绿色照明工程的规定， 国家宏观政策对城市照明节能提出了较高的要求。新的《城市道路照明设计标准》(CJJ 45—2006)也于2007年7月1 f3起开始实施。
        据统计， 目前我国照明用量已占总用电量的10％ ～12％ ，室外照明的用电量约占5％ ～6％。城市道路照明是公益事业，一般由政府投资建设， 比较容易实施节能降耗，根据多年实践经验，笔者认为在城市道路照明工程设计、管理上应采取综合节能措施。
         2 城市道路照明节能措施
         2．1 合理确定照明标准
        根据道路类别、所在环境及在城市路网中的重要性等，确定所设计道路各个区域合适的照度值或亮度值(参照《城市道路照明设计标准》表3．3．1、表3．4．1和表3．5．1)。不要盲目追求高照度，要注意防止因取定的照明标准值过高而耗能。取定适宜的道路照明的平均亮度值或平均照度值是路灯节能的关键。一般中小城市道路的平均亮度或平均照度取值接近设计标准的低档值，中心城市、大都市的设计取值靠近设计标准的xx值。
        2．2 按道路和场所特点，合理确定道路照明布灯方式
        道路照明应根据道路和场所特点、照明要求，选择单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、中心对称布置和横向悬索布置，也可以采用高杆照明的方式布灯。布灯方式与道路宽度、灯的间距、灯具安装高度、灯具仰角、灯具配光类型以及路面、周围环境有很大关系。根据道路所需的照度和亮度标准要求。城市快速路、主干路一般选择双侧对称或中心对称方式，次干路、支路可选择单侧或双侧交错布灯，以利于节能。当然，每一条道路都有出入口、交叉口、人行横道等特殊区域(即交会区)，道路交会区对照明的要求比较高，在考虑节能的同时，应重点考虑对机动车的眩光抑制和良好的诱导性，照明设计标准规定交会区的平均照度值比平常路段高出50％～100％。一条道路照明的布灯方式往往是以一种方式为主，其他方式作为补充，不能简单呆板地处理。
        2．3 合理选择灯具和光源
        选用灯具要着重考虑其品质和功能，不能片面追求外观新颖、华丽但品质不满足设计规范的灯具，质量好的灯具节能效果明显。不同厂家、不同品牌、不同规格的灯具，其配光曲线、效率以及防水防尘等级等差别较大。
        工程设计要根据道路宽度选择配光曲线合理的灯具：①快速路、主干路必须采用截光型或半截光型灯具；②次干路应采用半截光型灯具；③支路应采用半截光型灯具。
        一般灯具效率、防水防尘等级越高对节能越好，依据《城市道路照明设计标准》，常规道路照明灯具效率要选用70％ 以上，泛光灯效率不得低于65％(分别比原标准提高了10％)， 防水防尘等级要达到IP 54以上的才能使用，环境污染严重、维护困难的道路和场所，防水防尘等级要达到IP 65以上。质量好的灯具不易被污染，维护系数高，获得同样的照明效果只需较小功率的光源。
        要求选用的灯具带有补偿电容器进行无功补偿，可将单灯功率因数提高到0．85～0．9．这样既减少了线路无功功率，降低了线路电流，同时也降低线损和压降。
        城市道路节能设计，光源的选择是{dy}要素，高效光源有很多种，包括低压钠灯(LPS)、高强度气体放电灯(HID)、紧凑型荧光灯、无极荧光灯、发光二极管(LED)等，其特点不同，应用场所也不同。机动车交通道路照明应{sx}高压钠灯作为光源，高压钠灯不但光效高(80～130 lm／W)， 而且寿命长，达到同样的照明效果耗能少。如果单从光源发光效率分析，低压钠灯是目前光效{zg}的光源，但其显色性不好，高质量低压钠灯也比较少。况且高压钠灯的光效也在不断提高，比较而言，低压钠灯已无优势。在商业街、居住区等对显色指数要求较高的场所．道路照明可考虑选用金属卤化物灯、细管径荧光灯或紧凑型荧光灯，这些光源显色性好，发光效率比较高，在商业和居住环境中能体现以人为本的理念。
        随着科技进步，近年来光源生产工艺水平不断提高，LED发光二级管的光效越来越高，瞬时启动、安全(直流低电压驱动)、光源寿命长， 1 W、3W 的LED使用寿命超过50000h。由于以上优点，LED应用前景广阔，有望取代传统光源在道路照明上得到应用。
        另外． 自镇流高压汞灯和白炽灯的光效过低，光衰也比较严重，使用这些光源会造成能源浪费，而且路面的照明水平也很难达到设计标准要求， 因此在实际工程中应避免使用。
        太阳能路灯是一种绿色环保照明产品，是集发电、蓄电、自动控制、发光及装饰性于一体的独立光源。普通的路灯每年要消耗大量的电力能源，加上日益上涨的日常维护费用．使普通路灯的造价和运行费用越来越高。太阳能光电板、蓄电池研制技术不断进步，使用寿命越来越长，充放电及开关均采用智能控制， 白天充电， 晚上使用，而且无需进行管线敷设．省去了配电柜及路灯之间的配线工序及线路维护，不用专人管理和控制，具有安装方便、管理简便、安全、节能、环保等特点，还可避免路灯线路被盗导致大片灭灯事故。缺点是太阳能光电板发电功率不大，仅能提供给小功率路灯，而且初次投资费用较高。
         2．4 合理确定灯具的安装高度和安装间距
         应根据道路照明所需达到的平均亮度值(或照度值)以及道路宽度，采用配光曲线较理想的灯具。一般灯杆高些，路面得到的照度均匀度好，灯具的安装间距可以适当加大，这样灯具总量减少，耗能也少一些。但是，不是灯杆越高越好，同样的灯具安装高度越高，在同一个路面有效宽度内得到的平均亮度值(或照度值)就越低，所以在计算时需反复比较，必须在满足道路照明规范指标(亮度、照度、均匀度等)的前提下，确定灯具的安装间距与安装高度的{zj0}值。确定灯具的安装高度和灯具的安装间距后再进行验算，通常验算点的选取规则如下：在路的纵方向的中轴线上等间距取5个点，在路的横方向每条车道的中心线上等问距5个点． 图2中是两个车道道路的验算点(图中的黑圆点)，计算各个验算点处的照度值及照度值的加权平均值(根据CIE国际照明委员会的推荐：该平均值可以近似为该段路面上的平均照度)．反复验算计算区域内平均照度值及其均匀度是否符合《城市道路照明设计标准》表3．3．1、表3．4．1和表3．5．1要求， 再选定照明功率密度值最小 的方案。
         2．5 合理选择电器附件
        与光源配套的电器附件如镇流器等，对提高节能、照明效率和照明质量都有重要意义。用电子镇流器代替传统的电感镇流器．可以减少损耗，且功率因数从O．4提高到O．9O以上．这样可以减小供电回路的工作电流．从而减小线路损耗。
         2．6 合理确定供电电源和配电线路
        设计单位和市政管理部门应根据城市新建、改建道路的规划平面．采用道路照明专用变压器供电。供电电源应设置在该区域中央位置， 即高压要深入道路照明负荷中心．{zh0}是在道路交叉口较隐蔽处。这样不仅美观．而且每个供电回路的线路较短，线损少．且便于分支回路负荷平衡分配。对城市中人流集中的广场、交通枢纽以及重要道路，道路照明应采用双电源供电．且每个电源均应能承受100％的负荷。要选用铜损、铁损较低的节能变压器， 白天切断专用变压器高压电源，避免照明专用变空载损耗。根据计算负荷大小选择合适的导线(考虑经济性)，使得线路阻抗较小以达到降损节电效果。同时．配电系统要安装集中补偿电容，使得系统功率因数220／380V系统不小于0．95．10 kV系统不小于0．9。
         2．7 采用智能照明调控装置实现节能
        在深夜通过降低路面照度实现节能(最多只能降低一个级别)，是节能效果最为明显的一项措施。深夜车流量小，应该在城市主干路、次干路推行这种措施。居住小区夜间行人和住户的安全应该是{dy}位的．小区道路照明标准本来就不高． 因此不应在居民区采用这种节能方式。以前，通常采取深夜关掉不超过半数灯具的办法实现节能(但不能同时关闭纵向相邻的两盏灯)．这种办法简单实用，缺点是路面的照度均匀度降低过多。为解决深夜照度均匀度问题，我们采取双光源灯具的办法．在深夜交通流量小时，关闭一盏灯具的一支光源，这样既达到了节能的目的，同时也不影响道路照度均匀度。采用以上措施后，光源更换周期延长了，也减轻了维护人员的劳动强度．维护支出也减少了。经过测量． 电网昼夜电压变化幅度较大，通常情况下．上半夜道路照明和电网负荷处于高峰时段，此时电网电压偏低： 下半仅道路照明采取减半方式，同时电网负荷也处于低谷，线路供电电压一般要高出正常值5％ 以上， 此时运行的光源功率超过其额定值10％ ， 长期运行会导致灯泡使用寿命缩短。
        为解决这个问题， 可以采用智能凋压控制柜，在路灯控制柜内分二路设置自动控制开关， 其中一路开关控制全夜亮灯回路，另一路控制半夜灯回路( 住区和交会区 应在下半夜采取隔盏亮灯的方法节能)， 第三路控制景观照叫 路， 同时在路灯管理控制中心设置一套远程调压装置。傍晚叫 ，路灯管理控制中心采集自然光照度(2～l0 lx)信号，结合时钟控制，遥控打开全部路灯和景观照明。深夜(节微H和平时不刚)遥控关闭半夜灯和部分景 照明，远程调压装置实时检测路灯照明控制柜全夜亮灯叫路电压，检测信号无线发送到路灯管理控制中心，经计算机处理后输出控制信号， 调整路灯照明控制柜内各个 路的输出电压。
        应当注意：使刖调压节电装置时，每次调压时电压降低不能超过电源电压5％，否则可能导致瞬间灭灯现象： 而且要保证供电回路的末端电压不低于198 V (电源电压的90％)，线路末端电压过低会影响光源正常工作。
        2．8 加强路灯管理
        城市道路照明节能，除技术措施外，还可以通过加强管理手段实现，如定期清扫和维护照明设备、灯具等。若灯具擦拭、维护刷期为半年或一年，维护系数可保持在0．65以上；长期不进行擦拭或擦拭不彻底，维护系数能降低到0．3～0．4。
         3 结论
        在进行城市道路照明设计时，要提出符合照明标准的多套方案，经综合技术性、经济性比较后，选取{zj0}的方案(采用综合节能措施)。要坚持以人为本，创建以功能性绿色照明为主，建立适宜、舒适的城市照明环境。不能简单地通过降低照明效果来实现节能。应在确保符合照明设计标准，通过多种技术、管理措施来实现节能降耗，才是真_F的节能。

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