有關(guān)城市道路照明節(jié)能設(shè)計措施的探究

呂增社 何倬 馮亞凡

摘 要：隨著我國的飛速發(fā)展，我國正逐漸步入節(jié)約型社會的殿堂。與此同時，越來越多的人逐漸將目光轉(zhuǎn)向在城市建設(shè)中的道路照明用電節(jié)約上。

關(guān)鍵詞：城市道路；照明節(jié)能；設(shè)計措施

隨著中國加入世界貿(mào)易組織以后，黨和國家提倡建設(shè)社會主義和諧社會，而社會主義和諧社會的重要一條就是節(jié)約型社會，這就要求我們必須在城市建設(shè)過程中考慮各項的節(jié)能，而城市道路照明節(jié)能就是其中必然考慮的一項。城市道路照明，是提高道路的夜間利用率，確保夜間交通安全，美化城市環(huán)境的照明措施，是城市建設(shè)不可缺少的一項公共設(shè)施。公路、街道、橋梁、街心廣場和隧道等地的照明均屬道路照明，有些國家還把免費公園和城市綠地的公共照明也包括在內(nèi)。道路照明的種類可分為連續(xù)照明、特殊區(qū)域（區(qū)段）照明和緩沖照明三種。

1 城市道路照明節(jié)能設(shè)計的指標(biāo)和意義

隨著我國綜合經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國各個城市的用電量也在逐年升高。據(jù)統(tǒng)計，目前我國城市道路照明用電量已占城市總用電量的30%，而其中充斥著大量的無意義耗電，這造成了我國電力發(fā)展的重大浪費，給國家的發(fā)展建設(shè)帶來了不利的影響。去年由住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)發(fā)布的《“十二五”城市綠色照明規(guī)劃綱要》中詳細(xì)的闡述了當(dāng)前我國城市的道路照明節(jié)能的現(xiàn)狀，并依據(jù)事實統(tǒng)計數(shù)據(jù)總結(jié)出我國目前城市的道路照明節(jié)能的具體發(fā)展指標(biāo)，即發(fā)展城市綠色照明，建立有利于城市照明節(jié)能、城市照明品質(zhì)提升的管理體制和運行維護(hù)機制。

目前我國的城市道路照明設(shè)計主要依靠標(biāo)準(zhǔn)為2006年12月19日發(fā)布，2007年7月1日開始實行的《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》編號為 CJJ45-2006。城市道路照明節(jié)能設(shè)計是在滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的前提下，通過一系列合理有效的措施減少道路照明在日常使用中的無意義浪費，從而以更加少的能量消耗完成道路照明的使用要求。道路節(jié)能設(shè)計根源取于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，而在使用中依據(jù)各地的實際情況給予適當(dāng)調(diào)整，所以其相互間不是矛盾對立的，而是相輔相成的關(guān)系。

2 城市道路照明節(jié)能設(shè)計的具體措施

2.1 照明路燈亮度的選擇。在《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中第3項有明確的城市道路照明亮度標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)行設(shè)計時必須滿足標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的最小亮度要求，同時在滿足最小亮度的基礎(chǔ)上依據(jù)現(xiàn)場實際情況盡可能的減少照明過程中的過高亮度，從而進(jìn)行節(jié)能設(shè)計。在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的選擇中要分清道路的使用類別，即機動車使用照明和人行道照明，其中機動車使用照明又分為主干路、次干路和支路。機動車交通道路照明應(yīng)以路面平均亮度（或路面平均照度）、路面亮度均勻度和總想均勻度（或路面照度均勻度）、眩光限制、環(huán)境比和誘導(dǎo)性為評價指標(biāo)。人行道路照明應(yīng)以路面平均照度、路面最小照度和垂直照度為評價指標(biāo)。

2.2 選擇適宜的照明燈具和光源。選擇節(jié)約型的燈具是城市道路照明節(jié)能設(shè)計中的重要措施，我國的燈具材料自發(fā)展以來主要有白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈、金屬鹵化物燈、中顯鈉燈、高壓鈉燈、LED光源燈等。

白熾燈是最早出現(xiàn)的電燈，其由電流通過燈絲加熱至白熾狀態(tài)產(chǎn)生光的一種光源。用耐熱玻璃制成泡殼，內(nèi)裝鎢絲。泡殼內(nèi)抽去空氣，以免燈絲氧化，或再充入惰性氣體（如氬），減少鎢絲受熱蒸發(fā)。因燈絲所耗電能僅一小部分轉(zhuǎn)為可見光，故發(fā)光效率低，一般為10～15流/瓦，使用壽命通常為1000小時。

鹵鎢燈相比白熾燈，其在玻璃外殼中多填充有一些鹵族元素，如碘和溴，可以使得鎢原子循環(huán)，燈絲的使用壽命就會延長很多，外形一般都是一個細(xì)小的石英玻璃管，它的發(fā)光率一般在21流/瓦左右，使用壽命通常為1500小時左右。

熒光燈分為熒光低壓汞燈和無極熒光燈。熒光抵押汞燈是利用低氣壓的汞蒸氣在放電過程中輻射紫外線，從而使熒光粉發(fā)出可見光的原理發(fā)光，因此它屬于低氣壓弧光放電光源。它的發(fā)光率一般在40流/瓦左右，使用壽命通常為5000小時左右。無極熒光燈是最新型的照明材料，目前在城市道路照明中使用較多。其即無極燈由高頻發(fā)生器、耦合器和燈泡三部分組成。它是通過高頻發(fā)生器的電磁場以感應(yīng)的方式耦合到燈內(nèi)，使燈泡內(nèi)的氣體雪崩電離，形成等離子體。等離子受激原子返回基態(tài)時輻射出紫外線。燈泡內(nèi)壁的熒光粉受到紫外線激發(fā)產(chǎn)生可見光。它的發(fā)光率一般在80流/瓦左右，使用壽命通常為10000小時左右。

金屬鹵化物燈有兩種，一種是石英金鹵燈，其電弧管泡殼是用石英做的，另一種是陶瓷金鹵燈，其電弧管泡殼是用半透明氧化鋁陶瓷做的，它具有高光效（65～140lm/w），長壽命（5000～20000h），顯色性好（Ra65～95）結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定等特點。金鹵燈是目前世界上最優(yōu)秀的電光源之一，它兼有熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈的優(yōu)點、克服了這些燈的缺陷，金鹵燈匯集了氣體放電光源的主要優(yōu)點。

高壓鈉燈放電穩(wěn)定時，燈內(nèi)鈉蒸氣的分壓強達(dá)到106Pa的鈉燈。使用時發(fā)出金白色光，具有發(fā)光效率高、耗電少、壽命長、透霧能力強和不誘等優(yōu)點，它的發(fā)光率一般在100流/瓦左右，使用壽命通常為20000小時左右。

LED（發(fā)光二極管）是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件，LED耗電相當(dāng)?shù)停绷黩?qū)動，超低功耗（單管0.03-0.06瓦），電光功率轉(zhuǎn)換接近30%。一般來說LED的工作電壓是2-3.6V，工作電流是0.02-0.03A；這就是說，它消耗的電能不超過0.1W，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能近80%。不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點，在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合拢褂脡勖蛇_(dá)6萬到10萬小時，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上。

燈具光源的選擇上，很多道路選擇太陽能自充電電燈。這種燈具能有效的利用白天燈具關(guān)閉的間隙進(jìn)行自充。這種方式直接避免了安裝后電力的浪費，有效的提高的道路照明的節(jié)能的效率。

2.3 合理設(shè)置布燈方式。布燈設(shè)計時要依據(jù)城市道路的實際情況，合理進(jìn)行布燈設(shè)計。布燈方式主要有單側(cè)布置、雙側(cè)對稱布置、雙側(cè)交錯布置、中心對稱布置等，布置時考慮道路類型不同設(shè)計亦不同即機動車照明道路、人行照明道路以及交匯區(qū)照明道路。對于路寬要考慮主干路照明設(shè)計、支線路照明設(shè)計。綜合各方因素后制定道路照明間接、照明高度設(shè)置、燈具照射角度等。從而得出既滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)又符合道路實際的最佳設(shè)計方案。

2.4 合理選擇電氣附件。在燈具的選擇后，人們往往忽略了對于鎮(zhèn)流器等電氣附件的選擇，而這些電氣附件往往會在道路照明節(jié)能中產(chǎn)生負(fù)面影響。例如部分燈具內(nèi)的電容元件，蓄電能力不足，一旦供電信號發(fā)出，電容元件電力不足以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的亮度，則必然需要加強布燈排設(shè)，如此即造成了電力的浪費又造成了材料的浪費。

2.5 控制方式節(jié)能。城市道路照明控制分為集中控制盒單點控制。在實際的道路照明中，部分道路往往不需要在夜晚提供持續(xù)的照明，此時保持燈具常開就是一種電力浪費。實際使用中往往采用自動獨立配電柜等控制措施來達(dá)到實現(xiàn)局部道路的照明切斷功能，以此來保證城市道路節(jié)能的目標(biāo)。

3 結(jié)語

隨著國家建設(shè)的逐漸完備，節(jié)能會越來越受到重視，而作為城市供電系統(tǒng)的重要組成部分，道路照明節(jié)能必然會成為大家重要控制目標(biāo)之一。只有完備的、符合實際情況的節(jié)能設(shè)計才能促進(jìn)國家建設(shè)，保證社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（CJJ45-2006）[M].中國建筑工業(yè)出版社，2007.

[2] 李君林.道路照明設(shè)計探討[J].現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計技術(shù)，1994（02）.