市政道路照明電氣節(jié)能設(shè)計(jì)分析

文/姜婷

1 前言

眾所周知，能源問(wèn)題是我國(guó)現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的關(guān)鍵問(wèn)題。在規(guī)劃城市街道電氣照明時(shí)，必須科學(xué)論證節(jié)能照明的規(guī)劃。通過(guò)明確照明標(biāo)準(zhǔn)、光源、理念、設(shè)計(jì)、控制安裝位置的高度等方面，可實(shí)現(xiàn)市政道路照明的節(jié)能設(shè)計(jì)。實(shí)踐表明，市政道路照明的節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)于實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

2 市政道路照明電氣節(jié)能要求

照明節(jié)能一直是節(jié)能的重要領(lǐng)域。為了在照明方面節(jié)約能源，相關(guān)工作人員也需要從不同的角度來(lái)解決這一問(wèn)題。要通過(guò)一系列的測(cè)試明確人類(lèi)對(duì)使用燈具的要求，以適應(yīng)人眼的亮度或基于人眼保護(hù)來(lái)改進(jìn)燈光照明。節(jié)能設(shè)計(jì)的最終目的是增加對(duì)照明系統(tǒng)耗電部分的控制，以使照明質(zhì)量不會(huì)影響工作性能，避免系統(tǒng)照明中細(xì)小能量的丟失，延長(zhǎng)照明燈具的使用壽命，達(dá)到節(jié)能目的。

3 市政道路照明電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的意義

城市規(guī)劃是國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵保障，實(shí)現(xiàn)國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展，最大限度地減少不必要的資源浪費(fèi)是推動(dòng)國(guó)家發(fā)展的一項(xiàng)策略[1]。市政道路照明是中國(guó)現(xiàn)代城市建設(shè)的重要組成部分，市政照明的節(jié)能設(shè)計(jì)不僅關(guān)系到日常照明，而且影響現(xiàn)代城市的整體面貌。市政道路照明節(jié)能工程旨在不斷優(yōu)化和改進(jìn)城市路燈的節(jié)能設(shè)計(jì)，采取有效措施，高效開(kāi)展節(jié)能工作，保護(hù)環(huán)境，使人民群眾的生活更加幸福健康。城市路燈的節(jié)能設(shè)計(jì)可以在一定程度上減少照明的能耗，起到節(jié)省能源的作用。

4 我國(guó)城市道路照明的現(xiàn)狀分析

據(jù)調(diào)查，我國(guó)中小城鎮(zhèn)街道夜間、午夜過(guò)后、上午九點(diǎn)后幾乎沒(méi)有行人和車(chē)輛，尤其是秋冬季節(jié)。但路燈卻持續(xù)進(jìn)行照明工作，不管是主干道還是車(chē)流稀少的街道，甚至照明持續(xù)到第二天早上。顯然，這種現(xiàn)象是對(duì)電力的巨大浪費(fèi)，縮短了路燈的壽命，增加了用電量，阻礙了城市的節(jié)能發(fā)展。為解決上述問(wèn)題，我國(guó)嘗試了很多方法，如隔盞關(guān)燈和定時(shí)關(guān)燈等[2]。具體措施是前半夜所有路燈都進(jìn)行工作，后半夜實(shí)行隔盞關(guān)燈減少工作燈具數(shù)量。眾所周知，路燈照明是使用三相電力線實(shí)現(xiàn)的，如果只調(diào)節(jié)一半的功率，會(huì)對(duì)變壓器造成單方向負(fù)載，即在前半夜所有路燈以三相四線的四路全加載形式照明，后半夜熄燈則三相中的一相必須停止放電，這使得三相極不平衡。由此可見(jiàn)，這種方法是不切實(shí)際的。

5 當(dāng)前市政道路照明電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中存在的主要問(wèn)題

我國(guó)城市照明工程中仍存在不合規(guī)設(shè)計(jì)。在構(gòu)筑道路照明時(shí)，相關(guān)工作人員只注重?cái)?shù)量，不注重質(zhì)量，浪費(fèi)了大量能源，拖慢了城市照明工程的發(fā)展。當(dāng)前市政道路照明電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中也存在一些問(wèn)題。首先，引入的照明技術(shù)有待改進(jìn)。引入技術(shù)無(wú)法結(jié)合實(shí)際情況，無(wú)法減少能源消耗。特別是在路燈方面，相關(guān)法律法規(guī)的缺失以及現(xiàn)行監(jiān)管要求的不完善，無(wú)法保證燈具質(zhì)量。其次，照明設(shè)計(jì)通常為低效照明，城市照明設(shè)計(jì)需要改進(jìn)。再次，假冒偽劣燈具產(chǎn)品較多也會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。產(chǎn)品的好壞直接決定燈光效果的好壞。最后，相關(guān)工作人員對(duì)照明能源標(biāo)準(zhǔn)的限制和對(duì)照明能源消耗的缺乏更深入理解。對(duì)照明控制和維護(hù)的必要性沒(méi)有明確認(rèn)知，相關(guān)管理和維護(hù)工作沒(méi)有得到有效落實(shí)。

6 關(guān)于市政道路照明電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的策略

6.1 確定光照標(biāo)準(zhǔn)

確定照明設(shè)計(jì)光照標(biāo)準(zhǔn)的第一步是收集相關(guān)數(shù)據(jù)。確定道路類(lèi)型后，需要了解具體道路情況，例如道路反射光、寬度等。道路反射的光越多，視覺(jué)感知越強(qiáng)，看到的物體越清晰。因此，照度不能直接解釋視覺(jué)感知，而是在很大程度上決定了路面的亮度。道路的亮度與道路材料密切相關(guān)，表面覆蓋材料要根據(jù)《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ45—2015）設(shè)計(jì)。中國(guó)的城市道路有幾種類(lèi)型：快速路、主干路、次干路和支路，表1 列出了每種路燈的類(lèi)別。確定光照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)要注意路段的面積，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，例如橋梁和隧道、蜿蜒道路的部分等。

表1 機(jī)動(dòng)車(chē)道照明標(biāo)準(zhǔn)值路面亮度

6.2 燈桿高度設(shè)計(jì)

根據(jù)理論車(chē)道寬度，采用單邊燈具布置，有效寬度等于道路實(shí)際寬度減去懸垂。而雙側(cè)布置的有效寬度是實(shí)際寬度減去兩側(cè)的懸挑。如果中間分車(chē)帶是對(duì)稱(chēng)的，則有效寬度是實(shí)際寬度。燈具的排列方式有很多種，包括單向、雙向和雙向?qū)ΨQ(chēng)。單向布局模板主要用于支路和住宅街道，而其他布局模板適用于主干路和次干路。為避免高速公路和主干路上出現(xiàn)令人不快的眩光，需要按照《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ45—2015）使用截光型燈具，而支路是半截光型燈具[3]。同時(shí)，燈具、燈桿和相關(guān)套件必須防震、防水和防塵，因此需要考慮耐腐蝕性、密封性等。一般照明燈的高度為6～12m，燈臂不超過(guò)2m，燈的傾角不超過(guò)15o。設(shè)計(jì)者需要根據(jù)實(shí)際路況合理選擇照明方式，確定到燈柱的高度和距離，具體數(shù)值如表2 所示。

6.3 光源選擇

高壓鈉燈和LED 燈廣泛應(yīng)用于城市路燈照明。采用高壓鈉燈可提高市政照明效率，其RA 顯色指數(shù)低，總體成本低。而LED 兼具光源體積小、可調(diào)光、可聚焦、指向性強(qiáng)、應(yīng)用周期長(zhǎng)、節(jié)能效果好、抗震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，但也存在成本高、散熱性能差等問(wèn)題[4]。以目前的市場(chǎng)狀況衡量，其中存在一些問(wèn)題，比如為了通過(guò)強(qiáng)光達(dá)到強(qiáng)烈的照明效果導(dǎo)致眩光，降低照明質(zhì)量等。因此，對(duì)于LED 照明的發(fā)展來(lái)說(shuō)，應(yīng)該結(jié)合路燈的布設(shè)位置和應(yīng)用要求，選取更適合的LED 燈，以延長(zhǎng)燈具的使用壽命和照明效果。

6.4 對(duì)供電線路和管道進(jìn)行供配

三相四線電源是一種常見(jiàn)的照明電路。連接后，每個(gè)燈柱可以按照a、b、c 的順序連接，可以有效平衡電源上的負(fù)載。在規(guī)劃路線時(shí)不但要以工作人員的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為指導(dǎo)考慮道路本身的發(fā)展，還要考慮其他公共設(shè)施的負(fù)荷、臨時(shí)應(yīng)急電源、臨時(shí)照明和標(biāo)志等。只有考慮到所有因素，才能為可持續(xù)的城市發(fā)展做出貢獻(xiàn)。此外，還應(yīng)考慮照明電路的環(huán)境因素。電源線可采用塑料絕緣銅芯電源線，保障走線正確，可以更好地保護(hù)線路質(zhì)量[5]。一般情況下，城市地下道路施工線施工后不進(jìn)行改造，因此可使用穿保護(hù)管敷設(shè)進(jìn)行施工。

6.5 選擇高性能的鎮(zhèn)流器

節(jié)能燈放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生大電流，如果電流太高，燈具就會(huì)燒壞。鎮(zhèn)流器用于限制放電燈的工作電流。與燈的類(lèi)型和特性相適應(yīng)的鎮(zhèn)流器與放電燈的點(diǎn)火電路串聯(lián)連接，以便為點(diǎn)火燈提供高點(diǎn)火電壓，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定燈具電流范圍。市場(chǎng)上普遍應(yīng)用的是電子鎮(zhèn)流器和電感鎮(zhèn)流器，而電感鎮(zhèn)流器分為節(jié)能型和常規(guī)型兩種。市政道路照明系統(tǒng)的工作功率一般為200～450W，而電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器和常規(guī)型電感鎮(zhèn)流器的功耗分別約為燈具總功耗的8%、11%和18%。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，市政道路照明的節(jié)能設(shè)計(jì)是城市建設(shè)發(fā)展的重要組成部分。為實(shí)現(xiàn)城市的有序發(fā)展，相關(guān)工作人員需要為城市的發(fā)展制定科學(xué)合理的照明規(guī)劃。為了不干擾城鎮(zhèn)居民的日常生活，道路設(shè)計(jì)中應(yīng)采用節(jié)能燈、夜燈、單燈節(jié)能調(diào)節(jié)器等，最大限度地實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，為市政建設(shè)的有序發(fā)展提供支持。