市政道路照明工程中的電氣節(jié)能設計探討

中國市政工程中南設計研究總院有限公司 蘇琛然

1 引言

電力節(jié)能問題是現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展的關鍵問題。隨著城市化的快速發(fā)展，街道照明效果優(yōu)化質(zhì)量提升，電氣照明的實施標準也變得嚴格。而在傳統(tǒng)道路照明中電力浪費的問題，也給市政道路照明系統(tǒng)的運行和使用帶來了一系列的問題。所以市政建設部門應采取行之有效的措施降低當前的電力消耗，展現(xiàn)出道路照明節(jié)電工程應有的效果，并完善照明標準，從而全面促進城市發(fā)展。

2 加強道路照明節(jié)能設計的重要意義

實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)運行離不開城市的建設和發(fā)展，其主要路徑是堅持經(jīng)濟與環(huán)境和諧的共同發(fā)展戰(zhàn)略，引導社會不同階層和行業(yè)實施全面的節(jié)能減排。我國雖然各種資源豐富，但如果不注重資源的高效合理利用，資源消耗浪費問題將阻礙經(jīng)濟的健康發(fā)展。

在市政道路建設過程中，照明設計和施工是工作的重心，直接影響著城市日常照明質(zhì)量，同時也體現(xiàn)了良好的城市形象。目前，隨著全社會對節(jié)能環(huán)境保護問題的關注度增高，對道路照明節(jié)能效果的重視也逐步明顯起來。在道路照明實施中要合理運用先進的節(jié)能設計,以及樹立正確的節(jié)電觀念。

首先是要落實節(jié)能號召，這樣可以有效降低道路照明的電能損耗。其次是優(yōu)化和改進節(jié)能照明系統(tǒng)，一方面可以產(chǎn)生較大的經(jīng)濟和社會效益，另一方面還保證了市政工程建設與環(huán)境保護的全面發(fā)展。合理的城市道路設計規(guī)劃是促進經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的保障，也是確保減少資源管理成本促進國家發(fā)展的重要方針。而道路照明設計和施工是實現(xiàn)現(xiàn)代城市建設的重要部分。照明節(jié)能設計關乎居民的日常生活品質(zhì)，同時更代表著現(xiàn)代城市精神風貌。所以在道路節(jié)能工程建設過程中，必須不斷優(yōu)化和完善路燈建設的節(jié)能設計，采取科學措施，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標，提升人們的生活質(zhì)量。

3 道路照明節(jié)能設計的內(nèi)容和方法

要明確道路照明標準值。設計城市道路照明應用系統(tǒng)時，要與交通部門和相關管理部門溝通，確定和規(guī)范實際照明工程的應用水平、照明值等標準。目前，我國城市均采用標準低光值進行路燈照明的設計和施工，而高標準值多用于市政工程以外的特殊場所。同時，要明確道路分類，國內(nèi)基本分為主干道、次干道、支路和高速路等。根據(jù)不同的道路分類標準，結果也有所不同。如在道路位置、功能特點上，道路又分為主干道、高速路和居民區(qū)等。

主干道是連接城區(qū)的重要路段，而高速路的車流量通常最大、距離也最長。這就造成不同道路設計和使用的照明系統(tǒng)各不相同，如“亮度控制、光距調(diào)節(jié)”等。設計人員應根據(jù)其功能，分析道路為“主、次、支路”等不同情況，選擇適宜照度進行設計。同時，道路照明節(jié)能設計以照明方案為主，通常采用“三相四線”供電方式。根據(jù)燈控系統(tǒng)，燈桿連接三排，并根據(jù)需要及時調(diào)整，以保證負載應用的均衡。

為在設計方面提升照明節(jié)能理念，除道路本身要求外，還應利用各種公共設施或標志，優(yōu)化改善車輛通過時的燈光需求。如在路口設有指示燈，提醒車輛前方路口注意來車；斜坡上道路要有急轉(zhuǎn)彎燈，指示前方急轉(zhuǎn)彎道，提醒人員注意安全。這些是進行照明設計應考慮的實用要點，設計時還需要考慮到管線會受到天氣等因素影響，安裝時要使用塑料絕緣銅芯制成的電纜，避免電路完成后的管道修復和故障檢查問題。

作為照明設計人員，在設計路線時應盡量考慮路燈安裝的位置、數(shù)量和相應的照明效果等問題。在設計過程中，要依靠現(xiàn)有設施，充分考慮道寬上限。要盡量選擇雙面的位置，確保符合設計施工效果，保證路燈高度符合標準要求。在傳統(tǒng)道路照明中，路燈布置多為“單面、兩側(cè)對稱、棋盤對稱布置”等。各布局方法都要嚴格按照管理理念布局，綜合道路周邊的“類型、環(huán)境、車流、人流”等情況，作出科學選擇。如有人行橫道或公交車站處，應控制好照明強度，燈光不能太亮，不能照射車輛司機眼睛影響駕駛。設計人員還要對照明進行合理調(diào)整，以滿足照明需求避開擁擠或影響光線照射的場所。

4 科學進行道路照明綠色設計的原則

首先實現(xiàn)晝夜節(jié)能的原則。筆者在分析當前的許多道路照明設計中發(fā)現(xiàn)，很多城市晚上9點后，商家都基本關門停業(yè)，路上行人和車輛較少。但道路照明度保持高亮度，即使沒有行人“照明系統(tǒng)”也會24小時工作，造成了電力消耗，同時也縮短路燈使用壽命。因此，在設計道路照明時，應考慮晝夜照明燈具控制，降低路燈的電力消耗和維護成本。使設備在夜間及時關閉照明或者調(diào)低亮度，在局部地區(qū)，如有必要可安裝“聲控系統(tǒng)”，方便人們出行活動。

其次必須堅持綠色節(jié)能照明原則。道路照明系統(tǒng)的照度改進增加，但也增加了一定的“光污染”和照明線路的電力能耗。雖然很多地區(qū)采取各自的措施進行解決，但其技術應用仍然不足，節(jié)能照明工程理念的實施有待加強。了解鏈式系統(tǒng)的工程人員都知道，如想控制一半的光源輸出，須將負載加載到一側(cè)，使電路呈半載狀態(tài)。該設計非常費時費力設，所以設計人員要順應時代發(fā)展，明確其設計特點和重點。如設計若存在問題，必須全面進行調(diào)查審查，以減少系統(tǒng)的電力損失，作出符合道路需求的照明設計。

另外還要堅持照明系統(tǒng)與道路協(xié)調(diào)的原則，設計師須堅持道路既定要求，設計前進行充分的研究，有效改進路徑規(guī)劃和光控要求，嚴格按照道路照明設計和節(jié)能照明原則相互配合。根據(jù)《城市照明標準》的要求，合理將道路照明劃分為五個等級。根據(jù)不同環(huán)境和路況，選擇相應的照明參數(shù)，保證照明與道路水平一致，增加道路照明使用效率，實現(xiàn)全面的節(jié)能道路照明設計。同時，為保證行人車輛安全，在比較特殊路段，可通過加設備功率或縮燈距達到提升照明效果的目標，對于燈光圖案也要合理選擇，不能太過簡單，影響行人和過往車輛注意力。燈桿間的距離應嚴格按照規(guī)范要求進行計算后得出，如果距離太遠會導致功率密度下降，太近又會增加眩目的風險。如果條件允許，應盡量安裝太陽能LED燈以進一步提高節(jié)能效果。

5 提高道路照明節(jié)能質(zhì)量的策略分析

5.1 嚴格實施節(jié)能照明設計標準

對于道路照明系統(tǒng)，設計人員必須進行全面的節(jié)能設計研究，并與相關管理單位溝通，管理人員要對道路照明進行全面核查。在設計過程中，應從道路客觀情況出發(fā)，了解其施工實際位置和使用功能，嚴格根據(jù)道路性質(zhì)確定照明標準?，F(xiàn)階段照明設計標準中，其取值通常分為兩個等級，對中小城市其照明規(guī)定可實施最低標準，大城市照明根據(jù)實際需求可達到最高標準。此外，對于道路照明設計和實施，必須根據(jù)國家規(guī)定標準以滿足相應的道路照明指標要求。

5.2 合理應用高性能鎮(zhèn)流器

鎮(zhèn)流器的作用是限制實際電流量，保證設備穩(wěn)定的電流，防止出現(xiàn)過流現(xiàn)象而損壞燈具?，F(xiàn)階段市場常見的主要有電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器，電感整流器分為節(jié)能型和普通型，電子鎮(zhèn)流器的能耗較低，但是其價格較高，因此在道路照明工程中使用頻率較低，整體而言設計時要選擇高效鎮(zhèn)流器。日常生活中使用的節(jié)能燈會產(chǎn)生高電流，若燈具通過的電流過高，會直接損壞設備，添加鎮(zhèn)流器可有效控制燈具電流。鎮(zhèn)流器可串聯(lián)到燈具內(nèi)部，同時可在燈具附加高壓激活器，在規(guī)定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電流并啟動燈具。而照明系統(tǒng)中，電子鎮(zhèn)流器能耗為7%，常規(guī)鎮(zhèn)流器為17%，節(jié)能型鎮(zhèn)流器為11%。

目前由于電子鎮(zhèn)流器價格較高，在不發(fā)達城市照明中沒有得到廣泛應用。而節(jié)能電感鎮(zhèn)流器更經(jīng)濟和實用，且應用技術也比較成熟。為降低電感鎮(zhèn)流器的功耗，可加裝無功率補償器增加電感量。當前，在多數(shù)的市政道路建設中，采用節(jié)能鎮(zhèn)流器，其性價比高，且安全壽命長，同時生產(chǎn)和使用工藝成熟，可最大限度減少用電消耗，提高道路照明節(jié)能質(zhì)量。

5.3 科學選擇照明燈具

要科學地對道路照明中的節(jié)能型智能燈具進行選擇。由于不同類型燈具的照明性能有顯著差異，因此在選擇燈具時，要結合道路特點和照明要求進行分析，如條件允許要優(yōu)選高效、節(jié)能的LED節(jié)能燈具。另外，半導體照明有節(jié)能環(huán)保、效率高、使用壽命長的優(yōu)點，這也是未來道路設計和應用的趨勢[1]。

5.4 加強對夜間照明設計的控制

在道路照明系統(tǒng)中，可采用半夜時控制方式。一般夜間道路上的車輛少，足以滿足照明要求，為夜間照明節(jié)省很多電力。雖然關閉燈具可節(jié)省電力，但該方法也不能完全保證道路照明要求。在實際應用中，設計人員要盡量采用雙光源燈具設計，使用這樣的設計方案時，能確保在前夜間兩個光源，在后夜期間一個光源的效果，使照明均勻性變化不大，有效降低了電力能耗。

5.5 使用合理的節(jié)能技術

目前，道路照明廣泛采用節(jié)能技術，其主要技術方法是降低照明設備的電壓，以達到減少光照節(jié)電的目的。若照明系統(tǒng)持續(xù)承受高壓，會嚴重縮短設備壽命，同時高壓照明也會影響行人安全，長期暴露在燈光下，會影響人的視野觀察能力。在降低燈具的電壓后，可極大避免上述情況的發(fā)生。同時，該方法也適合夜間照明的使用，根據(jù)實際情況引進和應用先進技術，應用降低照明電壓的方法，也能達到提升節(jié)能效果和增加路況安全的目標。

隨著技術發(fā)展，照明燈具層出不窮，但穩(wěn)壓燈具仍有顯著優(yōu)勢。實施綠色經(jīng)濟是促進實施社會持續(xù)發(fā)展的重要措施，在市政社照明工程中，智能調(diào)壓降壓技術不斷發(fā)展，其降壓、穩(wěn)壓和調(diào)光是其技術應用的主要內(nèi)容。對于照明系統(tǒng)，就要是對實現(xiàn)調(diào)光、調(diào)壓技術的應用，注重綜合考慮道路照明。該技術簡單且易實現(xiàn)，在夜間時，如路段車流大，照明系統(tǒng)可自動調(diào)節(jié)，增加路段明亮度，保證行車安全。午夜時，系統(tǒng)可根據(jù)條件自行調(diào)整，自動降低亮度節(jié)省電力能源消耗[2]。

6 結語

良好的道路照明可有效促進市政工程建設的持續(xù)發(fā)展，是促進市政工程規(guī)劃中的重要內(nèi)容。因此，城市道路照明的設計和實施必須堅持綠色節(jié)能理念，有效降低市政照明電力消耗，產(chǎn)生良好的社會效益。同時，隨著我國在經(jīng)濟、技術等方面取得發(fā)展，城市化水平逐步提高。市政道路建設也在完善，要確保道市政道路工程發(fā)揮重要作用，確保人員出行的安全和便利，必須要在其道路照明設計和施工中，嚴格按照照明系統(tǒng)節(jié)能設計原則進行實施，并運用先進設計理念，發(fā)揮系統(tǒng)設計的優(yōu)勢，推進社會城市化進程綠色發(fā)展。