浅谈城市路灯照明节能及实现方式
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摘要：随着城市道路照明工程的日趋大型化，在日益紧迫的能源、环境危机以及“节能减排”工程的促进下，“绿色照明”已成为现阶段城市道路节能的指导思想。文章从我国路灯照明节能现状出发，分别联系道路照明节能设置与道路照明的具体节能措施方面进行了探讨。
关键词:城市路灯 道路照明节能措施
引言
自开放改革以来,随着我国城市市政建设地飞速发展,大量基础设施投入建设,新道路以及照明工程量与日俱增,同时城市道路照明工程也逐渐向大型化发展。在这样的背景下,大量节能高效的新灯具、新光源有了极大的发展空间,特别是近几年,新的绿色环保,高效节能的技术广泛应用于城市道路照明设计、施工、管理控制系统、运行监控系统等诸多方面。现在路灯已经成为现代城市发展的标志之一,尽管城市道路照明设施种类繁多,要求具有的功能也各不相同,但是,不管照明系统如何改变,最终它的建设都要符合国家相关的标准要求,要做到车辆行车安全通畅、行人具有安全感。同时,又能使城市路灯照明系统体现出一个城市的文明风貌,现代化程度以及环境美化程度。任何一项优良的城市道路照明工程,都是依靠设计者和施工者的共同努力做出来的,工程在设计过程中要全面考虑各种可能出现的因素并且准确确定相关的主要技术参数,在施工过程中,要有科学的管理方法、良好的技术设施和经验丰富的施工团队。本文就根据目前我国城市道路照明系统的发展现状和出现问题,谈谈城市路灯节能措施及必要性包括近几年新提出的“绿色照明”理念。
1 我国路灯照明节能的必要性
1.1 实施路灯照明节能,是“绿色照明”理念的要求;
1.2 实施路灯照明节能,是缓解现阶段能源紧张的要求;
1.3 实施路灯照明节能,是减少路灯养护资金的要求;
1.4 实施路灯照明节能,是避免灯光设计过亮,眩光过高的要求;
1.5 实施路灯照明节能,是避免因电压峰谷期高低不平而降低路灯使用寿命的要求。
2 道路照明节能设置与“绿色照明”
“绿色照明”的实施宗旨是发展高效照明工具与改善居民生活质量，以低能耗获取较佳的照明效果，为城镇居民营造出经济、舒适和环保的照明环境。而部分地方政府主管部门及经销商，将绿色节能单纯视为增加节电率，并将其作为招投标中的硬性要求进行了规划，没能很好地考虑到照度情景需求，以致于工程完工后，出现了种种不尽如人意的情况。就此，笔者认为，除进一步加强灯具技能措施外，道路照明同样应考虑到满足居民需求，从照明设置的节能方面进行商讨。
2.1 照度标准
照度标准通常指水平照度，指各类场所人工电气照明照度水平值，《城市道路照明设计标准》(GJJ45-91)就是其中较重要的一项设计规范。照度的衡量指标主要包括：照明好坏对看清物体的影响，舒适度，视角功能、节能等因素。在地区照度水平的选定中就应严格执行相应道路照明标准。新标准施行后，城市道路照明设计除选用其中部分标准外，应注意到新旧标准间的差别：新标准强调的是工作面上的平均照度与照度范围。作为节能设计的重要技术参数，应严格贯彻执行。
2.2 主车道照明节能设置
杆柱式、高杆式和高栏式等市政道路照明设置的优势不一，在城市路灯节能尤其应注意到这一点，以求以最经济的能耗获取最佳照明效果。
其中目前主车道照明普遍采用的杆柱式设置就应注意到以下几点：气体放电灯杆高于10-15m范围内最经济，同时安装高度设计应参考光源光通安装灯具的最低高度值，如安装高度10m以上，灯具的光源光通量(1m)就应在25000以下；在保证合理照度和抑制眩光要求的基础上，悬臂长度应低于杆柱高度的1/4；将灯具安装倾角(或称悬臂倾斜角度)控制在5°以下，则能同时兼顾行车道与人行道照明利用率，在节能同时，满足正常的居民出行需要。
3 路灯节能的几种实施方式
深夜,人车稀少,在合理的范围内适当的降低路面照度,并不会影响人员活动及交通安全。路面照度的适当降低,为降低照明功率密度提供了先决条件,使路灯节能成为可能。目前,深夜适当降低照明功率密度是路灯节能中最为通用且有效的途径,其实施方式主要有以下几种:
3.1 规律性的间隔关闭部分路灯
规律性的间隔关闭部分路灯是指:在深夜,采用“隔一个灯,关一个灯”的方式,有规律的关闭一部分路灯,即“隔一亮一”的方式。采用该方式,节电效果显而易见,但缺点也很明显。“隔一亮一”不但降低了路面的照度,照度均匀度更会大幅度降低。
为验证照度均匀度变化问题,笔者使用照明软件进行了量化分析。分析模型为:路宽24m,灯高12m,灯具为截光型,路灯双侧对称布置,同侧路灯间距选用25m和50m两种。分析结果显示:路灯间距25m时,照度均匀为0.49;而路灯间距50m时,照度均匀度仅为0.31。
由此模型分析可见,采用“隔一个灯”方式,间隔关闭半数路灯后,照度均匀度明显下降。并且,为了提高照度均匀度,即使将路灯间距设置得较小,在间隔关闭半数路灯后,照度均匀度也只能达到较低的标准。
照度均匀度是道路照明的重要指标,过低的照度均匀度会影响驾驶员的视觉连续性,由此可能带来安全隐患,因此“隔一个灯”的方式只有在设计车速不快且非重要的支路才可以谨慎采用,同时还应根据选用的灯具进行计算校验。
3.2 适当降低路灯的供电电压,从而降低光源的输出功率。
路灯的输出功率与供电电压平方成正比,而路灯光源在点亮的状态下,适当的降低供电电压,不会使其熄灭。因此,在深夜,可适当的降低供电电压,以减少路灯的输出功率,从而实现节能的目的。
采用该方式的主要优点有:①参与照明的路灯数量不变,因此基本不影响路面的照度均匀度。②部分地区因深夜用电负荷小,电压偏高,致使光源过电压运行,使用寿命缩短。采用深夜降压运行,即节能又延长路灯光源的寿命,明显的减少路灯的维护工作量。
采用该方式的主要缺点有:①需要增加设备投资。在电源侧(如配电箱处)需设置自动调压装置,其容量需与所供电的路灯总容量相当。②一般路灯供电线路较长,回路末端电压降较大,采用降压运行会使其进一步加大。若设置不当,且遇电网电压波动,末端路灯会因电压过低而熄灭。
3.3 路灯采用双光源灯头,深夜熄灭一个光源。
路灯采用双光源灯头,深夜熄灭一个光源,是较为常用的路灯节能控制方式。其实施方案有两种,即:双回路方案和脉冲继电器方案。
双回路方案每盏路灯需引入两条回路,路灯处的电缆接头多,而且集中,致使施工接线复杂,维护困难。在路灯回路T接分支处,情况会变得更为严重。而脉冲继电器方案因采用单电缆供电,且控制线较细,此问题可得到解决。但是,因脉冲继电器分散安装在路灯处,增加了中间环节,又不如双回路方案简单直接。因此,两种方案各有利弊,应根据实际情况分析比较后选用。
4 结语
总之，节约能源、绿色环保是当前我国经济高速发展对于能源战略的客观需求，城市道路照明设计单位及设计人员都应当深刻领会“绿色照明”的科学内涵，从节电设计方案抓起，积极应用高效电光源、灯具以及先进的控制方式，力求打造出节能高效的道路照明工程。
参考文献：
[1]于军，邢永中，模拟路灯节能控制系统的设计，照明工程学报，2010，(2)
[2]王晓，李浩，功率型路灯渝南大道示范应用，中国照明，2010，(5)
[3]武洪涛，周威，智能路灯节能控制系统的研究[J]，北京电力高等专科学校学报，2010，(2)
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