城市道路綠色照明設(shè)計淺析

1、<p>　　城市道路綠色照明設(shè)計淺析</p><p>　　[論文摘要]《“十二五”城市綠色照明規(guī)劃綱要》及貫徹《“十二五”城市綠色照明規(guī)劃綱要》實施細則，對城市道路照明提出了綠色照明新的標準，本文講述城市道路照明設(shè)計除應滿足《城市道路照明設(shè)計》有關(guān)要求，還應進一步按照綱要及實施細則的要求,從電光、電氣兩個設(shè)計角度談如何實現(xiàn)綠色照明設(shè)計，有效提升道路照明質(zhì)量和節(jié)約能源。 </p><p

2、>　　[關(guān)鍵詞]道路綠色照明電光設(shè)計電氣設(shè)計 </p><p>　　中圖分類號：F407.6 文獻標識碼： A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　隨著建設(shè)部《“十二五”城市綠色照明規(guī)劃綱要》貫徹落實，及中國市政工程協(xié)會城市道路照明專業(yè)委員會貫徹《“十二五”城市綠色照明規(guī)劃綱要》實施細則，給我們帶來了城市

3、綠色照明的依據(jù)及發(fā)展方向。城市綠色照明是指通過科學的照明規(guī)劃與設(shè)計，采用節(jié)能、環(huán)保、安全和性能穩(wěn)定的照明產(chǎn)品，實施高效的運行維護與管理，提升城市的品質(zhì)，創(chuàng)造安全、舒適、經(jīng)濟、健康的夜環(huán)境，體現(xiàn)現(xiàn)代文明的照明。城市道路照明專業(yè)屬于邊緣交叉學科，涉及電光、電氣、智能化、建筑等多學科，綠色照明核心是節(jié)能，從能量本質(zhì)上來看，城市道路照明就是將電能轉(zhuǎn)化成光，再如何科學合理配光的一個過程，因而電能轉(zhuǎn)化成光的高效率、科學合理配光是實現(xiàn)綠色照明關(guān)鍵，本

4、文主要從電光、電氣兩個方面應采用標準及方法對道路綠色設(shè)計作一簡要分析。 </p><p>　　二、電光設(shè)計中體現(xiàn)綠色照明 </p><p>　　電光設(shè)計中需要對光源的光通量，發(fā)光強度，顯色性，色溫，發(fā)光顏色及燈具的反射效率，燈具的配光曲線和眩光限制等依據(jù)設(shè)計目標提出具體要求,通常對電能如何高效率的轉(zhuǎn)換成光能，及如何設(shè)計出高效率合理配光的燈具,這部分研發(fā)任務(wù)一般由專業(yè)科研單位及專業(yè)廠家來完成

5、，顯然高光效、長壽命的光源，更強光學性能的燈具是綠色照明的要求，對于普通道路照明設(shè)計人員從光學角度講，落實到實際設(shè)計中就是為達到道路照明設(shè)計標準，應采用什么樣的節(jié)能高效光源及燈具將其發(fā)出的可見光科學的分配在需要照明的道路上,滿足人們夜間工作生活需要。 </p><p>　　1、高光效、長壽命的光源 </p><p>　　依據(jù)綱要規(guī)定，城市照明高光效、長壽命光源的應用率不低于90%。在滿足配

6、光要求的前提下，高壓鈉燈和金屬鹵化物燈光源的道路照明燈具的效率不低于75%，LED道路照明燈具的系統(tǒng)效能不低于90lm/W,嚴禁在新建項目中使用高能耗、低效照明設(shè)施和產(chǎn)品，在城市照明中全面淘汰低效、高耗照明產(chǎn)品。 </p><p>　　高光效長壽命的光源一般指光效在75lm/W，壽命在5000小時以上的光源，高壓鈉燈和LED都屬于高光效光源,現(xiàn)在市場上產(chǎn)品指標都遠高于這個標準，因而在設(shè)計中我們應在高性能產(chǎn)品中選用

7、高性價比產(chǎn)品。按燈具效率要求，雖然許多非截光型燈具燈具效率大大超過這一標準，但顯然對道路照明而言，還要求燈具發(fā)出的向下光通量（即可能到達路面的光通量）越大越好,顯然綱要對燈具效率的要求是針對截光型或半截光型燈具。 </p><p>　　2、可見光的科學分配 </p><p>　　道路綠色照明設(shè)計應先依據(jù)《城市道路照明設(shè)計標準》，在確保照度和均勻度及LPD等要求的基礎(chǔ)上，按照道路結(jié)構(gòu)形式不同

8、及所屬類型,分別設(shè)計路燈布置方式，高度，懸臂長度，仰角，光源的光通量及燈具的配光曲線，再依據(jù)綱要對光源及燈具的選用要求及經(jīng)濟合理性給出明確選用指標。比如：某主干路道路按設(shè)計標準先給出采用光通量為22500lm的250W高壓鈉燈光源方案，這時發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案的其它照明質(zhì)量指標都符合設(shè)計標準，但照明功率密度值超標，這時設(shè)計人員通過計算，適當增加燈間距2米，同時采用光通量為30000lm更高高光效的250W的高壓鈉燈后，各項照明質(zhì)量指標都符合了設(shè)

9、計標準，從本例中可以看出高光效、高效率的光源燈具對綠色照明的重要性，同時也要求設(shè)計人員在設(shè)計文件中明確給出光源光效和燈具效率的最低限值，讓業(yè)主方可以結(jié)合經(jīng)濟性按最低限值以上的產(chǎn)品進行選購,確保綠色照明工程的質(zhì)量。 </p><p>　　三、電氣設(shè)計中體現(xiàn)綠色照明 </p><p>　　綠色照明設(shè)計中電氣部分包含：變壓器、氣體放電燈配套電器的選擇，負荷的平衡、供電半徑、線纜的截面線徑，功率因

10、數(shù)補償方式等。 </p><p>　　1、變壓器、氣體放電燈配套電器的選擇 </p><p>　　依據(jù)綱要規(guī)定變壓器的選用應通過技術(shù)經(jīng)濟比較，優(yōu)先使用低損耗變壓器，提高變壓器的負載率和功率因數(shù)，配電網(wǎng)實行經(jīng)濟運行方式，縮短供電半徑，減少迂回供電，三相負荷平衡，線纜應采用節(jié)能型材料，選擇合適的截面減少線路電阻以達到降損節(jié)電效果；高壓鈉燈鎮(zhèn)流器應采用能效指標能效因數(shù)（BEF）達到GB18574

11、-2004規(guī)定的能效限定值標準的產(chǎn)品，高強度氣體放電燈宜配用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，150W及以上的光源慎用電子鎮(zhèn)流器，直管形熒光燈應配用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，氣體放電必須進行電容補償，系統(tǒng)功率因數(shù)不得小于0.85。 </p><p>　　每臺變壓器都存在有功功率的空載損失和短路損失，及無功功率的空載消耗和額定負載消耗。因變壓器的容量、電壓等級、鐵芯材質(zhì)不同，所以上述參數(shù)各不相同。因此變壓器經(jīng)濟運行就是選擇參數(shù)

12、好的變壓器和最佳組合參數(shù)的變壓器的運行方式運行?？茖W合理的選擇變壓器容量，要考慮一定期限內(nèi)的遠期用電量，避免小馬拉大車或大馬拉小車情況發(fā)生; 單臺變壓器運行當可變損耗（線圈銅耗）等于不變損耗（鐵芯損耗）時，一般負荷系數(shù)β＝0.6〈約為額定負載60%左右，為效率最高點,功率因素在85--95%之間時經(jīng)濟效益最好。 </p><p>　　2、負荷的平衡、供電半徑、線纜的截面線徑 </p><p&g

13、t;　　路燈一般采用三相四線方式供電，在正常情況下三相平衡沒問題，但在采用相序調(diào)整隔燈交錯關(guān)閉半夜燈分時段控制方式時，極易出現(xiàn)偏相，鑒于這種情況，可以有兩種解決方案，一是維持三相四線供電方式不變，在后半夜實施整體降壓或單燈變功率調(diào)光，按原正常照度和均勻度的情況下降低一個照明等級，來設(shè)定降壓值及變功率值，同時要防止調(diào)壓時出現(xiàn)瞬間滅燈現(xiàn)象;二是在設(shè)計供電線路時可采用七芯電纜(也可以雙電纜)，一芯做零線，其余六芯做相線，其中三線控制整夜燈，三

14、線控制半夜燈，由三線承擔的負荷分配給六線承擔，相線截面也相應降低,以上兩種方法都可達到即節(jié)能又負荷平衡的設(shè)計目標。 </p><p>　　依據(jù)設(shè)計標準中光學指標確定燈盞數(shù)及相應負荷量，再通過負荷量確定工作電流，以此作為經(jīng)濟電流量，確定電纜載面，再確定供電半徑，同時應根據(jù)道路周邊近期需裝燈情況，留有一定設(shè)計余量，但一定要在合理范圍內(nèi)。在新城區(qū)道路照明建設(shè)中按此順序設(shè)計一般會達到比較的理想效果，但老城區(qū)的道路照明改建

15、中的電源點一般都未有科學規(guī)劃，線路亂接現(xiàn)象也非常嚴重，配電網(wǎng)經(jīng)濟運行方式無法實現(xiàn)，因而在老城區(qū)改造過程中，一定要根據(jù)現(xiàn)場情況，按綠色照明要求進行科學規(guī)劃設(shè)計，從而為配電網(wǎng)實行經(jīng)濟運行打下堅實的基礎(chǔ)。 </p><p>　　3、功率因數(shù)補償方式 </p><p>　　無功補償方法一般有單燈補償和集中補償, 對道路照明用氣體放電燈進行單燈補償時，由于線路電流值的減小而使在低壓線路上的電能損耗降

16、低，使電容器的投資在2年左右得到全部補償，而且可以在基建時減少線路貼費、變壓器貼費的投資。在用裸鋁線架設(shè)的架空線路的主干線與引下線連接部位間，因銅鋁接頭的存在，難于保證接觸良好,較容易發(fā)生電容器頻繁的充放電產(chǎn)生電弧燒傷主干線。所以，宜對電纜線路上的氣體放電燈進行單燈補償，而架空線路上的氣體放電燈不宜采用單燈補償。在分散補償有困難時，采用集中補償。 </p><p><b>　　四、結(jié)束語 </b&

17、gt;</p><p>　　要真正實現(xiàn)城市道路綠色照明，需要有政策的支持，科學的照明規(guī)劃、設(shè)計，優(yōu)質(zhì)的工程建設(shè)質(zhì)量，高效率的設(shè)施、節(jié)能管理措施及管理,以及專業(yè)的設(shè)計、施工、管理人才隊伍建設(shè)，每一環(huán)節(jié)對綠色照明的實現(xiàn)都至關(guān)重要，對于從事道路照明專業(yè)設(shè)計人員，應以綠色照明作為設(shè)計理念,努力提高設(shè)計質(zhì)量，為綠色照明助力。 </p><p><b>　　參考文獻 </b>&l