道路節(jié)能照明

曹彬

路燈作為一種公共設(shè)施，對社會治安、交通、安全和方便人民生活都起著重要性的保障作用。能源是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)、是人類賴以生存的最基本的條件之一。20世紀(jì)70年代世界性的能源危機(jī)，促使了各國對能源問題的高度重視，統(tǒng)計結(jié)果表明，目前世界各國消耗的總能量中約有15%～20%用于發(fā)電，而電能的9%～ 20%用于照明。全世界照明消耗的能量約占總能量的5%左右，在能源嚴(yán)重短缺的情況下，節(jié)省照明用電也成了節(jié)約能源的一個重要方面。CIE（國際照明委員會）專門通過節(jié)能決議，呼吁各國采取措施，節(jié)約照明耗能；

在我國，照明水平雖然不高，但照明中能量浪費是十分明顯的。如果照明標(biāo)準(zhǔn)不全，照明光源發(fā)光效率底，燈具的損失大，照明設(shè)計方法不妥和維護(hù)管理工作不善以致工業(yè)與民用建筑、城市街道、廣場等場所照明不良、照度水平該高的地方不高，該低的地方反而很亮，耗電多，達(dá)到的照度水平低，照明質(zhì)量差，既不利于人們勞動或其他活動的視覺工作，而且造成了照明能量的嚴(yán)重浪費，同時，我國幅員廣大，天然光資源豐富而沒用得到充分的利用，不少場所白天不得不開燈工作而造成電能的大量消耗。面對我國能源短缺、電力生產(chǎn)不能滿足國家建設(shè)需要的現(xiàn)狀、照明節(jié)能應(yīng)引起照明工作者和公眾的高度重視。提高照明技術(shù)水平，杜絕照明中能源浪費現(xiàn)象，是每個照明工作者責(zé)無旁貸的義務(wù)

近年來，隨著國內(nèi)城市的高速發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的快速繁榮以及人們對生活水平低和環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高，城市道路照明和城市夜景照明已經(jīng)成為城市規(guī)劃、建設(shè)和管理中的一項重要工作。然而，照明的快速發(fā)展，也使電能消耗越來越大，在講求美觀的同時我們更應(yīng)該重視節(jié)能。

道路照明的目的（object of roadway lighting）是當(dāng)機(jī)動車夜間行駛在公路上時，能夠?qū)⒈匾囊曈X信息傳遞給公司，事先防止由于視覺信息不足而出現(xiàn)的交通事故，同時，可以增加和保證夜間道路交通的安全以及舒適感。

道路照明節(jié)能設(shè)計（the design of roadway lighting）是要求實施的道路照明在滿足其目的的基礎(chǔ)上，盡可能地減少能源消耗。要求設(shè)計者不但要熟練掌握道路照明設(shè)計要點、熟悉道路照明設(shè)計規(guī)范，而且要對設(shè)計道路作充分的調(diào)研，避免因?qū)Φ缆沸再|(zhì)定位過高而造成不必要的能源浪費

據(jù)統(tǒng)計,我國年照明用電量占總發(fā)電量的10%左右,而且以低效照明為主,節(jié)能潛力很大。在具體工作中,電氣節(jié)能設(shè)計既不能以犧牲建筑功能、損害使用需求為代價,也不能盲目增加投資、為節(jié)能而節(jié)能。因此,為解決傳統(tǒng)節(jié)能技術(shù)能源浪費大的問題,新一代建筑電氣技術(shù)正在試圖采用各種先進(jìn)的控制方式對傳統(tǒng)建筑電氣設(shè)備進(jìn)行有效的控制。

1選用自動化監(jiān)控系統(tǒng)

提高城市照明管理水平,采用先進(jìn)技術(shù)和科技手段,分時間段對道路照明系統(tǒng)電壓的調(diào)整、控制,用智能化的控制方式達(dá)到節(jié)約道路照明綜合費用的目的(電費和維修費用),與城市的亮麗工程并不矛盾,相反還可將節(jié)約的大筆資金再投入其他的城市建設(shè)及城市亮化工程項目中去。

現(xiàn)行的城市照明控制是通過線控方式一級帶動一級控制開關(guān)的。隨著城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,路燈控制范圍越來越大,現(xiàn)行的控制方法無法及時反映路燈和景觀燈的運行情況。在運行過程中的故障只有等巡視人員到達(dá)現(xiàn)場后才能發(fā)現(xiàn),或者被動地等待市民電話反映,因此難以做到及時維修。城市照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)是隨數(shù)字化城市發(fā)展的需要而產(chǎn)生的自動化監(jiān)控系統(tǒng),通過對各種照明設(shè)施的遙測、遙信、遙控、遙調(diào),實現(xiàn)數(shù)字化的管理和監(jiān)測,提供了高效的城市管理手段,節(jié)約了大量的能源消耗,通過采用靈活的光控和時控策略,實時地進(jìn)行管理和控制。系統(tǒng)通過雙功率鎮(zhèn)流器進(jìn)行照明監(jiān)控,具有良好的節(jié)能效果。我國多個城市道路、高速公路及特大型橋梁的照明控制中得到應(yīng)用,節(jié)省了一般性的人力資源,提高了工作效率,產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。實現(xiàn)自動化監(jiān)控管理能極大的提高了城市照明管理水平,在城市照明節(jié)能占有相當(dāng)大的比例。

2選用優(yōu)質(zhì)電器元件,注意維護(hù)

要進(jìn)行節(jié)電,使用節(jié)能照明系統(tǒng)是最直接和最有效的方法。現(xiàn)行采用的燈具主要是高壓汞燈、高壓鈉燈和金屬鹵化物燈等,都是氣體放電燈,氣體放電燈都有較高的啟動電壓和低放電維持電壓,當(dāng)燈通過高壓啟動后,電壓下降,電流加大,如不加限制,燈電流將不斷加大致使燈燒毀,所以必須在放電的點燈回路中串接一個與燈類型,規(guī)格匹配的鎮(zhèn)流器來提供使燈啟動的高啟動電壓,并限制燈電流使之穩(wěn)定在所規(guī)定的范圍。高品質(zhì)的電感鎮(zhèn)流器有良好的穩(wěn)壓性能,能穩(wěn)定輸入功率和輸出光通量,在電源、電壓偏差很大時,仍能保持光源恒定功率,穩(wěn)定光照度,有利于節(jié)能,以及起點可靠等因素還可使燈管壽命延長。如250W鈉燈鎮(zhèn)流器質(zhì)量好的功率損耗只有20-25瓦,而質(zhì)量差的功率損耗可達(dá)40瓦左右。如果在選用配套鎮(zhèn)流器時都能注意選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,那么節(jié)能效果還是很顯著的。

燈具的主要作用是把光源的光通量分配到需要的方向,以提高光的利用率和避免眩光。因此在推動照明節(jié)能工作中,選擇高效合理配光的路燈具有很大的節(jié)能潛力。選擇中,應(yīng)注意燈具的反光板,高效反光板是一個介于燈管與燈座間的新式結(jié)構(gòu)的反射裝置,主要技術(shù)是應(yīng)用點光源反射光學(xué)原理,以及修正改良的光學(xué)曲率,配合納米鍍膜鏡面處理,表面滿布凹凸巢面結(jié)構(gòu),使產(chǎn)品本身的光反射率達(dá)到99%以上,將光源利用率發(fā)揮到光輸出極限。在選用具有高效反光板的燈具的同時還要注意選擇透光性能好的防護(hù)罩,如透光玻璃或有機(jī)玻璃;再就是保證密封性能,盡可能地減少由于污染造成光的損失。燈具效率是指在規(guī)定條件下測得的燈具所發(fā)射的光通量值與燈具內(nèi)所有光源發(fā)出的光通量測定值之和的比值。任何材料制成的燈具對于光源幅射的光通量在經(jīng)過反射和透射時,其效率總是小于1。假設(shè)同一功率的光源,一只配用效率較高的燈具,其光通量的70% -80%得到利用,另一只配用效率較低的燈具,光通量只有40% -50%得到利用。兩者比較,效率低的燈具其光源所消耗的功率將近30%白白浪費了,未能發(fā)揮其作用,這—點往往被忽視。因此,選擇燈具時應(yīng)盡量選擇配光曲線好、效率較高的燈具。另外,燈具在使用過程中不可避免地會被污染,勢必造成光的損失,定期檢修維護(hù)是確保電氣設(shè)備正常工作運行的基本保證,否則光源所消耗的功率大部分就浪費掉了。所以,選擇燈具時要選擇密封性能達(dá)到IP55以上的燈具,以減少維護(hù)工作量。在進(jìn)行照明設(shè)計時,燈照明光源的選擇也應(yīng)符合國家現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,應(yīng)根據(jù)不同的使用場合、各種節(jié)能光源的光效及主要技術(shù)指標(biāo)來選擇,以使其具有盡可能高的光效,達(dá)到照明節(jié)能的效果。

3減少供電損耗,縮小供電距離

目前,城市零點后用電負(fù)荷減少,電壓就升高,這樣不但縮短了燈泡的壽命,也增加了不必要的能量消耗。這種情況下,可以安裝一種智能燈光節(jié)電器。智能燈光節(jié)電器應(yīng)用于路燈系統(tǒng)中具有高效節(jié)電的作用,是利用微電子技術(shù)對路燈供電系統(tǒng)電能質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化處理。在不影響設(shè)備正常使用的前提下,它輸出一個最優(yōu)的功率(最優(yōu)照度),達(dá)到節(jié)約用電和延長用電設(shè)備使用壽命的雙重功效。智能燈光節(jié)電器由微處理器進(jìn)行實時動態(tài)精密檢測和監(jiān)控,實現(xiàn)大功率穩(wěn)壓,不間斷小電流切換技術(shù),并根據(jù)實際需要可選配分時段控制方式、照度控制方式、遠(yuǎn)程計算機(jī)集中控制等方式,真正實現(xiàn)燈光智能化。控制程序一經(jīng)設(shè)定,設(shè)備將自動根據(jù)設(shè)定程序調(diào)節(jié)照明負(fù)載的電壓和電流,平衡控制輸出功率,改善功率因數(shù),降低了無功損耗,達(dá)到節(jié)約用電的目的。在路燈設(shè)計中也要控制供電線路的距離,選擇合理導(dǎo)線截面,減少由于線路過長產(chǎn)生的電壓損耗。

4整體規(guī)劃設(shè)計布局

照明行業(yè)的專家們也在呼吁政府,對于景觀照明亮度普遍超標(biāo)的問題,建筑物景觀照明要杜絕“攀比”心理,建設(shè)前要進(jìn)行審批,對超標(biāo)需要有具體的處罰措施。目前在國內(nèi),推廣室外照明節(jié)能從管理層面存在權(quán)責(zé)交叉的問題,市政部門、建設(shè)部門、節(jié)能工作行政主管部門有必要進(jìn)行足夠的交流和溝通,采取切實有效的管理機(jī)制和措施。只有管理部門將工作做到實處,將監(jiān)管切實跟上,才能真正推進(jìn)城市照明節(jié)能工作。我們希望城市的夜景在照亮的同時,能夠不僅美觀而且更加節(jié)能。因此可行穩(wěn)定務(wù)實的城市照明節(jié)能環(huán)保改造工程勢在必行,開展現(xiàn)有照明工程的節(jié)能改造,積極推廣“綠色照明”,大量使用LED(發(fā)光二極管)照明產(chǎn)品取代傳統(tǒng)、耗電的霓虹燈。在改造完成后,其耗電量大幅下降。政府并適當(dāng)干預(yù),做出景觀照明的時間限制,并采用合理的管理辦法,以有效節(jié)約能源。據(jù)了解,目前歐美一些發(fā)達(dá)國家在城市路燈照明方面已經(jīng)實行合同能源管理,最成功的案例在挪威首都奧斯陸(5萬盞路燈),最高節(jié)能達(dá)到70%(其中30%靠管理和調(diào)整功率實現(xiàn)節(jié)能,40%靠換燈)。

5結(jié)束語

城市照明節(jié)能是一項長期的重要任務(wù),只有經(jīng)過不斷探索、實踐,從大處著眼,小處著手,才能找到真正達(dá)到節(jié)能效果的方法,使有限的電能發(fā)揮更大的效益,創(chuàng)造一個安全、舒適、經(jīng)濟(jì)、有益的環(huán)境并充分體現(xiàn)現(xiàn)代化文明的照明系統(tǒng)。