城市道路照明的節能設計初探

尹旭平

摘要：城市照明是城市基礎設施的一個重要組成部分，不僅為亮化城市、美化環境發揮積極作用，還為交通安全、社會治安提供了有力保障，同時在提升城市檔次、提高城市形象、改善城市環境發揮了極其重要的作用，但是城市照明也給財政的經費帶來很大的負擔。

關鍵詞：城市道路照明；節能設計；措施

1道路照明的分類和評價指標

城市機動車道路照明按快速路與主干路、次干路、支路分為三級。各條路的交通情況不同，環境不同，視覺要求也不同。設計時，首先應根據機動車道路的分類，確定道路照明設計的標準值。

根據《城市道路照明設計標準》CJJ45-2006標準，機動車交通道路照明以路面平均亮度（或路面平均照度）、路面亮度總均勻度和縱向均勻度（或路面照度均勻度）、眩光限制、環境比和誘導性為評價指標。人行道路照明以路面平均照度、路面最小照度和垂直照度為評價指標。

2城市道路照明的節能設計措施

2.1道路照明光源的選擇。目前，道路照明采用的主要光源類型有高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、緊湊性熒光燈等。由于高壓鈉燈的光通量比相同功率的金鹵燈高40%左右，而且透霧性能較好，因此在城市道路照明工程中使用非常廣泛。

隨著太陽能應用和LED光源等技術的逐漸成熟，綠色節能照明已經逐漸在許多大中城市得到了推廣和應用。其中，LED光源具有綠色環保、安全可靠、質量穩定、安裝維護簡便、使用壽命長等特點，已經應用在了道路照明、城市造型景觀照明、綠地照明、廣告燈箱照明及家居照明等地方。LED光源基本可以達到與高壓鈉燈同等的效果，而且耗電量比高壓鈉燈大大降低了。雖然LED燈具一次性投入較高是其發展的瓶頸，但高壓鈉燈的更換成本和后期維護費用卻是LED燈具的五倍。由此可見，LED燈具不但能比高壓鈉燈節能，且更換成本和維護費用節省的多。所以，LED光源在城市道路照明方面的廣泛應用必將是大勢所趨。

2.2合理的布燈方式。根據建設部行業標準《城市道路照明設計標準》CJJ45-2006，應嚴格遵循照度標準和功率密度值，并按照設計標準的要求對路燈布置方式、路燈間距、高度、光源等進行合理的選擇，避免或減少道路照明設計的盲目性，從而達到節能的目的。

2.3選用節能型電感鎮流器。電子鎮流器本身能耗極低，高光效、低頻閃并且有恒功率輸出的特點，但由于電子鎮流器含有較高的諧波量，三次諧波占基波的30%以上，需要增加諧波裝置使之符合規范，另外，因為它是零序分量，會使中性線過載而發生事故，這是使用電子鎮流器需要特別注意的。而電感鎮流器相當于帶鐵芯的電感線圈，屬于線性電路。只要合理的選擇鐵芯及其磁通密度，三次諧波含量極小，一般此問可不予考慮。有數據表明，節能型鎮流器的節能效果已接近電子鎖流器的水平比傳統電感鎮流器節約近50%的電能。同時節能型鎮流器還具有電子鎮流器所沒有的售價低、可靠性高、與普通的燈管兼容性強且易于組織生產等特點，較適合我國的經濟發展的潮流。

2.4采用適當的照明控制方式。現在城市的主干道很寬，許多道路照明采用了雙光源或多火燈，而下半夜車輛稀少，對照明質量的要求可以適當降低；此外，現在很多三塊板式的道路結構，在照明設計時通常考慮了快、慢車道的照明，而在后半夜，慢車道的非機動車和行人很少，對照明的要求不高。在確保功能和效果的前提下，合理調整亮燈數量和時間。因此，采用合理的控制方式成為了照明節能的一個重點工作，智能光源降壓一穩壓一調光技術是國際上流行的全數字智能路燈節能控制技術，它充分考慮了城市道路照明的實際狀況。依據人體工程學中的視覺理論，采用現代控制論中的最優控制方法，實現了對路燈電壓及照度的動態智能化管理，即TPo管理（TIMB/PLACE/OCCAS10N）。此項技術的基本思路就是：在繁忙的時段，控制路燈保持較強的照度，接近午夜時分，開始自動調光，在后半夜車稀人少時，則控制路燈保持較低照度的照明（類似房燈的調光器，可以隨需要而任意調光），它的主要優點就是在調光的同時也大幅降低了電耗，節約有功電耗達3096以上。

2.5配電路線設計。城市道路照明的配電線路較長，供電半徑一般最長可達800米。隨著燈具與供電端之間距離的增加，供電電壓逐漸下降，有可能出現遠端電壓不能滿足光源正常工作所需的維持電壓的情況。線路損耗、壓降都在一定程度影響了路燈的照度，浪費了電能。因此，照明線路設計時應選用合適的供電電纜截面，既能滿足線路的負載能力，也能保證壓降與線路損耗在合理的范圍內，降低線纜的溫升，同時還能延長整個線路系統的壽命，減少了維護維修率。

2.6電容補償節能。目前國內城市道路照明工程中同時采用兩種電容補償方式，一是在路燈電源處集中補償，二是在燈具處分散補償。

路燈采用的光源，基本是氣體放電燈，其功率因數相當低，一般在0.40~0.6，配電回路電流較大，相應產生的損耗也較為明顯。通過電容分散補償后，每個燈具的功率因數不小于0.80；對道路的照明配電系統進行電容器無功補償后，線路的功率因數則會提高至0.90以上。相對電容補償之前，燈具的工作電流降了大約一半，這表明照明配電系統通過電容補償為供電電源系統騰出了一半的容量空間，使電源設備能夠發揮更多的供電能力。

2.7降低配電系統的線路損耗。對供配電系統而言，考慮路燈線路損耗主要是正比于電流平方的配電線路導線的電能損失，也稱負載損失，無疑，降低線路電流和減小線路電阻是減少線路損耗的有效途徑。道路照明絕大部分是氣體放電燈，該類光源的特性是電流和電壓不同步，運行功率因素往往不到0.5，因此工作電流較大，如果在配電柜處集中功率因數補償，則從配電柜到燈具端的線路損耗很大；但如果在每個燈具內單獨進行功率因數補償到0.9以上，則線路電流可降低近一半，線損可減少3/4。在設計過程中，適當提高配電電纜規格也可以減少線路損耗。按導線截面的選擇原則，可以確定滿足要求的最小截面導線；但從長遠來看，選用最小面導線并不經濟。如果把理論最小截面導線適當加大，線損下降所節省的費用，足可以在較短時間內把增加的投資收回。

2.8無線監控路燈控制系統。多年來，我國路燈的管理控制和故障巡檢主要是依靠人工巡查的方式。隨著城市發展，路燈數量的迅速增長，這種控制方式在故障實時監控處理、按需控制、節能等方面已越來越不能適應城市化建設的需求。隨著“三遙”監控等新技術的應用，道路照明在節能領域又上了一個新的臺階。

無線監控路燈控制系統具有無線遙控、遙測、遙訊和數據信息處理等功能。通過無線電方式，管理人員可以在總控制室對各道路的分控制站進行監視、測量和控制，動態的對路燈遠距離實施監控和智能化管理，合理的遙控開關燈，并能準確的報出故障，十分有效的達到路燈節能管理的目的。

3結語

城市道路照明是城市夜景照明的一個重要組成部分，并且作為城市最基本的構成要素之一，是展示城市形象的最直觀的場所。城市道路照明工程的節能設計，對提高能源利用效率，減少不必要的能源浪費，有很重大的意義。

參考文獻

[1] 國家行業標準.城市道路照明設計標準.

[2] 李君林.道路照明設計探討[J].現代建筑電氣設計技術,1994(02).