市政道路照明電氣節能設計分析

文/姜婷

1 前言

眾所周知，能源問題是我國現代社會經濟發展中的關鍵問題。在規劃城市街道電氣照明時，必須科學論證節能照明的規劃。通過明確照明標準、光源、理念、設計、控制安裝位置的高度等方面，可實現市政道路照明的節能設計。實踐表明，市政道路照明的節能設計對于實現城市可持續發展具有重要意義。

2 市政道路照明電氣節能要求

照明節能一直是節能的重要領域。為了在照明方面節約能源，相關工作人員也需要從不同的角度來解決這一問題。要通過一系列的測試明確人類對使用燈具的要求，以適應人眼的亮度或基于人眼保護來改進燈光照明。節能設計的最終目的是增加對照明系統耗電部分的控制，以使照明質量不會影響工作性能，避免系統照明中細小能量的丟失，延長照明燈具的使用壽命，達到節能目的。

3 市政道路照明電氣節能設計的意義

城市規劃是國民經濟可持續發展的關鍵保障，實現國家的可持續發展，最大限度地減少不必要的資源浪費是推動國家發展的一項策略[1]。市政道路照明是中國現代城市建設的重要組成部分，市政照明的節能設計不僅關系到日常照明，而且影響現代城市的整體面貌。市政道路照明節能工程旨在不斷優化和改進城市路燈的節能設計，采取有效措施，高效開展節能工作，保護環境，使人民群眾的生活更加幸福健康。城市路燈的節能設計可以在一定程度上減少照明的能耗，起到節省能源的作用。

4 我國城市道路照明的現狀分析

據調查，我國中小城鎮街道夜間、午夜過后、上午九點后幾乎沒有行人和車輛，尤其是秋冬季節。但路燈卻持續進行照明工作，不管是主干道還是車流稀少的街道，甚至照明持續到第二天早上。顯然，這種現象是對電力的巨大浪費，縮短了路燈的壽命，增加了用電量，阻礙了城市的節能發展。為解決上述問題，我國嘗試了很多方法，如隔盞關燈和定時關燈等[2]。具體措施是前半夜所有路燈都進行工作，后半夜實行隔盞關燈減少工作燈具數量。眾所周知，路燈照明是使用三相電力線實現的，如果只調節一半的功率，會對變壓器造成單方向負載，即在前半夜所有路燈以三相四線的四路全加載形式照明，后半夜熄燈則三相中的一相必須停止放電，這使得三相極不平衡。由此可見，這種方法是不切實際的。

5 當前市政道路照明電氣節能設計中存在的主要問題

我國城市照明工程中仍存在不合規設計。在構筑道路照明時，相關工作人員只注重數量，不注重質量，浪費了大量能源，拖慢了城市照明工程的發展。當前市政道路照明電氣節能設計中也存在一些問題。首先，引入的照明技術有待改進。引入技術無法結合實際情況，無法減少能源消耗。特別是在路燈方面，相關法律法規的缺失以及現行監管要求的不完善，無法保證燈具質量。其次，照明設計通常為低效照明，城市照明設計需要改進。再次，假冒偽劣燈具產品較多也會產生負面影響。產品的好壞直接決定燈光效果的好壞。最后，相關工作人員對照明能源標準的限制和對照明能源消耗的缺乏更深入理解。對照明控制和維護的必要性沒有明確認知，相關管理和維護工作沒有得到有效落實。

6 關于市政道路照明電氣節能設計的策略

6.1 確定光照標準

確定照明設計光照標準的第一步是收集相關數據。確定道路類型后，需要了解具體道路情況，例如道路反射光、寬度等。道路反射的光越多，視覺感知越強，看到的物體越清晰。因此，照度不能直接解釋視覺感知，而是在很大程度上決定了路面的亮度。道路的亮度與道路材料密切相關，表面覆蓋材料要根據《城市道路照明設計標準》（CJJ45—2015）設計。中國的城市道路有幾種類型：快速路、主干路、次干路和支路，表1 列出了每種路燈的類別。確定光照標準時要注意路段的面積，對設計進行適當的調整，例如橋梁和隧道、蜿蜒道路的部分等。

表1 機動車道照明標準值路面亮度

6.2 燈桿高度設計

根據理論車道寬度，采用單邊燈具布置，有效寬度等于道路實際寬度減去懸垂。而雙側布置的有效寬度是實際寬度減去兩側的懸挑。如果中間分車帶是對稱的，則有效寬度是實際寬度。燈具的排列方式有很多種，包括單向、雙向和雙向對稱。單向布局模板主要用于支路和住宅街道，而其他布局模板適用于主干路和次干路。為避免高速公路和主干路上出現令人不快的眩光，需要按照《城市道路照明設計標準》（CJJ45—2015）使用截光型燈具，而支路是半截光型燈具[3]。同時，燈具、燈桿和相關套件必須防震、防水和防塵，因此需要考慮耐腐蝕性、密封性等。一般照明燈的高度為6～12m，燈臂不超過2m，燈的傾角不超過15o。設計者需要根據實際路況合理選擇照明方式，確定到燈柱的高度和距離，具體數值如表2 所示。

6.3 光源選擇

高壓鈉燈和LED 燈廣泛應用于城市路燈照明。采用高壓鈉燈可提高市政照明效率，其RA 顯色指數低，總體成本低。而LED 兼具光源體積小、可調光、可聚焦、指向性強、應用周期長、節能效果好、抗震動等優點，但也存在成本高、散熱性能差等問題[4]。以目前的市場狀況衡量，其中存在一些問題，比如為了通過強光達到強烈的照明效果導致眩光，降低照明質量等。因此，對于LED 照明的發展來說，應該結合路燈的布設位置和應用要求，選取更適合的LED 燈，以延長燈具的使用壽命和照明效果。

6.4 對供電線路和管道進行供配

三相四線電源是一種常見的照明電路。連接后，每個燈柱可以按照a、b、c 的順序連接，可以有效平衡電源上的負載。在規劃路線時不但要以工作人員的設計經驗為指導考慮道路本身的發展，還要考慮其他公共設施的負荷、臨時應急電源、臨時照明和標志等。只有考慮到所有因素，才能為可持續的城市發展做出貢獻。此外，還應考慮照明電路的環境因素。電源線可采用塑料絕緣銅芯電源線，保障走線正確，可以更好地保護線路質量[5]。一般情況下，城市地下道路施工線施工后不進行改造，因此可使用穿保護管敷設進行施工。

6.5 選擇高性能的鎮流器

節能燈放電時會產生大電流，如果電流太高，燈具就會燒壞。鎮流器用于限制放電燈的工作電流。與燈的類型和特性相適應的鎮流器與放電燈的點火電路串聯連接，以便為點火燈提供高點火電壓，并在規定的時間內穩定燈具電流范圍。市場上普遍應用的是電子鎮流器和電感鎮流器，而電感鎮流器分為節能型和常規型兩種。市政道路照明系統的工作功率一般為200～450W，而電子鎮流器、節能型電感鎮流器和常規型電感鎮流器的功耗分別約為燈具總功耗的8%、11%和18%。

7 結語

綜上所述，市政道路照明的節能設計是城市建設發展的重要組成部分。為實現城市的有序發展，相關工作人員需要為城市的發展制定科學合理的照明規劃。為了不干擾城鎮居民的日常生活，道路設計中應采用節能燈、夜燈、單燈節能調節器等，最大限度地實現節能目標，為市政建設的有序發展提供支持。