電氣工程及其自動(dòng)化在城市公共景觀亮化中的應(yīng)用

劉作章

（桂林市城市照明管理處，廣西桂林 541000）

1 電氣自動(dòng)化概述

根據(jù)現(xiàn)階段電氣工程發(fā)展來看，自動(dòng)化技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用，伴隨社會(huì)的深入發(fā)展，電力系統(tǒng)越來越復(fù)雜，電氣自動(dòng)化技術(shù)的作用逐漸凸顯出來。針對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)而言，通常利用自動(dòng)化和信息技術(shù)對(duì)工程系統(tǒng)開展監(jiān)控及調(diào)節(jié)，促進(jìn)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。基于工程項(xiàng)目規(guī)模逐漸增加，該項(xiàng)技術(shù)被運(yùn)用到了更多方面，如城市景觀亮化工程，其具有良好的適應(yīng)性，可以更好地滿足各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行要求。圍繞電氣自動(dòng)化發(fā)展來看，其最顯著的優(yōu)勢(shì)在于無需大量人員參與操作及調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化操作，極大地提高了項(xiàng)目的效率，增強(qiáng)整體運(yùn)行效益，降低故障問題出現(xiàn)的概率，更好地滿足現(xiàn)階段電力工程發(fā)展的需要，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的優(yōu)化發(fā)展。

2 城市夜景照明設(shè)計(jì)重點(diǎn)

從現(xiàn)階段現(xiàn)代化城市的公共園林亮化工程來看，其建設(shè)不再是為了吸引消費(fèi)者，而是逐漸發(fā)展成一種裝飾燈光。如北京王府井大街，利用其獨(dú)特的韻味及夜景來彰顯北京城市的魅力，對(duì)城市規(guī)劃建設(shè)有著較大的影響。對(duì)于城市商業(yè)區(qū)來看，其夜景照明設(shè)計(jì)通常包括以下兩個(gè)設(shè)計(jì)重點(diǎn)。

（1）一般照明。通常為城市商業(yè)區(qū)建設(shè)的景觀及道路照明，其中包括庭院燈、草坪燈等照明方式。結(jié)合CIE（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)照明委員會(huì)）有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，商業(yè)區(qū)照明亮度應(yīng)控制在5～25 lx 范圍內(nèi)。結(jié)合我國(guó)城市商業(yè)區(qū)來看，多數(shù)都達(dá)到了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。但是也存在個(gè)別城市沒有達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

（2）重點(diǎn)照明。通常為商店櫥窗及展柜等的照明。由于該區(qū)域照明要滿足規(guī)定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，因此，通常會(huì)運(yùn)用霓虹燈及日光燈等照明設(shè)施，某些大型市場(chǎng)還會(huì)采用金鹵燈[1]。在現(xiàn)階段新建的購物中心，一般采用直管日光燈，其亮度可以達(dá)到300 lx 以上。在開展室內(nèi)燈光設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)對(duì)下述情況加以重視：①商業(yè)建筑內(nèi)照明多元化。對(duì)于大型商業(yè)建筑來看，各個(gè)銷售區(qū)域及專賣店均有著多樣的功能、展示方式及照度水平等，還對(duì)色調(diào)有著多樣性的要求。②商業(yè)街景燈的應(yīng)用。實(shí)施深層次的渲染，全面詮釋商業(yè)街景燈，體現(xiàn)其蘊(yùn)含的多元化人文意蘊(yùn)，使人們體會(huì)到高雅的生活氛圍。③強(qiáng)化對(duì)商業(yè)建筑照明的運(yùn)用。伴隨節(jié)能照明產(chǎn)品的成熟發(fā)展，商業(yè)建筑照明應(yīng)結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，科學(xué)選用相應(yīng)的照明器具，比如購物空間應(yīng)盡可能地減少背景照明的使用，促進(jìn)低水平光源布局的發(fā)展。

3 城市公共景觀亮化的作用

（1）裝潢及美化。照明可以建立具有情趣的氛圍，與多種照明產(chǎn)品相結(jié)合，即使是在白天，也有很高的觀賞價(jià)值。基于照明的作用下，可以更好地凸顯主體的風(fēng)貌，還能和附近的景物建立虛實(shí)關(guān)系，提升夜間景色的層次感，增加夜間景色的多樣性。另外，在拐角及障礙物等位置，還可借助燈光當(dāng)作標(biāo)志。

（2）構(gòu)建氛圍。色彩不同的燈光，構(gòu)建的氛圍也不同，基于光線的作用下，會(huì)呈現(xiàn)連續(xù)不斷、閃亮的光線。

（3）提升安全性。在夜晚，明亮的照明系統(tǒng)可以增強(qiáng)戶外的照明效果，為人們帶來安全感。

4 景觀照明工程設(shè)計(jì)規(guī)劃存在的問題

4.1 夜間燈光設(shè)計(jì)不科學(xué)

夜間燈光設(shè)計(jì)尚未制訂統(tǒng)一規(guī)劃，仍有待完善。從縣級(jí)以上城市來看，城市照明設(shè)計(jì)的占比低于5%。多數(shù)城市的街道和廣場(chǎng)等工程均由企業(yè)自行出資，有著隨機(jī)性，風(fēng)格沒有統(tǒng)一，所以夜間景觀雜亂無章，無法和城市發(fā)展有效協(xié)調(diào)。如今，國(guó)內(nèi)很多城市對(duì)于夜間燈光的建設(shè)，還沒有制訂總體規(guī)劃，比較強(qiáng)調(diào)建設(shè)，而沒有注重前、后規(guī)劃之間的關(guān)系。因此，城市中燈光樣式也有一定的區(qū)別，不同的區(qū)域，燈光樣式是不同的，整體效果有著很大的差異[2]。

4.2 照明強(qiáng)度及亮度設(shè)置不合理

部分工程建設(shè)過于強(qiáng)調(diào)美觀效果，其他工程建設(shè)則強(qiáng)調(diào)高檔的風(fēng)格。比如長(zhǎng)安街燈籠，長(zhǎng)期被較多城市效仿，其外觀非常精美，安裝了很多電燈，但卻不夠明亮。為達(dá)到照明需要，會(huì)強(qiáng)化照明設(shè)備的使用，這就會(huì)增加工程的費(fèi)用。此外，部分照明裝置的照明強(qiáng)度較大，對(duì)附近的環(huán)境產(chǎn)生了影響，通常會(huì)收到大量的申訴。部分地方為節(jié)約照明費(fèi)用，導(dǎo)致電力系統(tǒng)與景觀照明出現(xiàn)諸多問題。有關(guān)調(diào)查表明，我國(guó)城市主干道的大部分照明能達(dá)到CIE 道路照明標(biāo)準(zhǔn)，在部分大型的立交橋路口，也選擇使用了高桿燈照明。但是目前在國(guó)內(nèi)，高壓鈉燈的利用率還比較高，部分地方的戶外照明還主要是白熾燈。相比之下高壓鈉燈的使用壽命更長(zhǎng)，還更加節(jié)能。如今，我國(guó)大概使用了250萬個(gè)街燈，其中多數(shù)為鈉燈，所占比例約為40%。當(dāng)開展道路燈光設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)重視以下問題：①高壓鈉燈為首選，加大其普及率；②不斷提升主干道照明水平，力求達(dá)到國(guó)際水平，加強(qiáng)對(duì)炫光問題的重視，特別是道路照明，要防止此問題的出現(xiàn)；③強(qiáng)化對(duì)照明時(shí)間的管控，使用節(jié)能控制器。

4.3 城市公共景觀亮化的電氣設(shè)計(jì)

園林亮化電學(xué)設(shè)計(jì)主要是為了建立優(yōu)良的園林亮化體系，創(chuàng)造和諧的城市環(huán)境。借助電學(xué)圖形，可以更準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)園林亮化，和建筑企業(yè)協(xié)作實(shí)現(xiàn)園林亮化目的。從電力供電系統(tǒng)來看，一般可分成TN（接零保護(hù)系統(tǒng)）、IT（中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)）及TT（保護(hù)接地系統(tǒng)），第一種系統(tǒng)中包括多類表現(xiàn)方式，如TN-S。公共場(chǎng)合通常會(huì)選擇該供電方式來照明，借助10 kV、0.4 kV 等變電來照明；針對(duì)能耗不大的綠化區(qū)域，可使用380 V 低壓進(jìn)水口。對(duì)于變電站供電方式，建議選擇箱式變電站。在如今智能控制平臺(tái)大力推廣下，對(duì)電源開關(guān)開展了漏電保護(hù)，能結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件，增設(shè)光纖，以此保證信號(hào)的穩(wěn)定。為了便于檢修，可增設(shè)電流檢測(cè)模塊，針對(duì)綠地臨時(shí)增加用電的情況，預(yù)留備用回路，對(duì)線路開關(guān)設(shè)計(jì)漏電保護(hù)。

4.4 工作人員專業(yè)技能需要加強(qiáng)

我國(guó)景觀亮化專業(yè)教學(xué)不多，多數(shù)景觀設(shè)計(jì)者都不是專業(yè)人員，其專業(yè)知識(shí)及技能需要加強(qiáng)。另外，設(shè)計(jì)的方案極易出現(xiàn)問題，不利于最終的效果。城市領(lǐng)導(dǎo)者對(duì)該專業(yè)的了解不夠深入，通常是結(jié)合自身的想法開展指導(dǎo)，導(dǎo)致相關(guān)工作缺乏合理性，一味地強(qiáng)調(diào)視覺的繁華，把燈光亮度調(diào)到最高，這會(huì)產(chǎn)生光污染，對(duì)居民休息造成不良影響，導(dǎo)致嚴(yán)重的資源浪費(fèi)問題[3]。

4.5 缺乏日常維護(hù)

如今景觀亮化項(xiàng)目中普遍有著一個(gè)問題，即有關(guān)燈具與裝置沒有進(jìn)行日常維護(hù)，把大量的時(shí)間與精力投入在景觀亮化建設(shè)方面，不夠重視后期的維修及管理，在使用過程中，很多燈具存在損壞問題，不利于景觀的呈現(xiàn)效果。

5 電氣工程及其自動(dòng)化在城市公共景觀亮化中的應(yīng)用策略

5.1 加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代燈光基本原理的認(rèn)識(shí)

對(duì)城市公共空間開展景觀燈光規(guī)劃時(shí)，除了要了解有關(guān)知識(shí)，還要了解燈光原理及概念。如今，公共景觀亮化工程中，關(guān)于電氣工程和其自動(dòng)化的規(guī)劃，還缺乏系統(tǒng)的理論及實(shí)踐。與之相比，歐美國(guó)家的研究較為成熟，而我國(guó)還處于起步階段。伴隨夜間出行次數(shù)增加，公園照明作用也更加突出。但是，因?yàn)槿狈ο到y(tǒng)的理論指導(dǎo)，無法把城市和公園照明區(qū)別開來，使得照明形式不夠多樣化，存在嚴(yán)重的光污染問題。如今對(duì)公共景觀亮化中關(guān)于電氣工程及其自動(dòng)化的探究，只對(duì)最根本的功能層面開展了分析，公共景觀亮化方面還存在諸多問題，比如地域特點(diǎn)不突出。因此，怎樣基于公共空間制訂可行的景觀規(guī)劃模式，是當(dāng)前研究的重點(diǎn)課題。

5.2 強(qiáng)化內(nèi)部建筑節(jié)能建設(shè)，促進(jìn)節(jié)能照明

對(duì)于亮化美化項(xiàng)目而言，并非單純照明，而是為了拓展夜間生活。就夜間生活來看，除了能夠容納全部的白晝生活，還能夠創(chuàng)造出更多的東西。在城市亮化及美化建設(shè)中，要采取合理可行的方式，重視內(nèi)部節(jié)能問題，提出有效的處理及執(zhí)行方法，最終實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益。一般情況下，建筑亮化要求較高，需要所有角落被照亮，所以其能耗較大，這就要對(duì)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)加以重視。當(dāng)前，我國(guó)燈光消耗約占總發(fā)電的10%，針對(duì)樓宇燈光系統(tǒng)而言，其大概占建筑電能消耗的20%～30%。為達(dá)到節(jié)能照明需要，應(yīng)當(dāng)使用高效率光源。因光源效率和電耗息息相關(guān)，從常用光源來分析，高壓鈉燈光效果最佳，白熾燈效果較差；應(yīng)盡可能體現(xiàn)非直接照明的優(yōu)勢(shì)。比如，使用墻面反射來增加間接光源，提升電力使用率。在進(jìn)行節(jié)能亮化過程中，應(yīng)當(dāng)基于建筑照度，對(duì)各種建筑使用針對(duì)性的方案。針對(duì)照度要求較高的區(qū)域，采取混合式照明設(shè)置，進(jìn)而達(dá)到照度需要；針對(duì)要求不高的區(qū)域，可適當(dāng)減少照亮，進(jìn)而降低能耗。不僅如此，當(dāng)選擇燈具時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮節(jié)能燈，比如熒光燈，同時(shí)確保照明裝置方便清洗。此外，還應(yīng)當(dāng)充分使用光線，根據(jù)光學(xué)原理來開展節(jié)能設(shè)計(jì)。

5.3 借助太陽能及電力供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果

有效利用太陽能可以解決現(xiàn)階段能源不足等方面的問題。但是現(xiàn)階段對(duì)于太陽能的應(yīng)用不是十分普遍，從總體層面來看，太陽能的應(yīng)用范圍較小，通常運(yùn)用在道路及環(huán)境照明中。由此，實(shí)際開展設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)對(duì)下述因素加以重視。

（1）結(jié)合用電大小、所需時(shí)間及負(fù)載情況，構(gòu)建完善的設(shè)計(jì)方案，以此減少能耗[4]。

（2）對(duì)系統(tǒng)輸出開展有效的電壓水平設(shè)計(jì)。

（3）確保整個(gè)體系可以在多云雨的條件下順利運(yùn)轉(zhuǎn)。

（4）對(duì)建筑物光照時(shí)間及強(qiáng)度開展合理的評(píng)價(jià)，對(duì)電力供應(yīng)及配電系統(tǒng)開展節(jié)能設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性，不會(huì)對(duì)用戶生活產(chǎn)生影響。具體如下：①在開展電力負(fù)荷分析的同時(shí)，科學(xué)設(shè)置負(fù)載比，降低基礎(chǔ)容量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能，增加裝置的使用壽命；②借助分布式及集中式開展無功補(bǔ)償，增加低電壓端功率系數(shù)及系統(tǒng)運(yùn)行效率，降低變壓器及線路的損失；③對(duì)配電網(wǎng)布局開展合理規(guī)劃，確保高壓能夠抵達(dá)用戶中央，進(jìn)一步減少線路的電路損失，實(shí)現(xiàn)節(jié)約線損的目的；④對(duì)電力系統(tǒng)中存在的非線性裝置開展科學(xué)控制，確保其實(shí)際工作過程中產(chǎn)生的高次諧波是科學(xué)的；⑤在用電高峰及低谷的情況下，借助科學(xué)的措施對(duì)用電進(jìn)行有效控制，從而實(shí)現(xiàn)降低能耗的目的。

5.4 加大政策支持力度、強(qiáng)化工作人員專業(yè)技能

現(xiàn)階段我國(guó)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)無法廣泛運(yùn)用，究其原因，是因?yàn)檎咧С至Χ炔蛔恪Ｓ纱耍畱?yīng)加大對(duì)有關(guān)方面啟動(dòng)資金的支持，促進(jìn)節(jié)能計(jì)劃的全面落實(shí)及廣泛運(yùn)用。另外，針對(duì)高能耗建筑，還應(yīng)予以一定的處罰，對(duì)節(jié)能建筑予以適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)。與此同時(shí)，還應(yīng)構(gòu)建專門的監(jiān)督機(jī)構(gòu)，對(duì)規(guī)劃完成的亮化工程實(shí)施定期的能耗評(píng)估，若是不符合規(guī)定要求，應(yīng)第一時(shí)間開展整改。對(duì)亮化工程進(jìn)行審批過程中，應(yīng)強(qiáng)化對(duì)節(jié)能內(nèi)容的應(yīng)用，在設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行過程中，強(qiáng)化對(duì)工程能耗的監(jiān)控工作，避免高能耗工程的產(chǎn)生。除此之外，工作者專業(yè)技能水平與工作質(zhì)量息息相關(guān)，為了加強(qiáng)城市景觀亮化效果，應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)工作者的專業(yè)技能水平。具體可從以下幾方面進(jìn)行。

（1）加強(qiáng)設(shè)計(jì)者專業(yè)技能。在進(jìn)行人員招聘過程中，對(duì)其專業(yè)能力提出較高的要求，不但要掌握基本的設(shè)計(jì)能力，還應(yīng)對(duì)配電知識(shí)加以了解，以此篩選出優(yōu)質(zhì)的人才，補(bǔ)充工作團(tuán)隊(duì)。實(shí)際工作過程中，還應(yīng)強(qiáng)化對(duì)設(shè)計(jì)者的培訓(xùn)，使其了解先進(jìn)的知識(shí)及理念，加強(qiáng)其設(shè)計(jì)工作效果。

（2）加強(qiáng)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)者的專業(yè)技能。借助下基層及講座等方式，提高其對(duì)城市景觀亮化的認(rèn)知，保證相關(guān)任務(wù)及工作安排的科學(xué)性[5]。

5.5 提高城市節(jié)能環(huán)保力度、強(qiáng)化日常維護(hù)工作

對(duì)于城市景觀亮化工程來看，其建設(shè)的目的是加強(qiáng)人們的生活質(zhì)量，然而亮化工程極易引起光污染問題，對(duì)實(shí)際生活產(chǎn)生不良影響。因此，在開展管理過程中，應(yīng)對(duì)此加以重視，對(duì)燈的亮度進(jìn)行科學(xué)控制，合理調(diào)節(jié)燈的角度，最大程度地降低燈光對(duì)人們的危害。實(shí)際生活中，環(huán)境污染及能耗問題是人們非常重視的問題，在進(jìn)行景觀亮化工程時(shí)也應(yīng)對(duì)此予以重視。對(duì)于材料的選取，應(yīng)避免對(duì)環(huán)境造成危害，可選用節(jié)能燈，利用電子技術(shù)開展自動(dòng)化控制，從而降低電量的消耗。一般來講，城市景觀亮化工程都處于露天環(huán)境中，外部的不利因素極易造成有關(guān)設(shè)備損壞，如大風(fēng)及雷電天氣。另外，景觀亮化過程中運(yùn)用的電氣設(shè)施都是有使用期限的。因此，實(shí)際進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，無論是外界還是自身原因，設(shè)備都可能會(huì)產(chǎn)生問題。想要確保城市景觀亮化工程有效應(yīng)用，應(yīng)強(qiáng)化日常維護(hù)工作，定期對(duì)工程實(shí)際工作狀態(tài)開展檢查，在發(fā)現(xiàn)問題后，第一時(shí)間運(yùn)用科學(xué)的解決措施，提升城市景觀亮化水平，為其奠定夯實(shí)基礎(chǔ)。

6 結(jié)束語

在開展城市公共景觀亮化設(shè)計(jì)過程中，有關(guān)電氣設(shè)計(jì)及建設(shè)應(yīng)將亮化與景觀全面融合在一起。對(duì)于電氣建設(shè)來看，其可以為景觀亮化體系提供良好的服務(wù)。在這一過程中，不但要對(duì)相關(guān)燈具的參數(shù)、各種元件及裝置等的性能加以了解，還應(yīng)對(duì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)施工技術(shù)加以了解，唯有如此，才能掌握復(fù)雜的工作內(nèi)容，更好地完成各種復(fù)雜的工作，完善電氣設(shè)計(jì)規(guī)劃及建設(shè)。