城市道路綠色照明設計淺析

1、<p>　　城市道路綠色照明設計淺析</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計除應滿足《城市道路照明設計》有關要求，還應進一步按照綱要及實施細則的要求,從電光、電氣兩個設計角度談如何實現(xiàn)綠色照明設計，有效提升道路照明質量和節(jié)約能源。 </p><p

2、>　　[關鍵詞]道路綠色照明電光設計電氣設計 </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)劃與設計，采用節(jié)能、環(huán)保、安全和性能穩(wěn)定的照明產品，實施高效的運行維護與管理，提升城市的品質，創(chuàng)造安全、舒適、經濟、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，從能量本質上來看，城市道路照明就是將電能轉化成光，再如何科學合理配光的一個過程，因而電能轉化成光的高效率、科學合理配光是實現(xiàn)綠色照明關鍵，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計作一簡要分析。 </p><p>　　二、電光設計中體現(xiàn)綠色照明 </p><p>　　電光設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設計目標提出具體要求,通常對電能如何高效率的轉換成光能，及如何設計出高效率合理配光的燈具,這部分研發(fā)任務一般由專業(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計人員從光學角度講，落實到實際設計中就是為達到道路照明設計標準，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、低效照明設施和產品，在城市照明中全面淘汰低效、高耗照明產品。 </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)在市場上產品指標都遠高于這個標準，因而在設計中我們應在高性能產品中選用

7、高性價比產品。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>　　道路綠色照明設計應先依據《城市道路照明設計標準》，在確保照度和均勻度及LPD等要求的基礎上，按照道路結構形式不同

8、及所屬類型,分別設計路燈布置方式，高度，懸臂長度，仰角，光源的光通量及燈具的配光曲線，再依據綱要對光源及燈具的選用要求及經濟合理性給出明確選用指標。比如：某主干路道路按設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)設計方案的其它照明質量指標都符合設計標準，但照明功率密度值超標，這時設計人員通過計算，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，各項照明質量指標都符合了設

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，同時也要求設計人員在設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)主方可以結合經濟性按最低限值以上的產品進行選購,確保綠色照明工程的質量。 </p><p>　　三、電氣設計中體現(xiàn)綠色照明 </p><p>　　綠色照明設計中電氣部分包含：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>　　依據綱要規(guī)定變壓器的選用應通過技術經濟比較，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，配電網實行經濟運行方式，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（BEF）達到GB18574

11、-2004規(guī)定的能效限定值標準的產品，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、鐵芯材質不同，所以上述參數各不相同。因此變壓器經濟運行就是選擇參數

12、好的變壓器和最佳組合參數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，但在采用相序調整隔燈交錯關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，來設定降壓值及變功率值，同時要防止調壓時出現(xiàn)瞬間滅燈現(xiàn)象;二是在設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)能又負荷平衡的設計目標。 </p><p>　　依據設計標準中光學指標確定燈盞數及相應負荷量，再通過負荷量確定工作電流，以此作為經濟電流量，確定電纜載面，再確定供電半徑，同時應根據道路周邊近期需裝燈情況，留有一定設計余量，但一定要在合理范圍內。在新城區(qū)道路照明建設中按此順序設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，配電網經濟運行方式無法實現(xiàn)，因而在老城區(qū)改造過程中，一定要根據現(xiàn)場情況，按綠色照明要求進行科學規(guī)劃設計，從而為配電網實行經濟運行打下堅實的基礎。 </p><p>　　3、功率因數補償方式 </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、設計，優(yōu)質的工程建設質量，高效率的設施、節(jié)能管理措施及管理,以及專業(yè)的設計、施工、管理人才隊伍建設，每一環(huán)節(jié)對綠色照明的實現(xiàn)都至關重要，對于從事道路照明專業(yè)設計人員，應以綠色照明作為設計理念,努力提高設計質量，為綠色照明助力。 </p><p><b>　　參考文獻 </b>&l