城市道路照明節能設計探究

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【摘要】在城市基礎設施建設中城市照明是不可或缺的構成部分，對交通安全、美化城市、社會治安等都有重要作用。但隨著城市化進程的不斷加快，城市道路照明的成本及能耗都大大提升了，尤其是最近幾年能源價格的上漲，加劇了城市道路照明的負擔。面對價格和能源的沖擊，探究城市道路照明的節能設計成為了必然發展趨勢。基于此，本文就重點論述城市道路照明的節能設計。

【關鍵詞】城市道路；道路照明；節能設計

城市道路照明已經成為城市發展和社會經濟發展中必不可少的重要基礎工程，據有關統計數據顯示，我國城市道路照明路燈約900萬盞，每年耗電約850億千瓦，每年花費約500億元[1]。按國內總耗電量比來算，城市道路照明耗電量占據了4-5%/年，可見城市道路照明的能耗及資金成本都很高。但面對能源短缺、資金緊張及低碳環保發展理念的沖擊，仍要確保城市道路照明滿足城市發展需求，就必須積極落實城市道路照明的節能設計。

一、城市道路照明節能設計的系統思考

城市道路照明的節能設計必須嚴格遵循國家行業規范及相關標準，在進行節能設計前必須全面落實前期準備工作。首先，節能設計前應進行實地勘察，掌握城市道路的形式、路面的反射率、平剖度、道路交通設計等，明確區分城市主干道和支路，仔細推算交通流量及行車速度，特別是道路交叉點。其次，應充分考慮道路周圍情況、地區氣象條件等。再次，節能設計圖紙必須反復推敲、綜合評估，一旦發現有設備選用不當等問題，必須及時調整或更換，確保設計圖紙合理、可行性強、無任何問題和遺漏后，方可施工。

二、城市道路照明節能設計的具體措施

1.城市道路光源的節能選擇。選擇道路照明燈具應遵循能耗低、經濟實惠、成本低的原則，一方面應確保燈具發光效率高、光色性及顯色性好，另一方面選擇好燈具后必須選擇配套設施，如選擇和氣體放電配套的鎮流器，確保設備啟動性能。當前運用較多的就是LED燈具，此燈具不僅發光效率高，而且使用壽命較長，相較于傳統的白熾燈，能節省月80%的能耗。并且，LED燈具節能效果好，符合城市道路照明節能設計要求，在成本費用方面除了前期更換成本外，后期使用及維修成本都不高，值得在城市道路照明中推廣使用。2.路燈開關的節能設計。城市道路照明開關的設計應遵循方便、安全、合理、準確的原則，其中開關時間準確是實現節能的重要基礎，如某城市裝燈容量截止到2016年底為700kv，若開關控制不準確將會浪費大量能源，假設每天早開或晚開5S,則一年就會浪費2180kv電量[2]。在設計路燈開關時可以選擇自動時間控制，在夜間和行人、車輛少的時段可選擇關閉部分路燈，或是間隔性關閉，適當降低照度，既不會影響道路照明也能達到節能目的。又如城市一些老路段及老城區的路燈在安全和節能方面都需要改進，對此可以安裝節能裝置。此外，在城市一些電壓波動較大的路段，若照明路燈少當電壓升高的時候也會浪費很多電能，對此可以通過安裝穩壓器達到控制電壓的目的，節省更多電能。3.配電線路的節能設計。城市道路照明系統的配電線路很長，通常供電半徑最長有800m，而燈具和供電端的距離與供電電壓成反比，即隨著距離的增加電壓會越來越小，導致遠端電壓難以維持燈具的正常運作需求。同時，線路損耗及壓降都可能對路燈照明產生影響，進而增加電能消耗量。故配電線路的節能設計勢在必行。在具體設計時，應合理選擇供電電纜截面，確保能承擔線路的負載，也能將線路損耗及壓降控制在合理范圍，減少線纜的溫升。此外，通過節能設計還能增加線路的使用壽命，并節省后期維修成本。4.合理選擇節能裝置。首先是電容補償的節能選擇。當前國內城市道路照明主要使用路燈電源處集中補償和燈具處分散補償兩種電容補償方式。照明路燈使用的光源通常是氣體放電燈，其功率在0.4-0.6之間，較低，配電回路電流較大，損耗較高，通過燈具處分散補償電容后各燈具功率因素≥0.8，對照明配電系統實施電容器無功補償后，線路功率因素會提升到0.9以上[3]，與未實施電容補償前相比，燈具工作電流節省了將近50%。即實施電容補償后供電電源系統的容量空間得到了很大提升，電源設備的供電能力也更強。其次智能穩壓降壓裝置的使用。城市道路照明燈具的照度會因為電網電壓的變化而受到影響，而電網電壓又與用電負荷成反比關系，加之上半夜電網用電負荷與下半夜相差較大，如此不僅對交通安全有一定影響，也浪費資金與能源。若在路燈控制端安裝智能穩壓降壓節能裝置，并利用內置智能控制器自動控制節電系統的工作曲線，在下半夜時就能降低電壓，同時保證燈具照度，達到節省能源的目的。據有關試驗證明，安裝智能穩壓降壓節能裝置省電率能達到40%左右。再次設立無線監控路燈控制系統。無線監控路燈控制系統是信息科技時代的產物，具備無線遙控、測量、數據信息處理等作用，利用此系統可對城市各個道路的照明情況進行實時、全面、準確的監視、測量以及控制，實現城市道路照明系統的動態化與智能化管理。此外，還能及時、準確發現故障問題，并采取有效應對措施，大大節省耗電量，提高管理效率。

三、城市道路照明節能設計的維護管理

城市道路照明節能設計的維護管理十分重要，是整個系統實現節能必不可少的環節。具體而言，應定期對城市道路照明系統進行檢查與維護。要檢測絕緣電阻，仔細檢查系統是否潛在安全隱患；更換照明燈具或是相關控件時要首選安全節能產品；維修設施設備時應合理選擇施工工藝，嚴格把控好質量關口。部分城市路段為提升燈具發光效率會安裝反光板燈具，此類燈具運作一定時間后容易出現銹蝕現象，影響照明亮度，加之路燈長時間處于暴露狀態，受粉塵、油污、風雨等的影響，玻璃透明度也會受到影響，因此在檢測和維修的時候必須嚴格規范操作，不能影響燈具的正常發光，并且需要定期檢查和清潔，延長燈具的使用壽命。綜合而言，城市道路照明節能設計的維護管理應結合城市路燈運作情況定期進行，且每次維修保養必須全面、細致，要保障路燈后期的運作效率、亮度、質量等不受影響，既達到節能目的又能為車輛、行人提供安全與方便。

四、結語

綜上所述，城市道路照明的節能設計是當前社會經濟及城市發展的必然要求，只有節能設計才滿足低碳環保、可持續發展的理念。在進行節能設計的時候必須全面考慮整個照明工程的情況，實地勘察道路情況、周邊設施情況、地區氣象情況等，著重從照明燈具的選擇、配電線路的設計、路燈開關的設計以及節能裝置的選擇幾方面入手，同時還應全面落實照明系統后期的維護與管理工作，從多方位為城市道路照明系統的節能與照明質量提供保障。

作者:英航 單位:柳州市城市照明管理處

參考文獻

[1]張前進,焦元濤,王承剛.城市道路照明的節能設計[J].科技傳播,2013(06):141+144.

[2]韋益.城市道路照明節設計淺析[J].科技專論,2013(20):340-340.

[3]羅軼洲.城市道路照明與節能問題初探[J].技術與市場,2014(12):147-148.