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摘 要:文章首先对我国道路照明现状进行介绍,总结使用需求与存在的弊端问题。其次重点探讨道路照明中的电气设计节能问题,从确定照明水平、光源照明器选择、系统维护方式等方面来进行。帮助提升城市道路照明系统的使用性能、减少运行阶段的电能损耗。
关键词:城市道路照明;照明电气;电气设计
一、简要概述我国城市道路照明现状
道路照明系统是交通安全的重要保障,秋冬季节夜晚时间相对较长,因此路灯的照明时间也会适当延长,虽然保障了通行车辆的安全性,但道路照明系统中存在的电能浪费问题却迟迟得不到解决。并且照明设备普遍达不到额定安全使用时间,损坏现象严重,增大了照明系统维护的资金投入量,并且不利于节能环保理念的落实。道路以及照明设施是城市发展首先要規划的基础部分,也直接关系到城市的发挥前景,目前的照明系统并不利于城市发展建设任务的开展,需要探讨科学的照明形式。
二、解决城市道路照明节能问题的有效措施
1、确定合理的道路照明水平
根据不同道路的通行使用需求对光照强度进行确定,这样可以将照明系统运行阶段损耗的电能降至最低。在对照明系统进行确定时,要从以下两部分进行。
第一,照度水平选择方面
道路的宽度是照明强度确定所参照的依据,城市发展速率提升后,道路建设的宽度也随之增大,由4车道向6车道的宽度发展。路灯是建设在道路两侧的,其光照范围要覆盖整个路面,这样才能保证车辆通行时不会遇到死角。确定照明水平之后可以进行后续的方案设计。我国城市道路照明设计主要受《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006和《城市道路设计规范》CJJ377-90的双重约束,但应该看到,许多大中城市的主干路网和快速路的设计等级更高,虽然不讲求高指标和高照度,但与原设计标准20lx-30lx的平均照度(维持值)不同,实际平均照度多为原设计标准的1.5-2.5倍。
第二,照明灯具选择方面
在对照明灯具进行选择时,要执行节能标准,优先选用节能灯具,并结合供电功率来选择耗材,这样可以提升使用阶段的安全性,降低损坏几率。适当提升灯杆的高度,能够增大照明范围,但高度要适中,否则会影响到亮度。尤其是在立交桥两侧的路灯设计中,应用该种方法效果明显。路灯的间距以及角度都是设计期间需要特别注意的,安装完成后可以进行调试,确定角度与高度合理再进行收尾处理。
2、选用节能性光源和照明器
第一,照明光源选择方面
白炽灯在运行阶段对电能的损耗量大,因此不适合选用,冷光灯有明显的节能效果,因此成为来城市道路照明系统的主要灯具材料。可以选择的光源包括荧光灯、金卤灯。选择原理是通过对比在相同电能损耗下的光亮程度,经过技术人员的分析对比,发现高压钠灯的使用性能比较稳定,更适合道路照明使用。从节能角度而言,应综合考虑电光源的显色指数、调光性能、点燃特性、使用周期等因素,尽量选用高光效的光源。但在低照度情况下,金卤灯能给人更好的视觉效果,由此可知,电气设计者应根据实际情况来选择光源和照明器,从而获得更好的节能效果。如对于受雾霾影响较小的城市和道路照明水平偏低的道路,可以适当选用金卤灯作为照明光源来改善视觉环境。
第二,各项照明参数方面
设计人员可以通过对照明灯具参数进行对比,快速完成选择任务,从耗电量与灯具的使用性能方面对比。
一是灯具光通利用系数上,城市道路照明电气设计需要有效提高灯具光通利用系数,尽可能地使灯光照到被照路面上,而这与灯具安装高度、配光方式、倾斜角度及灯具效率密切相关;二是眩光系数上,依据道路照明标准相关规定来选择照明灯具,从而达到城市具体道路照明的眩光要求;三是灯具安装高度上,若是气体放电灯,如金卤灯和高压钠灯,则以光通量大小为依据来确定安装高度,若存在安装困难,则采取遮挡或调节角度的方法来予以改进;四是灯具安装间距上,出于美观和节能因素考虑,一般采取3:1-4:1的安装间距;五是灯具倾斜角度上,一般以5-10°为宜。
3、采用光源降压-稳压-调光技术
通过上文论述可知,“隔盏关灯”方法不是解决城市道路照明节能问题的有效手段,光源降压-稳压-调光技术是一项既能令城市道路照明系统亮起来,又能有效节约电能的智能化技术。这是因为,适当降低照明灯具的电压及照度,在基本上不影响行人视觉的基础上,起到了节约电能和延长灯具使用寿命的作用,但这种措施的采用,是从城市道路照明建设的实际状况角度出发的。通过降压、稳压和调光这三个降压节电步骤,在综合考虑城市道路照明现实情况的基础上,将理论与实践联合起来,在行人和车辆较多的前半夜保持高照明亮度,在行人和车辆偏少的后半夜自动启动调光机制,适当调节照明亮度,一直持续到次日早晨,降压节电技术运用是一个智能化的过程。现阶段,节电灯具多种多样,更新速度较快,但总体而言,降压节电型灯具依然是道路照明灯具市场的主流产品。
4、提升照明灯具的维护系数
照明灯具自身的维护水平也是城市道路照明节能的一项重要因素,一般而言,维护系数高的灯具更具备照明节能优势。而提升照明灯具的维护系数,需要关注两个方面:
第一,灯具制作材料方面
城市道路照明一般会选用环保节能材料制作的灯具,以透明灯罩为例,往往选用由聚丙烯材料和聚碳材料制作的透明灯罩,前者具有抗紫外线功能,后者具有抗冲击功能,此种透明灯罩具有透明度高、低眩光、高光输出和光线损失少等优势。
第二,灯具维护工作方面
一般而言,照明光通量会因两个因素受损,一是光源所需点燃时间较长,致使光通量逐渐减弱;二是照明灯具的反射器和透光表面受到工业发展产物的污染和腐蚀,照度值有所减弱。针对上述状况,可以采取提升灯具维护系数的措施,如对于灯具反射器表面的处理,可以选用玻璃铝膜取代传统意义上的铝反射膜,从而延长灯具的使用寿命。除此之外,还有的照明灯具为自清洁曲面玻璃,在雨水的冲刷作用下,就能够完成自我清洁工作,大幅降低了灯具的维护工作。
结语:科学合理的城市道路照明设计是解决该领域节能问题的关键步骤,主要通过合理确定照度水平、亮度水平、照明光源、高效节能灯具等,优化照明控制系统,有效控制城市道路照明质量,达到大幅节约能源的目的。但也应该看到,城市道路照明节能举措是一项系统性的工程,除了做好节能电气设计外,还需要做好施工、维护、管理等诸多配套工作,实现对城市道路照明的科学化和规范化管理,这需要政府与相关部门的支持和帮助,真正实现“绿色照明,节约能源”的目的,推动我国城市道路照明系统建设的有序开展。
参考文献:
[1] 王梦犀,王婷.城市道路景观改造中的景观照明电气设计的探讨——以昆明云大西路和顺道大道为例[J].照明工程学报,2013(10).
[2] 刘博.关于市政道路照明电气节能设计探析[J].黑龙江科技信息,2015(12).
[3] 汪锋.城市夜景照明工程中电气设计节能方法探索[J].电子测试,2015(09).
关键词:城市道路照明;照明电气;电气设计
一、简要概述我国城市道路照明现状
道路照明系统是交通安全的重要保障,秋冬季节夜晚时间相对较长,因此路灯的照明时间也会适当延长,虽然保障了通行车辆的安全性,但道路照明系统中存在的电能浪费问题却迟迟得不到解决。并且照明设备普遍达不到额定安全使用时间,损坏现象严重,增大了照明系统维护的资金投入量,并且不利于节能环保理念的落实。道路以及照明设施是城市发展首先要規划的基础部分,也直接关系到城市的发挥前景,目前的照明系统并不利于城市发展建设任务的开展,需要探讨科学的照明形式。
二、解决城市道路照明节能问题的有效措施
1、确定合理的道路照明水平
根据不同道路的通行使用需求对光照强度进行确定,这样可以将照明系统运行阶段损耗的电能降至最低。在对照明系统进行确定时,要从以下两部分进行。
第一,照度水平选择方面
道路的宽度是照明强度确定所参照的依据,城市发展速率提升后,道路建设的宽度也随之增大,由4车道向6车道的宽度发展。路灯是建设在道路两侧的,其光照范围要覆盖整个路面,这样才能保证车辆通行时不会遇到死角。确定照明水平之后可以进行后续的方案设计。我国城市道路照明设计主要受《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006和《城市道路设计规范》CJJ377-90的双重约束,但应该看到,许多大中城市的主干路网和快速路的设计等级更高,虽然不讲求高指标和高照度,但与原设计标准20lx-30lx的平均照度(维持值)不同,实际平均照度多为原设计标准的1.5-2.5倍。
第二,照明灯具选择方面
在对照明灯具进行选择时,要执行节能标准,优先选用节能灯具,并结合供电功率来选择耗材,这样可以提升使用阶段的安全性,降低损坏几率。适当提升灯杆的高度,能够增大照明范围,但高度要适中,否则会影响到亮度。尤其是在立交桥两侧的路灯设计中,应用该种方法效果明显。路灯的间距以及角度都是设计期间需要特别注意的,安装完成后可以进行调试,确定角度与高度合理再进行收尾处理。
2、选用节能性光源和照明器
第一,照明光源选择方面
白炽灯在运行阶段对电能的损耗量大,因此不适合选用,冷光灯有明显的节能效果,因此成为来城市道路照明系统的主要灯具材料。可以选择的光源包括荧光灯、金卤灯。选择原理是通过对比在相同电能损耗下的光亮程度,经过技术人员的分析对比,发现高压钠灯的使用性能比较稳定,更适合道路照明使用。从节能角度而言,应综合考虑电光源的显色指数、调光性能、点燃特性、使用周期等因素,尽量选用高光效的光源。但在低照度情况下,金卤灯能给人更好的视觉效果,由此可知,电气设计者应根据实际情况来选择光源和照明器,从而获得更好的节能效果。如对于受雾霾影响较小的城市和道路照明水平偏低的道路,可以适当选用金卤灯作为照明光源来改善视觉环境。
第二,各项照明参数方面
设计人员可以通过对照明灯具参数进行对比,快速完成选择任务,从耗电量与灯具的使用性能方面对比。
一是灯具光通利用系数上,城市道路照明电气设计需要有效提高灯具光通利用系数,尽可能地使灯光照到被照路面上,而这与灯具安装高度、配光方式、倾斜角度及灯具效率密切相关;二是眩光系数上,依据道路照明标准相关规定来选择照明灯具,从而达到城市具体道路照明的眩光要求;三是灯具安装高度上,若是气体放电灯,如金卤灯和高压钠灯,则以光通量大小为依据来确定安装高度,若存在安装困难,则采取遮挡或调节角度的方法来予以改进;四是灯具安装间距上,出于美观和节能因素考虑,一般采取3:1-4:1的安装间距;五是灯具倾斜角度上,一般以5-10°为宜。
3、采用光源降压-稳压-调光技术
通过上文论述可知,“隔盏关灯”方法不是解决城市道路照明节能问题的有效手段,光源降压-稳压-调光技术是一项既能令城市道路照明系统亮起来,又能有效节约电能的智能化技术。这是因为,适当降低照明灯具的电压及照度,在基本上不影响行人视觉的基础上,起到了节约电能和延长灯具使用寿命的作用,但这种措施的采用,是从城市道路照明建设的实际状况角度出发的。通过降压、稳压和调光这三个降压节电步骤,在综合考虑城市道路照明现实情况的基础上,将理论与实践联合起来,在行人和车辆较多的前半夜保持高照明亮度,在行人和车辆偏少的后半夜自动启动调光机制,适当调节照明亮度,一直持续到次日早晨,降压节电技术运用是一个智能化的过程。现阶段,节电灯具多种多样,更新速度较快,但总体而言,降压节电型灯具依然是道路照明灯具市场的主流产品。
4、提升照明灯具的维护系数
照明灯具自身的维护水平也是城市道路照明节能的一项重要因素,一般而言,维护系数高的灯具更具备照明节能优势。而提升照明灯具的维护系数,需要关注两个方面:
第一,灯具制作材料方面
城市道路照明一般会选用环保节能材料制作的灯具,以透明灯罩为例,往往选用由聚丙烯材料和聚碳材料制作的透明灯罩,前者具有抗紫外线功能,后者具有抗冲击功能,此种透明灯罩具有透明度高、低眩光、高光输出和光线损失少等优势。
第二,灯具维护工作方面
一般而言,照明光通量会因两个因素受损,一是光源所需点燃时间较长,致使光通量逐渐减弱;二是照明灯具的反射器和透光表面受到工业发展产物的污染和腐蚀,照度值有所减弱。针对上述状况,可以采取提升灯具维护系数的措施,如对于灯具反射器表面的处理,可以选用玻璃铝膜取代传统意义上的铝反射膜,从而延长灯具的使用寿命。除此之外,还有的照明灯具为自清洁曲面玻璃,在雨水的冲刷作用下,就能够完成自我清洁工作,大幅降低了灯具的维护工作。
结语:科学合理的城市道路照明设计是解决该领域节能问题的关键步骤,主要通过合理确定照度水平、亮度水平、照明光源、高效节能灯具等,优化照明控制系统,有效控制城市道路照明质量,达到大幅节约能源的目的。但也应该看到,城市道路照明节能举措是一项系统性的工程,除了做好节能电气设计外,还需要做好施工、维护、管理等诸多配套工作,实现对城市道路照明的科学化和规范化管理,这需要政府与相关部门的支持和帮助,真正实现“绿色照明,节约能源”的目的,推动我国城市道路照明系统建设的有序开展。
参考文献:
[1] 王梦犀,王婷.城市道路景观改造中的景观照明电气设计的探讨——以昆明云大西路和顺道大道为例[J].照明工程学报,2013(10).
[2] 刘博.关于市政道路照明电气节能设计探析[J].黑龙江科技信息,2015(12).
[3] 汪锋.城市夜景照明工程中电气设计节能方法探索[J].电子测试,2015(09).