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【摘 要】 城市道路照明工程的重要组成部分有城市道路、立交桥及高速公路的夜景照明,从某一方面来说,城市道路照明是衡量城市发达水平的标准。道路照明是城市面貌的重要组成部分,照明质量的好坏是评价交通发达程度的指标之一,与我们的生活息息相关。缺少关注道路照明的城市,是无法与现代化城市相联系的。良好的城市道路照明对交通畅顺、社会安全、美化城市等有着较为重要的意义。为确保即合适又稳定持久的道路照明效果,我们第一步要把握好设计这个重要的环节。
【关键词】 市政道路;道路照明;电气设计
道路照明工程是城市交通运输体系中重要的组成部分。道路照明除了具有提高交通效率、保障交通安全、减少交通事故的作用和意义之外,还肩负着照亮周围环境、阻遏犯罪发生、提升城市形象等任务。由于我国城市化进程的迅速发展,如今人们对道路照明的要求逐日增高,人民不仅要求道路照明要有亮度而且还要有一定的舒适度。
一、市政道路照明的光照设计
按照常规,评价一个照明工程的光照设计总有以下内容:光源是哪一种光源、光效率如何、亮度如何、眩光和亮度均匀性怎么样等等。如今室外照明几乎应用高压汞灯或者高效的高压钠灯光源。在道路照明设计中通常应用的高压钠灯不仅效率要高,而且寿命要长。但是在小区照明设计中就不一样了,因为一般小区(主入口、主干道、公共生活区以外)要求环境的幽雅宁静,冷色光源一般更容易给人宁静的感觉,因此小区中通常应用高压汞灯。
一般道路平均照度达到2lx/m2左右,而小区平均照度在1lx/m2左右。从上面的数据来看,小区照明要比道路照明暗得多,其实,并不是这样的,只是道路对亮度均匀性有一定的特殊要求,一般是高于40%。因为对于那些快速行驶的车辆来说,那些较明显的亮度变化才会容易引起视觉错误甚至暂时地失去视觉,造成交通事故。而小区中人员、车辆行进速度一般都缓慢,因此,对住宅小区来说,亮度均匀性的概念是没有实际意义。出于交通方面的同样考虑,道路要求无眩光或者是眩光较小,所以道路一般都均用截光或者是半截光灯具,这一方面能防止眩光,又一方面能增加光效。
灯的排列一般跟照明的视觉指导作用有关,其中单侧排列指引性最强,双侧对称第二,双侧交叉最后。由于一般道路都比较直且变化小,相应的对照明指引性要求也低,因此,大都采用均匀性好的双侧对称排列和双侧交叉。一般小区路口多、分叉多,所以小区道路路型较为复杂,那么一定要求照明有较好的视觉指导作用,通常多采用单侧排列,即便是在道路较宽的住宅小区主干道上,也通常采用双侧对称排列。除此之外,在小区中进行照明设计应该时刻注意避免室外照明对居民室内环境起不良的影响,这一点主要是通过选择合理的灯具和恰当的灯位来控制。
二、市政道路照明的电气设计
1.选择合适的灯具
路灯照明采用的光源类型主要有:金属卤化物灯、高压钠灯、白炽灯以及节能灯等。其中高压钠灯有发光效率高、节能、色温适中、透雾能力强等优点,已被道路、高速公路、广场等照明广泛应用。
近年来,大功率LED路灯凭借其节能环保、易于调光、寿命长、显色性好等优点得到了快速发展。大有取代传统光源的趋势。目前很多LED路灯产品都在宣传自身的节能优势,本人认测算LED产品的节能效率应以满足现有照明规范为前提。
2.选择合适的光源
道路照明灯的电光源选用,首先应满足道路等级对照度(或亮度)的要求下,同时还应该满足高光效、长寿命,在一般道路或广场,不考虑显色指数。
3.选择合适的配电系统
城市道路照明应该应用路灯专用变压器供电。电缆的载流量要和低压短路器的整定电流进行配合选择,每个工程都要遇到的问题是供线路受到短路器的保护,这也是设计人员必须掌握的基本功,虽然这看起来很简单,但实际设计出的图纸中问题很多,这类问题主要表现在导线允许持续载流量小于保护该导线的断路器脱扣器的整定电流。正确的做法应该是先按负荷的计算电流确定保护短路器的整定电流,再按照其选择导线,如果整定电流值选得大,则电缆也应该加大,让导线受到短路器的有效保护。
为了有效监控电力系统的安全经济运行,配电调度中心要求了解配电系统的实时信息,需要进行配电系统状态估计。配电系统状态估计就是利用配电系统量测信息并补充母线负荷预报的伪量测数据估计出高精度的、完整的、可靠的配电系统状态,向其它应用软件提供可靠而全面的实时运行方式。三类状态估计可观测性分析方法——拓扑法、数值法和混合法。
4.节能技术措施
(1)正确选择变压器容量
供配电系统的损耗,主要由变压器损耗、配电线路损耗以及开关仪表电气元件损耗组成。其中变压器和配电线路的损耗,约占供配电系统总损耗的95%以上,而配电装置中,各种开关仪表电气元件的损耗,所占比例不超过5%,所以,降低變压器及配电系统损耗是提高供电效率、节约能源的关键。
(2)采用先进的控制方式;保证负荷三相平衡
配电线路应尽量保持负荷的三相平衡已达到节能效果。如果三相所带负载的大小相差太大,会造成三相电流的不平衡。情况严重的,会造成通过中性线的电流增大、发热,产生比较高的温度,成为隐蔽状态下的电气故障和电器火灾,这是非常危险的。在设计阶段应充分考虑到三相负荷的平衡,核对检查每一回路的灯具数量。
(3)合理选择电缆截面
配电线路存在着电阻,它消耗浪费的电能不可忽视。为了节约电能,减少电路电能损耗,可以考虑适当加大线路截面;加大线缆截面积的同时也提高了线路的输送电能力,增大了高供电可靠性,同时也有利于保护电气的选择。
三、市政道路照明事例
对于人们来说没有路灯,不方便;路灯太亮,又浪费资源。在2012年,《河北省》“十二五”城市绿色照明规划纲要》(下称《纲要》)出炉,对“十二五”期间对河北省的景观照明“开刀”。《纲要》要求,消灭城市无灯区,让大小街巷都亮起来,但严禁景观照明工程亮度能耗超标和使用霓虹灯、高压汞灯这样的高耗能灯。 其中《纲要》中规定:
1.城市道路装灯率要达到100%,消灭无灯区;主干道的亮灯率达到98%,次干道、支路的亮灯率达到96%;道路照明设施的完好率达到95%,景观照明设施的完好率达到90%。此外,城市道路照明质量达标率要不小于85%,景观照明质量达标率不小于80%;新建道路照明节能评价达标率达到100%,到2015年底既有道路照明节能评价达标率不小于75%。对此,河北省照明行业协会相关负责人表示,新建道路必须都尽快装上路灯,有些老旧道路、小街巷没有装灯的,要陆续安装,消灭无灯区。
2.城市新建、改建照明设施必须严格遵守国家和本省相关标准规范要求,以保证照明质量为前提,积极采用各种节能技术措施,优先选用国家和本省推广使用的高效照明节能产品,对现有不符合国家规定能效标准的照明设施,要分期进行节能改造。此外,要严格控制公用设施和大型建筑等景观照明能耗,严禁建设亮度、能耗超标的景观照明工程;加快淘汰高耗低效照明产品,禁止在道路照明中使用多光源无控光器的低效灯具,严禁在景观照明中使用强力探照灯和大功率泛光灯等产品。
3.设区市2012年年底前要完成城市照明集中控制系统建设或升级改造,城市道路照明和政府投资的公益性景观照明集中控制覆盖率达到85%以上,2013年要达到95%以上;县级市在2013年年底前要全部建成城市照明集中控制系统,2014年集中控制覆盖率达到75%以上,2015年集中控制覆盖率达到85%以上。省住建厅相关负责人介绍,城市照明集中控制是說城市功能照明和景观照明要实现集中控制统一管理,而且集中控制系统要具备先进可靠的节能控制技术、集中控制和分时控制模式,这样才能达到节能和控制的目的。
四、结语
“十二五”期间,我国的城市节能改造任务仍然艰巨,道路照明更是面临更多不确定的因素,但同时也存在极大的发展空间。为完善城市道路功能,道路照明需要从全局规划,并注重将节能减排需求融入规划设计中,提供高质量的、节能的道路照明工程。道路照明是照明行业里的一项城市基础设施,和景观照明不同,它属于一种功能照明,其对城市生活有多方面的意义。
参考文献:
[1]莫增华.浅谈城市道路照明的电气设计.科技风,2009,(06).
[2]吕斌.试论城市道路照明设计.建筑与发展,2012,(08).
【关键词】 市政道路;道路照明;电气设计
道路照明工程是城市交通运输体系中重要的组成部分。道路照明除了具有提高交通效率、保障交通安全、减少交通事故的作用和意义之外,还肩负着照亮周围环境、阻遏犯罪发生、提升城市形象等任务。由于我国城市化进程的迅速发展,如今人们对道路照明的要求逐日增高,人民不仅要求道路照明要有亮度而且还要有一定的舒适度。
一、市政道路照明的光照设计
按照常规,评价一个照明工程的光照设计总有以下内容:光源是哪一种光源、光效率如何、亮度如何、眩光和亮度均匀性怎么样等等。如今室外照明几乎应用高压汞灯或者高效的高压钠灯光源。在道路照明设计中通常应用的高压钠灯不仅效率要高,而且寿命要长。但是在小区照明设计中就不一样了,因为一般小区(主入口、主干道、公共生活区以外)要求环境的幽雅宁静,冷色光源一般更容易给人宁静的感觉,因此小区中通常应用高压汞灯。
一般道路平均照度达到2lx/m2左右,而小区平均照度在1lx/m2左右。从上面的数据来看,小区照明要比道路照明暗得多,其实,并不是这样的,只是道路对亮度均匀性有一定的特殊要求,一般是高于40%。因为对于那些快速行驶的车辆来说,那些较明显的亮度变化才会容易引起视觉错误甚至暂时地失去视觉,造成交通事故。而小区中人员、车辆行进速度一般都缓慢,因此,对住宅小区来说,亮度均匀性的概念是没有实际意义。出于交通方面的同样考虑,道路要求无眩光或者是眩光较小,所以道路一般都均用截光或者是半截光灯具,这一方面能防止眩光,又一方面能增加光效。
灯的排列一般跟照明的视觉指导作用有关,其中单侧排列指引性最强,双侧对称第二,双侧交叉最后。由于一般道路都比较直且变化小,相应的对照明指引性要求也低,因此,大都采用均匀性好的双侧对称排列和双侧交叉。一般小区路口多、分叉多,所以小区道路路型较为复杂,那么一定要求照明有较好的视觉指导作用,通常多采用单侧排列,即便是在道路较宽的住宅小区主干道上,也通常采用双侧对称排列。除此之外,在小区中进行照明设计应该时刻注意避免室外照明对居民室内环境起不良的影响,这一点主要是通过选择合理的灯具和恰当的灯位来控制。
二、市政道路照明的电气设计
1.选择合适的灯具
路灯照明采用的光源类型主要有:金属卤化物灯、高压钠灯、白炽灯以及节能灯等。其中高压钠灯有发光效率高、节能、色温适中、透雾能力强等优点,已被道路、高速公路、广场等照明广泛应用。
近年来,大功率LED路灯凭借其节能环保、易于调光、寿命长、显色性好等优点得到了快速发展。大有取代传统光源的趋势。目前很多LED路灯产品都在宣传自身的节能优势,本人认测算LED产品的节能效率应以满足现有照明规范为前提。
2.选择合适的光源
道路照明灯的电光源选用,首先应满足道路等级对照度(或亮度)的要求下,同时还应该满足高光效、长寿命,在一般道路或广场,不考虑显色指数。
3.选择合适的配电系统
城市道路照明应该应用路灯专用变压器供电。电缆的载流量要和低压短路器的整定电流进行配合选择,每个工程都要遇到的问题是供线路受到短路器的保护,这也是设计人员必须掌握的基本功,虽然这看起来很简单,但实际设计出的图纸中问题很多,这类问题主要表现在导线允许持续载流量小于保护该导线的断路器脱扣器的整定电流。正确的做法应该是先按负荷的计算电流确定保护短路器的整定电流,再按照其选择导线,如果整定电流值选得大,则电缆也应该加大,让导线受到短路器的有效保护。
为了有效监控电力系统的安全经济运行,配电调度中心要求了解配电系统的实时信息,需要进行配电系统状态估计。配电系统状态估计就是利用配电系统量测信息并补充母线负荷预报的伪量测数据估计出高精度的、完整的、可靠的配电系统状态,向其它应用软件提供可靠而全面的实时运行方式。三类状态估计可观测性分析方法——拓扑法、数值法和混合法。
4.节能技术措施
(1)正确选择变压器容量
供配电系统的损耗,主要由变压器损耗、配电线路损耗以及开关仪表电气元件损耗组成。其中变压器和配电线路的损耗,约占供配电系统总损耗的95%以上,而配电装置中,各种开关仪表电气元件的损耗,所占比例不超过5%,所以,降低變压器及配电系统损耗是提高供电效率、节约能源的关键。
(2)采用先进的控制方式;保证负荷三相平衡
配电线路应尽量保持负荷的三相平衡已达到节能效果。如果三相所带负载的大小相差太大,会造成三相电流的不平衡。情况严重的,会造成通过中性线的电流增大、发热,产生比较高的温度,成为隐蔽状态下的电气故障和电器火灾,这是非常危险的。在设计阶段应充分考虑到三相负荷的平衡,核对检查每一回路的灯具数量。
(3)合理选择电缆截面
配电线路存在着电阻,它消耗浪费的电能不可忽视。为了节约电能,减少电路电能损耗,可以考虑适当加大线路截面;加大线缆截面积的同时也提高了线路的输送电能力,增大了高供电可靠性,同时也有利于保护电气的选择。
三、市政道路照明事例
对于人们来说没有路灯,不方便;路灯太亮,又浪费资源。在2012年,《河北省》“十二五”城市绿色照明规划纲要》(下称《纲要》)出炉,对“十二五”期间对河北省的景观照明“开刀”。《纲要》要求,消灭城市无灯区,让大小街巷都亮起来,但严禁景观照明工程亮度能耗超标和使用霓虹灯、高压汞灯这样的高耗能灯。 其中《纲要》中规定:
1.城市道路装灯率要达到100%,消灭无灯区;主干道的亮灯率达到98%,次干道、支路的亮灯率达到96%;道路照明设施的完好率达到95%,景观照明设施的完好率达到90%。此外,城市道路照明质量达标率要不小于85%,景观照明质量达标率不小于80%;新建道路照明节能评价达标率达到100%,到2015年底既有道路照明节能评价达标率不小于75%。对此,河北省照明行业协会相关负责人表示,新建道路必须都尽快装上路灯,有些老旧道路、小街巷没有装灯的,要陆续安装,消灭无灯区。
2.城市新建、改建照明设施必须严格遵守国家和本省相关标准规范要求,以保证照明质量为前提,积极采用各种节能技术措施,优先选用国家和本省推广使用的高效照明节能产品,对现有不符合国家规定能效标准的照明设施,要分期进行节能改造。此外,要严格控制公用设施和大型建筑等景观照明能耗,严禁建设亮度、能耗超标的景观照明工程;加快淘汰高耗低效照明产品,禁止在道路照明中使用多光源无控光器的低效灯具,严禁在景观照明中使用强力探照灯和大功率泛光灯等产品。
3.设区市2012年年底前要完成城市照明集中控制系统建设或升级改造,城市道路照明和政府投资的公益性景观照明集中控制覆盖率达到85%以上,2013年要达到95%以上;县级市在2013年年底前要全部建成城市照明集中控制系统,2014年集中控制覆盖率达到75%以上,2015年集中控制覆盖率达到85%以上。省住建厅相关负责人介绍,城市照明集中控制是說城市功能照明和景观照明要实现集中控制统一管理,而且集中控制系统要具备先进可靠的节能控制技术、集中控制和分时控制模式,这样才能达到节能和控制的目的。
四、结语
“十二五”期间,我国的城市节能改造任务仍然艰巨,道路照明更是面临更多不确定的因素,但同时也存在极大的发展空间。为完善城市道路功能,道路照明需要从全局规划,并注重将节能减排需求融入规划设计中,提供高质量的、节能的道路照明工程。道路照明是照明行业里的一项城市基础设施,和景观照明不同,它属于一种功能照明,其对城市生活有多方面的意义。
参考文献:
[1]莫增华.浅谈城市道路照明的电气设计.科技风,2009,(06).
[2]吕斌.试论城市道路照明设计.建筑与发展,2012,(08).