秦锐

摘 要: 本文概述了城市道路照明中的节能设计所能采取的措施和节能的效果

关键词 :道路照明 ；节能设计； 智能照明节能控制

中图分类号：TE08文献标识码： A

节约能源是发展经济、稳定社会的一项重要任务。能源的种类很多，但是电能是最基本、使用最广泛的一种能源。2004年以来，随着我国社会主义市场经济的高速发展，很多地方都出现了“电荒”，甚至因缺电而不得不采取“拉闸限电”等措施。因此节约电能，以保障经济持续快速发展，成为了我们急需解决的一个重要问题。

据《发展中的中国城市照明》数据，中国路灯总盏数约为900万盏，年用电量约850亿千瓦时，占中国总发电量的4%至5%，道路照明年总经费约500亿元。因此，在保证道路照明的功能前提下，节约电能对国家的经济发展有很大的作用，所以探讨道路照明的节能非常有必要。

照明设计是实现节能的核心环节，应该给予高度的重视。在进行道路照明的设计时，应该提出多种方案，并进行节能计算，在满足照明标准要求的前提下，进行综合经济分析比较，然后选择最佳的方案，切忌随心所欲，凭经验办事。

照明节能是一项系统工程，要从提高整个照明系统的每个环节的效率来考虑。道路照明的节能设计主要从以下几个方面进行考虑：1）合理确定道路照明标准值；2）选择高效率节能灯具和高光效照明光源，选用节能型镇流器；3）进行单灯无功补偿，提高线路功率因数，降低线路损耗；4）夜半降压节能和照明智能控制。下文将对以上四点进行具体讨论。

1合理确定道路照明标准值

道路的照度（亮度）标准值，直接决定着所需光通量的大小，而光通量又基本决定了光源的功率大小，因此，照度（亮度）标准值的大小基本决定了光源功率的大小。机动车道设置照明的目的是为驾驶员创造良好的视觉环境，以达到保障交通安全、提高交通效率、降低犯罪和美化夜景的效果。非机动车道和人行道的设置照明的目的是为行人提供舒适和安全的视觉环境。节能设计不是靠降低照明水平来实现的，而是在满足照明功能的前提下再考虑节能的。因此，在确定道路照明标准时，应根据道路的等级，确定合理的照度标准，并根据车辆行驶速度、交通流量等实际因素，和考虑城市的性质、规模选择低档值或高档值。《城市道路照明设计标准》 CJJ45-2006中规定的数值基本上是满足机动车驾驶员视觉作业要求的合理数值，再提高路面高度水平，对驾驶员的视觉作业没有太大的帮助，反而会造成能源浪费、光污染、光干扰等负面问题。因此在进行道路照明时不应盲目追求高标准，避免进行高亮度的攀比，走出“越亮越好”的认识误区。

2 降压节电技术的应用

根据资料显示，适当降低道路照明灯具的电压和照度可以十分有效的节电，不仅如此，还能够有效延长照明灯的使用期限，同时对于行人的视觉基本没有影响。由此可见，在夜间，如果适度降低照明灯的电压和亮度，将节省可观数字的电能，这种节电方式以城市道路照明的实际情况为出发点，采用国际先进的控制手段，又不影响人们的出行。虽然现今的照明产品各式各样，节电灯具快速的更新换代，但是依靠调节电压来节电的产品仍是主流。我国倡导建设节约型社会以来，降压节电技术与时俱进，更加巩固了其在城市道路照明节电方面的主导地位。

我们这里所说的降压节电技术其实就是当今流行的全数字式智能调压节电控制技术。总的来说，这项技术的实施需要经过三个步骤，即降压、稳压和调光，这三者是智能路灯节电控制的关键环节。不像我在上面提到的脱离实际的隔盏关灯，该技术以实际出发，具体而综合的考虑了各个道路照明的现状，并且有坚实的理论基础。该技术实施起来的具体思路比较简单：入夜之后，在车流量大、行人集中的路段照明保持高亮度，一直到临近午夜的时候触发自动调光机制，在午夜后一直到第二天早上这段行人车辆稀少的时间适当降低照明亮度。这个过程类似自动控制理论的反馈原理，输入的量随着输出发回的反馈来增大或者减少量，全过程既智能又合理。以上是该技术的大体全貌，具体到不同的城市的智能调压节电技术操作过程是：首先测试当地道路不同时间段的人流量和车流量，通过算法得出时间和平均人车流量满足什么样的规律，从而方便的统计出城市对应道路照度的调整率。然后将得出的这些数据作为参数输入到专为智能调压节电设计的计算机程序中，实现自动控制。比如根据实际的道路照度调整率，计算机要求从某一特定的时间起，对各个道路照明输入的电压进行整体的细致的调整，这个调整是动态的，正如刚才提到的反馈机制，最终使道路照明的输入电压和相应的照度得到一致，构成了一个完善的自动控制系统。如果宏观的来看待这项技术，数以千万计的道路照明网互相交错，智能调压技术就充当了这些网络的大脑，对网络上接受到的反馈信息进行处理，最终通过遥控来指导各网络有序、稳定的运行。这里的遥控就是平时所说的通信，我国的城市道路照明网络目前使用最多的是“三遥”控制系统，该系统具体的功能是负责管理各个道路照明输电线路的电压值和电流值、各个照明开关的启合状态、对用电的限制和控制方式等。“三遥”系统包括以下三种方式：①遥控。和前面叙述的相类似，负责控制的计算机系统按照已经采集处理好的时间和人车流量关系来控制城市道路照明的通断，整个过程全自动。如遇到紧急情况，中心控制站也可以手动开闭开关，可见设计的人性化。②遥测。遥测为遥控做了充分的准备工作，它可以自动测试各个道路照明系统的电压、频率，自动计算使用功率等参数，反应速度快，如果把城市道路照明比作客户端，那么当客户要求一有变化，它便随即调整数据以响应客户端。③遥信。顾名思义，就是对各个道路照明端产生的故障、不适应或者开关的不正常状态等问题进行访问。它属于系统的维护部分。

智能调压节电技术不仅仅在很大程度上节省了电能、延长了道路照明的平均使用期，并且彰显了我国城市建设在向着现代化、节约化和以人为本等方面取得了巨大的进步。这项技术经过多年的实践和验证，已经在发达国家如美国等消耗电能的打过得到了支持，我国对此也在不断的进行维护和创新。

3进行单灯无功补偿，提高线路功率因数，降低线路损耗

气体放电灯（一般采用节能型电感镇流器）的自然功率因数一般在0.4～0.6之间，所以照明线路的功率因数较低。为提高线路的功率因数，减少线路损耗，利用单灯补偿更为有效，措施是在镇流器的输入端接入一适当容量的电容器，可将单灯功率因数提高到0.85～0.9。进行无功补偿后，功率因数提高到0.9，以250W高压钠灯为例，电流由补偿前的3.10A降低为1.61A，为补偿前的52%，相应的线路损耗将只有原来的27%，节能效果相当显著。

4半夜灯降压节能和照明智能控制

在深夜普遍降低路面亮度（照度）是节能效果最为明显的一项措施。目前采取这种措施的国家和地区都非常多，由于深夜车流量减少，应该普遍推行这一措施。对于主干路和次干路，正常照度较高，可以考虑深夜降低照度。但居住区夜间行人的安全和住户安全极为重要，且照度本来就不高，即使再降低，节能效果也不明显。主要采取的措施有：1）采用双光源灯具，深夜关闭一支光源，即节能，又不会影响均匀度，但灯具和电缆投资；2）采用深夜关掉不超过半数灯具的方法（隔盏关灯），缺点是简单实用，但需要多敷设一根供电电缆，也会导致路面照度均匀度降低；3）采用深夜能自动降低路灯光源功率的装置，如双功率镇流器、有载调压变压器、降压装置等。

5 结论

以上四个方面，是道路照明设计中采取的主要措施，具有显著的节能效果。同时，在设计中应采取其他的节能措施如使三相负荷平衡等，并定期进行灯具清扫、光源更换等。

参考文献：

[1]张万奎.城市道路照明节电的供电电压及最优控制[J].电力需求侧管理，2007.

[2]徐殿国.照明电子技术发展现状[J].照明工程学报，2007.

[3]李君林.道路照明设计探讨.现代建筑电气设计技术，1994.