來瑞鵬

(天津市市政工程設(shè)計研究院，天津 300051)

0 引言

隨著我國城市建設(shè)的不斷深入，城市道路建設(shè)也不斷增速。道路越來越多，越來越寬，對道路照明的要求也隨之提高。不單要為各種車輛的駕駛?cè)藛T以及行人創(chuàng)造良好的視覺環(huán)境，還對照明提出了節(jié)能降耗，實施綠色照明的要求。節(jié)約電能是節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境最有效的措施。當(dāng)前對照明節(jié)能控制最有效的方法就是按時開關(guān)燈，午夜后降低光源功率和關(guān)閉少部分燈具。

設(shè)計人員進(jìn)行照明設(shè)計時，應(yīng)提出多種符合照明標(biāo)準(zhǔn)要求的設(shè)計方案，進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟分析比較，從中選出技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理又節(jié)約能源的最佳方案。

1 節(jié)能設(shè)計

目前從道路照明節(jié)能設(shè)計來說，主要有三個方面:采取合理的布燈方式，采用高效節(jié)能的光源及電氣設(shè)備，在照明系統(tǒng)上加節(jié)能控制設(shè)備及改變控制方式。

1.1 合理布燈方式

影響照明效果有諸多因素:布燈形式、安裝高度、安裝間距、挑臂長度、仰角大小等。這些都是影響照明效果的技術(shù)因素。道路照明設(shè)計，如果按《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》去設(shè)計，燈具功率滿足規(guī)范中的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)道路的等級，道路橫斷面形式、寬度及照明要求，布燈方式不會相差很多。

1.2 采用高效節(jié)能的光源及電氣設(shè)備

光源節(jié)能主要取決于其發(fā)光效率，但也不能單純從光效出發(fā)，也應(yīng)根據(jù)顯色指數(shù)、使用壽命、啟動特性、價格等綜合考慮，合理應(yīng)用?，F(xiàn)路燈光源大都采用高壓鈉燈光源。它具有光效高、透霧性好的特性，適合作路燈光源。傳統(tǒng)的電感式高壓鈉燈鎮(zhèn)流器已被電子式高壓鈉燈鎮(zhèn)流器取代。這也是行之有效的一個節(jié)能方式。不同截光型燈具及不同廠家有不同的配光曲線、效率。當(dāng)然選擇時要選有實力廠家的產(chǎn)品。

另外，LED 照明作為一種較新技術(shù)，迅猛發(fā)展，越來越多地應(yīng)用于各種照明領(lǐng)域，具有效率高，使用壽命長，顯色性好等優(yōu)點。現(xiàn)在的控制技術(shù)可以任意控制LED 燈的發(fā)光強度、顏色、燈具組合等。一個LED路燈要達(dá)到普通高壓鈉燈的亮度，所需功率只是傳統(tǒng)的1/3 左右，可減少能耗。但是LED 也有缺點，主要是指向性強，發(fā)熱大，光衰大，單燈功率小等。城市道路的主干路采用較少，支路、小區(qū)內(nèi)、景觀等廣泛采用。現(xiàn)階段國家沒有LED 設(shè)計規(guī)范，大部分都是企業(yè)自己的指標(biāo)，選用依據(jù)性差。隨著LED 產(chǎn)品的不斷完善，LED 是今后的發(fā)展方向，將逐步替代傳統(tǒng)照明產(chǎn)品。

燈具首先要滿足使用功能及照明質(zhì)量的要求。其次要達(dá)到光學(xué)特性、眩光控制、造價、效率、運行費用、外觀(是否與周圍環(huán)境協(xié)調(diào))、耐腐蝕性(沿海地區(qū))等方面的特殊要求。

另外要對照明電路進(jìn)行無功補償。減少照明光源的無功功率，降低照明線路的電能損耗。補償方式有兩種:單燈補償和集中補償。單燈補償是在燈具內(nèi)根據(jù)不同光源功率，在每盞燈上并聯(lián)不同值的電容器。集中補償是將電容器集中放于箱變或配電間內(nèi)?，F(xiàn)在一般設(shè)計都同時考慮單燈補償與集中補償。

1.3 照明系統(tǒng)的節(jié)能控制設(shè)備和控制方式

此章節(jié)是節(jié)能的重點，也是討論現(xiàn)階段最為可行的方式。

1.3.1 智能控制系統(tǒng)

對氣體放電燈實施智能調(diào)控可節(jié)能30%左右，使光源及附件的壽命延長，實現(xiàn)照明最優(yōu)化的控制?？刂葡到y(tǒng)主要有以下幾個方面的功能:

1)軟啟動穩(wěn)壓功能

啟動電源為200 V，避免高電壓、大電流直接沖擊燈具，消除40%的燈具啟動浪涌。實時穩(wěn)壓，無論是220 V 穩(wěn)壓狀態(tài)還是節(jié)能狀態(tài)，都能保證輸出電壓精度在2%左右。解決了夜間過電壓照明造成的能源浪費，有效延長氣體放電燈的壽命，從而直接減少了燈具的維修成本。

2)節(jié)能

智能照明控制系統(tǒng)的節(jié)能功能，由選定的智能控制器發(fā)出指令?？稍O(shè)定不同的照明亮度，按照不同時段、不同照度分段節(jié)能。

時間設(shè)定:開機時間、關(guān)機時間，節(jié)能開始時間、節(jié)能關(guān)閉時間。

電壓設(shè)定:額定電壓、節(jié)能電壓。

3)時控器

時控器可以是天文鐘、光控繼電器、可編程控制器、時間發(fā)生器等。常用的是天文鐘。

控制器內(nèi)嵌專業(yè)天文軟件，精確計算出一年中每天的日出、日落時間。

智能控制器相對成本較高，半夜降壓有一定的局限性。

1.3.2 半夜減光

半夜減光是下半夜減少照明功率或減少照明燈具數(shù)量的措施。

有的廠家燈具內(nèi)自帶變功率功能。但要統(tǒng)一控制所有燈具同時減光，需要多敷設(shè)一根控制纜。

如機動車側(cè)設(shè)置兩套燈具，非機動車側(cè)設(shè)置一套燈具。下半夜時可減少一套機動車側(cè)的燈具，非機動車側(cè)的燈具也可關(guān)掉。這種方法最有效地在均勻度不變情況下降低照度。控制簡單，投資少，見效快。

這種方法不需要額外增加電纜?？晒?jié)省大量電纜費用。

圖1 表示向道路兩側(cè)布線。三套開關(guān)對應(yīng)全夜燈和半夜燈。這種接線方式簡單，不需額外增加電纜。按正常接線，就可達(dá)到半夜減光目的。無需增加設(shè)備。但也有缺點，開關(guān)接線處較混亂，需詳細(xì)核對接線位置。

圖2 所示接線方式需要增加接觸器，但接線清晰。

圖1 道路兩側(cè)布線示意圖

圖2 路燈接線示意圖

以上兩種接線方式，都有某相不平衡問題。如果道路短，功率小，某相不平衡相差只有1/4。如果道路長，箱變較多，某相的不平衡可以忽略。在現(xiàn)實設(shè)計中，很難做到三相完全平衡。

2 小 結(jié)

以上只是設(shè)計工作中遇到的幾種節(jié)能設(shè)計形式。道路照明設(shè)計相對比較成型，出入不會太大?，F(xiàn)階段半夜減少照明功率或減少照明燈具數(shù)量，是最有效的節(jié)能措施。當(dāng)然一個好的設(shè)計也包括合理選擇電纜截面。電纜截面大，壓降小線損小，但投資高，施工要求相對提高，附件成本也提高。隨著技術(shù)進(jìn)步，光源發(fā)展以及控制方式改進(jìn)，在設(shè)計中合理綜合利用各種節(jié)能措施，必將達(dá)到更完善的照明節(jié)能效果。