厂区照明系统的设计优化分析

摘 要：厂区照明为大型工厂的基础设施，较易被忽视。在工厂现代化集团化发展及照明技术不断进步背景下，厂区照明逐渐受到重视，其工程设计不断优化，逐渐向规范化和标准化发展。文章对厂区照明系统设计优化做出分析。

关键词：厂区；照明系统；设计

当前，工厂发展迅速，厂区照明得到大范围改造及新装，但在照明、节能和环保等方面仍有弊端，不利于系统优化及企业建设，应依照设计原则，对布灯方式、照明计算及照明供电等进行优化，期望满足厂区照明高效、节能和环保的要求。

1 厂区照明设计原则

在厂区照明方面，国家尚未专门建立设计标准，考虑厂区照明有一定特殊性，设计时可遵照三点原则，即一个为主、一个参照及适当兼顾。

1.1 一个为主

将功能性作为设计主要原则，所有设计均要围绕照明功能性进行[1]。厂区照明目的是给夜间治安、行人及汽车运输等提供良好视看环境，减少夜间危险事件的发生。照明设计时应将视功能评价作为重点，侧重考虑照度或平均亮度。

1.2 一个参照

参照对象为城市道路的设计标准。此标准可反映大多数道路的照明要求，加上工厂建设与城市密切有关。从历史来看，城市是在数个或单个大型企业工厂基础上建设发展而来；从现实角度，大型工厂也是该城市特别重要的组成。要求厂区设计仅参照城市标准的原因在于，厂区道路多为行人、机动车混用，较之城市的行人流量、车辆流量、车辆速度小，若完全执行该标准，则设计毫无功能性与经济性。

1.3 适当兼顾

此原则要求设计时在合理经济范围内，对工程设计进行优化，同时兼顾视舒适及视功能各种指标，并兼顾装饰性。具体来说，即在指标评价的基础上，兼顾诱导性、亮度均匀度及眩光限制等；结合夜间景观效果，在标志性路段达到照明亮化作用；选择灯杆灯具时，除功能性及经济性外，兼顾美观性。

2 灯具类型和照明光源

早期厂区照明多使用普通水泥灯杆、普通白炽灯；后期使用高压汞灯，灯具寿命及照度明显提高；现阶段多使用高压钠灯，照明质量和效果有很大提升，灯具寿命、光效及显色性显著提高。

2.1 灯具类型

选择灯具时，需在满足照明效果和质量、使用功能的基础上，综合考虑经济性、光学特性、环境条件等。经济性包括初始投资、后期维护、灯具效率等；光学特性包括眩光控制、配光曲线等；灯具外形需符合环境特点，若环境空气有较高含量腐蚀性气体，酸、碱等，需注重灯具的耐腐蚀性。灯具性能是决定是否节能的关键，光输出比为主要衡量参数。光输出比70%。使用期间，需做好灯具维护及清洁工作，每隔一年或半年彻底清洗灯具，使其维护系数>0.65；满足平均均匀度及亮度前提下，适当增大灯具间距，增加配光等间距30%。以高压钠灯为例，传统镇流器为电感式，功率耗损系数达0.12-0.2，损耗较大，目前多采用电子式镇流器，功率耗损系数约0.06，损耗小。250W高压钠灯，每个电子式镇流器节省约15-30W，按每日照明10h计算，每年可节电约54-110kWh。

2.2 照明光源

光效是照明光源主要参数，但选择光源时不应单纯考虑光效，需综合性考虑启动特性、显色指数及使用寿命等，做到合理使用。照明光源直接影响着照明LPD及照度，想要同时满足LPD及照度标准要求，应给予正确详细的计算。光源类型有节能灯、金属卤化物灯、白炽灯和高压钠灯等，目前以高压钠灯使用最广，其透雾性好，节能，发光效率高，色温适中。

3 照明计算

按照标准，合理确定参数，包括光源功率、灯杆高度和间距等。厂区内广场照度10Lx，主干道10Lx，次干道5Lx；在照明均匀度方面，主干道0.35，次干道0.3[3]。

结合城市场所及道路特点要求确定，厂区照明灯具布置时可采取横向悬索式、双侧对称式、单侧布置、中心对称式、双侧交错式。在照明方式上，需按厂区道路的照明要求、横断面宽度及形式等选择，并注意：（1）灯具仰角

主干道路宜选择双侧布灯，可选择双侧交错或双侧对称式布置。交错布置照度均匀，但与对称布灯相比缺乏美观性；对称布置较为美观，但照度较不均匀。按照灯具形式对照度进行详细的计算，以满足各项综合性指标，如照度分布、显色性、眩光等，并结合环境选择布灯形式。厂区停车场选择高杆灯，起到照明、防雷、避雷作用。

4 照明控制和配电形式

4.1 照明控制

厂区面积大，应将厂区划分各个区域，将各个落地路灯控制箱设置于道路边，用于控制每个区域路灯，而非使用一个控制箱对全厂区进行控制。控制箱电源应就近取自低压供电系统。在控制方式上，选择统一控制方式，即全熄灭及全开启。控制箱配有调控装置，为智能型调控，运行前参考厂区所在地的经纬度设置，使其天亮前自动关灯，天黑自动开灯。0时为大多数工厂倒班作业交接点，0时之后人少车稀，此时设置自动调低电压，达到节能目的，并延长灯具寿命。针对中心对称式及双侧对称式布灯，按照交错位置将半数灯具关掉，达到交错照明效果；针对单侧式布灯，每隔一个关掉灯具；针对双光源灯具，可于0时之后关掉一盏灯。

4.2 配电形式

对配电回路进行合理划分，推广半夜灯，在厂区主干道开展双回路供电，包括半夜灯回路及全夜灯回路。供电选择三相方式或单相方式。为方便控制，设计每相220V各自使用一根电缆（三芯），包含保护接地线、相线及零线，达到单独开断效果。

厂区路灯的配电线路长，电流不大，易存在电阻[4]。为减少电能耗损，有效节能，可适当加大截面。加大截面不仅能使线路输送电能力大大增强，还能有效提高电压合格率及供电可靠性。

5 结束语

厂区照明属于能源工程，需从实际角度考虑，遵循设计原则，合理选择布灯方式及光源，提高厂区照明的利用率，达到节能高效目的。笔者查阅有关资料，对厂区照明系统设计原则、灯具类型和照明光源、照明计算、照明控制和配电形式等进行探讨，供学者参考。

参考文献

[1]罗晓霞.LED照明系统的优化设计[D].中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所），2011.

[2]陈泽，吴建，张郭艳.城市道路的照明系统设计与优化[J].照明工程学报，2015，3：72-75+82.

[3]曾国川.探讨太阳能LED路灯照明系统优化设计[J].城市建筑，2013，6：281+283.

[4]战崇玉.太阳能照明系统LED驱动器的优化研究与设计[J].通信电源技术，2012，4：66-67+80.

作者简介：高瑜（1987-），男，河北保定人，学历：大学本科，研究方向：电气工程及其自动化。