浅析城市道路照明节能改造的基本原理及措施

摘 要：随着我国经济不断发展，带动了相关产业和行业不断进步，新道路及照明工程逐渐增多，城市路灯照明质量及节能效果的好坏，不但影响到交通行车及行人安全，也影响到工程成本投资及施工中的各种维修费用，除此之外还能体现出一个城市的环境美化程度，因此加强城市道路照明与节能工作具有非常重大的意义。本文结合多年的实际工作经验分析了城市道路照明节能的基本原理并详细论述了道路照明节能的具体措施。

关键词：城市道路照明；节能；原理； 措施

中图分类号：U41 文献标识码：A

引言：随着我国经济的快速增长和城市的快速建设，各个城市的路灯数量也不断增加，灯光越来越明亮，但是在改善城市环境，提高城市形象的同时，不可避免地带来能源的巨大消耗以及电费的大幅度增加。在强调持续发展、注重能效的今天，这些又与国家积极推行的绿色照明、节约能源的政策存在一定的矛盾，因此，道路照明节能已经发展成为一个非常重要的问题。

一.路灯节能基本原理

早期的路灯节能产品，是以SCR可控硅移相调压实现功率（亮度）调节，其工作原理如家用调光台灯，就象调光台灯上不能安装节能灯一样，这种设备不能控制带功率因数补偿电容的路灯。另外谐波电流电压产生电磁干扰，因此无法用于大功率照明节能。

经过历次技术革新，路灯节能产品不断升级换代。目前市场上路灯节电设备种类繁多，按控制方式可分为集中控制和单灯控制，按调节方式可分为固定降压、中途调节换档、碳刷无级调节，等等。但其基本的节能原理都是将供电系统的输入电压予以优化，采用DVR（电网电压调节）技术调整剩余电压，使输送给灯具的负载电压为最适宜值，达到既实现节电又保证照明要求的双重目的。

根据电工学基本原理：P=V2/R。设灯具上施加的电压为V，光源的阻抗（为简单比喻起见）设为阻性电阻R，那么它在电压V下所消耗的功率为P，若适当降低电压到V1值，则这时消耗的功率P1将随电压的平方关系下降。而P1小于原有电压V时所消耗的功率P，其有功节电率可表示为：ε%=（1-V12/V2）×100%只要电压下降的幅度不超过额定电压的10%，则绝大部分电器设备均可无妨碍地使用。

二.道路照明的节能措施

1. 设计阶段节能措施

在城市道路照明的设计标准中对照明节能的标准进行了明确规定，照明功率的密度要做好一定的限值，当设计完成之后要保证实际的节能低于预期的数值。

（1） 在照明的设计过程中，如果照明的标准值设计的过低，那么这样就不能够使照明的质量得到保证，同时，也不能够使照明满足日常的需求；如果照明的设计标准过高，那么不但会造成电能的浪费，还会产生光污染，更严重的是会使环境遭到破坏。所以，在进行设计时，首先要制定合理的照明标准值，并且要和道路方面和当地的建设部门做好适当的沟通，对道路的设计等级进行合理的设定，并要结合当地的情况，考虑城市的性质和规模，另外，对机动车的宽度和道路周围的环境也要纳入设计之前的考虑范畴，规范照明的标准和亮度值。如果是在中小城市，那么就应该选择同一级别的道路中最低档值。通常情况下，如果是一条较长的道路，道路的宽度或是环境等各个阶段都是不同的，那么这时就要采用合理的方案，可以考虑采用常规的照明标准设计道路的直线路段，面对交叉路口或是其他事故多发的路段，应该采用合适的方式来最大程度的提高照明的标准，使驾驶员的视觉效果得到增强，也是防止交通事故的发生。

（2） 为了使道路照明的能耗得到减少，同时也能够达到节能的目的，设计人员应该选择高效的方式，例如耗能低的光源或是镇流器等。高压钠灯不但发光率高并且能节约能源，它的使用寿命也很长，并且可靠性很强，它的使用还能最大程度的降低维护费用，众多优点使它成为了道路照明光源首选。另外，还有几种能源，如太阳能和风能装置相结合的绿色照明能源，也可能成为未来光源发展的趋势。

（3） 在节能的过程中，灯具的性能是起主要作用的。灯具的效率和灯具的系数不同，所以设计方面也是不同的。设计的目的一定是要达到光源通光量的正常使用，这样才能够达到节能的目的。因此在灯具的选择上要选择使用效率和利用率都比较高的灯具。对于镇流器的使用，也是绿色照明工程中比较常见的一种电器配件。当前，高强度的气体放电光源主要是100w以上的电感镇流器为主，小功率的气体放电光源也要使用40w以下的镇流器。目前正在广泛使用的是节能型电感镇流器。如果将传统的电感镇流器进行更新的话，能够更好的达到节能的目的，并且会取得更好的节能效果，不管是从经济的角度讲还是技术角度，这种设备的使用都是可以考虑的。

2.道路照明运行阶段的节能措施

照明的设计阶段要采取相应的节能措施，在运行过程中也要采取一定的节能措施。

（1） 在深夜要降低路面的宽度，照明水平。对于一条道路来说，通常是前半夜的车较多，车较多的情况，照明要求就要适当的提高；到了深夜时，车辆就会减少，照明的要求也要随之降低。这时，既要采取一定的设计措施来使路面的照明度得到控制，从而更好的节能。其中，有一种最简单的方法，就是在深夜期间，将路面的一部分灯的亮度降低，这种方法不但能简单实用，并且能够节约成本，不过它最大的缺点就是不能够达到照明的标准要求。因此，在大城市中，这种方法是不被支持使用的。另一种方法是相对于上述的关闭部分灯具方法有更好的效果，就是采用双光源的灯具，就是在深夜关闭同一个灯具中的一个光源。这种办法的优点是可以使光度均匀的照出，缺点是它不利于很好的管理。

（2） 采用双功率镇流器，使深夜的光源功率降低。双功率镇流器是一种节能型的电感镇流器，它本身的电感量可以进行自由的变换，这样能够使灯的功率自动进行调节。调节的过程中是根据照明的环境需求不同来进行设定的，正常情况下，路灯的功率要根据设计规范来设定；深夜，行人和车辆都减少，但是路灯不能熄灭，所以照明度不需很大，并且又要使路面的照明度保持一定的均匀度，这样就可以使路灯的降功率正常运行。具体的方法是要交换镇流器的电感量，使电感量增大，从而降低的功率。

3. 道路照明管理方面节能措施

当灯具投入使用以后，因为长期暴露于室外，常常日晒雨淋，这样就致使灯具的透光率降低，并且光通量也很小，并且造成了节能效率降低。这样就需要定期的进行对其擦拭和维护，如果灯具长时间的不进行擦拭和保养，那么灯具的防护等级指数就会降低。由此可见，制定合理的养护管理制度，及时对出现故障的灯具进行修复，并定期做好检查和保养是十分必要的。

3 结束语

城市道路照明是城市夜景照明的一个重要组成部分，并且作为城市最基本的构成要素之一，是展示城市形象的最直观的场所。因此，我们应该大力推广绿色照明工程,建立优质高效、经济舒适、安全可靠、保护环境的照明系统,在满足城市道路照明的需求下节约更多的能源，促进我国经济的持续快速发展。

参考文献

[1] 朱思学.浅谈城市道路照明设计的方法[J].科学之友,2008,（12）.

[2] 樊利军.城市灯光照明系统的设计[J].北京工业学报,2009,(04).

[3] 陈秀雯.城市道路照明规划设计研究[J].民营科技,2009,（04）.