浅谈道路照明设计中的节能应用

【摘 要】 本文从道路照明工程设计的实际出发，分别从照明标准与布灯间距，绿色照明，供电路线，控制系统等方面就如何科学实现道路照明的节能，阐述几点看法。

【关键词】道路照明 路灯 节能设计

[Abstract] this paper from the actual road lighting engineering design, separately from the lighting standards and cloth lamp spacing, green lighting, power supply line, control system on how to scientifically to achieve energy-saving road lighting, discusses several views.

[keyword] road lighting street lamp energy-saving design

中图分类号：J914文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

道路照明是城市基础设施的一个重要组成部分，不仅为亮化城市，美化环境发挥着积极作用，还为交通安全，社会治安提供了保障。但是道路照明系统的耗电量也相当大，随着我国经济建设的高速发展，社会城市化的突飞猛进，与之相匹配的城市道路照明的改造和新建工程也越来越多。据统计，我国路灯数量以每年20%的速度增长，年耗电量约59亿KWh。在当前全球资源紧张的前提下，道路照明节能迫在眉睫。

所谓照明节能就是节省电能，一方面要节约电能消耗，另一方面要减少电能浪费，要做到这一点，首先必须从节能的角度来了解照明设备的性能，其次是采取具体的节能措施，这些节能措施可以归纳为照度合适，布置合理，采用高效率光源和灯具，采用低能耗的镇流器，有效的配电、配线和控制方案，如采用灯光自动控制和采用智能控制系统等。

照明节能不应以降低照明效果为原则，随意削减照度，降低照明质量，造成效率下降和放弃必要的装饰效果等，都是得不偿失的错误做法，无论是从社会效益来讲还是从经济效益来讲，都是不可取的。

因此对道路照明功能的重要性我们要有充分的认识，照明节能是一项综合性的工作，牵涉的面较广，在维持应有的照明水平的前提相爱，实现节能是完全可行的，根据我过现阶段的实际情况，从设计的角度出发，就道路照明的节能措施提出以下几点建议：

一、合理确定照明标准与布灯间距

现在许多城市道路照明选用的照度标准太高，不仅造成能源浪费，而且造成了光污染。道路照明设计标准要严格执行建设部的《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006，笔者认为道路照明照度的设计指标只要达到标准即可，并不是越高越好，应在确保各级道路符合相应照明标准的前提下，尽可能的增大布灯间距。例如采用双侧对称布置，间距30米时，每公里66个灯，按每个路灯250w计算，每灯亮10小时，每公里耗电量为66*250*0.001*365*10=60225kwh(不计镇流器损耗)；若间距为40米时，每公里50个灯，耗电量为50*250*0.001*365*10=45625kwh，每公里就节约14600度电，假设全国以每年新增城市道路 2.5万公里计算，就可节省电力3.65亿KWh，并可节省灯具杆投资 20亿元(每杆以5000元计)，相当可观。当然，这是经计算满足标准的前提下并未考虑道路交叉口和隔离带分段而影响间距布置。从上可看出，在满足标准的前提下，布灯间距对节能具有非常大的意义。

二、推行绿色照明工程

绿色照明的概念最早是由美国提出，是90年代初提出的照明领域的新方针，它是从节约能源、保护环境的角度提出来的。中国于1996年正式制订了《中国绿色照明工程实施方案》，正式组织试点和实施。

绿色照明工程的照明节能，不是传统意义上的节能，而是满足照明质量的视觉环境条件的更高要求，因此不能单靠降低照明标准来实现节能，而是通过充分运用现代科技手段提高照明工程设计水平的方法和提高照明产品效率来实现。

实现绿色照明必须推广应用高效光源，光源的选择是一项很关键的要素，高效光源有很多类型，包括高强度气体放电灯（HID）、紧凑型荧光灯、无极荧光灯、发光二极管（LED）等，其特点不同，应用场所也不同，都应给予重视。当前道路照明一般选用高压钠灯作为光源，它不但光效高（80~130流明\瓦）达到同样的照明效果耗能少，且钠灯的透雾性能比较好，因此高压钠灯在城市道路照明工程中使用非常广泛。

随着科技的进步，近年来光源生产工艺水平不断提高，LED光源的技术成熟，LED光源在许多大中城市大力推广应用。LED光源的特点是长寿命、高效、节能、安全、绿色环保。据专家介绍，和高压钠灯相比，新型大功率LED路灯有诸多优势。 首先LED路灯耗电量是高压钠灯的18.7%，可节约80%以上的电能，其次LED路灯更换成本和维护费用是高压钠灯五分之一，而且在照明效果上基本也可以取代当前普遍采用的高压钠灯。可见LED路灯不但能比高压钠灯节能，且更换成本和维护费用节省的多。所以，LED路灯在城市道路照明方面的广泛应用，必将是大势所趋。

三、选用优质电器元件

高压汞灯、高压钠灯和金属卤化物灯等都是气体放电灯，燃点时都是弧光放电、灯泡负的伏安特性，即电流增大是灯电压不是升高而是下降，必须串联一具有正的伏安特性的元件来平衡这种负特性，具有这种特性的元件成为限流器或镇流器，普遍采用的是智能路灯节电器。

优质电感镇流器具备阻抗稳定性和伏安性好，功率因数高，功率损耗滴等特点。这样才能稳定灯泡工作电流，延长灯泡使用寿命。

降低镇流器的功率损耗也是节能工作不容忽视的一个方面。如250瓦钠灯镇流器质量好的功率损耗只有20-25瓦，而质量差的功率损耗可达40瓦左右。如果选用配套的镇流器时都能注意选用优质产品，那么节能效果还是很显著的。

四、优化配电线路

道路照明系统的线路较长，所以线路损耗、压降一定程度上影响路灯的照度，若线路设计不当，有可能出现远端电压不能满足光源所需正常维持电压。解决线路压降问题的方法就是安装补偿电容。道路照明工程设计中采用的电容补偿方式一般有两种：一是在路灯电源处集中补偿，二是在灯具处分散补偿。采用路灯电源处集中补偿方式，并不能减少低压配线的耗电；采用单灯分散补偿，无疑减少了路灯电源至路灯灯具这一段线路上产生的损耗，将起到较好的节电效果。

此外设计线路适当选用较粗的电缆截面，增加线路的负载能力，不仅为以后灯箱广告，景观照明留下余量，同时减小压降与线路损耗，既延长了整个系统的使用寿命又减少了维修率，还节约了电能。

再者道路照明的照度还受电网电压的影响，在负荷高峰时电压偏低，在负荷低谷时电压偏高。傍晚为道路交通高峰期，此时的电网电压较低，造成道路照度低，午夜的时候又恰恰相反，这种不合理的现象既影响了交通安全，又严重浪费了能源。所以在设计中可将智能光源稳压降压装置安装在路灯控制箱内，在电压波动较大，人流较小的后半夜，采用该装置在合适的照度情况下降低较高电压，达到节能。

五、智能化集中控制系统

多年以来，我国路灯的管理和控制手段主要采取以下手段：开关灯采取时控方式；故障巡检依靠人工巡查的方式。随着城市的扩大，路灯数量的迅速增长，这种控制方式在故障实时监控处理、按需控制、节能等方面已越来越不能适应城市发展。

城市道路照明的智能化控制对路灯的节能起到了巨大的推动作用，在线路前端通过内置的可编程控制器、时间继电器，光敏控制器等对系统进行自动控制，利用计算机有线或无线的传输方式，动态的对路灯远距离实施控制和管理，能准确的报出故障，合理的开关路灯，避免因早开或晚关造成的能源的浪费，十分有效得达到节能的目的。

六、加强维护和管理，提高电能利用率

城市道路照明节能除技术措施外，还可以通过加强管理手段实现，如定期清扫和维护照明设备、灯具等对节能也有重要的现实意义。若灯具擦拭、维护周期为半年或一年，维护系数可以保持在0.65以上，长期不进行擦拭或者擦拭不彻底，维护系数会降低到0.3~0.4。也就是通过加强维护清扫提高路灯光源光通量利用率，可以在满足照明数量和质量的前提下选用较小功率的光源，达到节能的目的。

七、结束语

城市道路照明节能是一项复杂的系统性工程，涉及多方面的内容，设计中应制定一套完善的节能措施，合理地确定道路照明照度标准，严格控制道路照明的功率密度值，选择高效的光源和照明灯具，优化线路，采用先进的智能化照明控制技术，提高能源利用效率，减少不必要的能源浪费。

参考文献：

[1]建设部.国家行业标准《城市道路照明设计标准》.

[2]李君林.道路照明设计探讨.现代建筑电气设计技术 ， 1994，

[3] 建设部城建《关于加强城市管理促进节约用电工作的意见》