城市道路照明节能设计探究

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【摘要】在城市基础设施建设中城市照明是不可或缺的构成部分，对交通安全、美化城市、社会治安等都有重要作用。但随着城市化进程的不断加快，城市道路照明的成本及能耗都大大提升了，尤其是最近几年能源价格的上涨，加剧了城市道路照明的负担。面对价格和能源的冲击，探究城市道路照明的节能设计成为了必然发展趋势。基于此，本文就重点论述城市道路照明的节能设计。

【关键词】城市道路；道路照明；节能设计

城市道路照明已经成为城市发展和社会经济发展中必不可少的重要基础工程，据有关统计数据显示，我国城市道路照明路灯约900万盏，每年耗电约850亿千瓦，每年花费约500亿元[1]。按国内总耗电量比来算，城市道路照明耗电量占据了4-5%/年，可见城市道路照明的能耗及资金成本都很高。但面对能源短缺、资金紧张及低碳环保发展理念的冲击，仍要确保城市道路照明满足城市发展需求，就必须积极落实城市道路照明的节能设计。

一、城市道路照明节能设计的系统思考

城市道路照明的节能设计必须严格遵循国家行业规范及相关标准，在进行节能设计前必须全面落实前期准备工作。首先，节能设计前应进行实地勘察，掌握城市道路的形式、路面的反射率、平剖度、道路交通设计等，明确区分城市主干道和支路，仔细推算交通流量及行车速度，特别是道路交叉点。其次，应充分考虑道路周围情况、地区气象条件等。再次，节能设计图纸必须反复推敲、综合评估，一旦发现有设备选用不当等问题，必须及时调整或更换，确保设计图纸合理、可行性强、无任何问题和遗漏后，方可施工。

二、城市道路照明节能设计的具体措施

1.城市道路光源的节能选择。选择道路照明灯具应遵循能耗低、经济实惠、成本低的原则，一方面应确保灯具发光效率高、光色性及显色性好，另一方面选择好灯具后必须选择配套设施，如选择和气体放电配套的镇流器，确保设备启动性能。当前运用较多的就是LED灯具，此灯具不仅发光效率高，而且使用寿命较长，相较于传统的白炽灯，能节省月80%的能耗。并且，LED灯具节能效果好，符合城市道路照明节能设计要求，在成本费用方面除了前期更换成本外，后期使用及维修成本都不高，值得在城市道路照明中推广使用。2.路灯开关的节能设计。城市道路照明开关的设计应遵循方便、安全、合理、准确的原则，其中开关时间准确是实现节能的重要基础，如某城市装灯容量截止到2016年底为700kv，若开关控制不准确将会浪费大量能源，假设每天早开或晚开5S,则一年就会浪费2180kv电量[2]。在设计路灯开关时可以选择自动时间控制，在夜间和行人、车辆少的时段可选择关闭部分路灯，或是间隔性关闭，适当降低照度，既不会影响道路照明也能达到节能目的。又如城市一些老路段及老城区的路灯在安全和节能方面都需要改进，对此可以安装节能装置。此外，在城市一些电压波动较大的路段，若照明路灯少当电压升高的时候也会浪费很多电能，对此可以通过安装稳压器达到控制电压的目的，节省更多电能。3.配电线路的节能设计。城市道路照明系统的配电线路很长，通常供电半径最长有800m，而灯具和供电端的距离与供电电压成反比，即随着距离的增加电压会越来越小，导致远端电压难以维持灯具的正常运作需求。同时，线路损耗及压降都可能对路灯照明产生影响，进而增加电能消耗量。故配电线路的节能设计势在必行。在具体设计时，应合理选择供电电缆截面，确保能承担线路的负载，也能将线路损耗及压降控制在合理范围，减少线缆的温升。此外，通过节能设计还能增加线路的使用寿命，并节省后期维修成本。4.合理选择节能装置。首先是电容补偿的节能选择。当前国内城市道路照明主要使用路灯电源处集中补偿和灯具处分散补偿两种电容补偿方式。照明路灯使用的光源通常是气体放电灯，其功率在0.4-0.6之间，较低，配电回路电流较大，损耗较高，通过灯具处分散补偿电容后各灯具功率因素≥0.8，对照明配电系统实施电容器无功补偿后，线路功率因素会提升到0.9以上[3]，与未实施电容补偿前相比，灯具工作电流节省了将近50%。即实施电容补偿后供电电源系统的容量空间得到了很大提升，电源设备的供电能力也更强。其次智能稳压降压装置的使用。城市道路照明灯具的照度会因为电网电压的变化而受到影响，而电网电压又与用电负荷成反比关系，加之上半夜电网用电负荷与下半夜相差较大，如此不仅对交通安全有一定影响，也浪费资金与能源。若在路灯控制端安装智能稳压降压节能装置，并利用内置智能控制器自动控制节电系统的工作曲线，在下半夜时就能降低电压，同时保证灯具照度，达到节省能源的目的。据有关试验证明，安装智能稳压降压节能装置省电率能达到40%左右。再次设立无线监控路灯控制系统。无线监控路灯控制系统是信息科技时代的产物，具备无线遥控、测量、数据信息处理等作用，利用此系统可对城市各个道路的照明情况进行实时、全面、准确的监视、测量以及控制，实现城市道路照明系统的动态化与智能化管理。此外，还能及时、准确发现故障问题，并采取有效应对措施，大大节省耗电量，提高管理效率。

三、城市道路照明节能设计的维护管理

城市道路照明节能设计的维护管理十分重要，是整个系统实现节能必不可少的环节。具体而言，应定期对城市道路照明系统进行检查与维护。要检测绝缘电阻，仔细检查系统是否潜在安全隐患；更换照明灯具或是相关控件时要首选安全节能产品；维修设施设备时应合理选择施工工艺，严格把控好质量关口。部分城市路段为提升灯具发光效率会安装反光板灯具，此类灯具运作一定时间后容易出现锈蚀现象，影响照明亮度，加之路灯长时间处于暴露状态，受粉尘、油污、风雨等的影响，玻璃透明度也会受到影响，因此在检测和维修的时候必须严格规范操作，不能影响灯具的正常发光，并且需要定期检查和清洁，延长灯具的使用寿命。综合而言，城市道路照明节能设计的维护管理应结合城市路灯运作情况定期进行，且每次维修保养必须全面、细致，要保障路灯后期的运作效率、亮度、质量等不受影响，既达到节能目的又能为车辆、行人提供安全与方便。

四、结语

综上所述，城市道路照明的节能设计是当前社会经济及城市发展的必然要求，只有节能设计才满足低碳环保、可持续发展的理念。在进行节能设计的时候必须全面考虑整个照明工程的情况，实地勘察道路情况、周边设施情况、地区气象情况等，着重从照明灯具的选择、配电线路的设计、路灯开关的设计以及节能装置的选择几方面入手，同时还应全面落实照明系统后期的维护与管理工作，从多方位为城市道路照明系统的节能与照明质量提供保障。

作者:英航 单位:柳州市城市照明管理处

参考文献

[1]张前进,焦元涛,王承刚.城市道路照明的节能设计[J].科技传播,2013(06):141+144.

[2]韦益.城市道路照明节设计浅析[J].科技专论,2013(20):340-340.

[3]罗轶洲.城市道路照明与节能问题初探[J].技术与市场,2014(12):147-148.