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關鍵詞:市政道路;照明設計;供電方式;路燈規(guī)劃;節(jié)能措施
1市政道路照明設計概述
按照《城市道路照明設計標準》CJJ45-2015規(guī)定,將城市道路分為快速路與主干道、次干道、支路三級,并對路面的照度、亮度、眩光限制閾值等照明指標作出一定的要求。為了滿足不同道路的需要,在照明光源選擇時,設計人員宜選用LED路燈、高壓鈉燈或金屬鹵化燈。同時,應結(jié)合道路的實際情況選擇布燈方式,并控制好燈桿間距和高度。對于交叉路口、拐彎處,其照明設計的重點是提供良好的誘導照明,尤其是對于復雜的路段,需要增強照明照度。
2道路照明配電系統(tǒng)設計
2.1配電系統(tǒng)的供電方式
根據(jù)《城市道路照明設計標準》規(guī)定:道路照明配電系統(tǒng)的接地形式應采用TT系統(tǒng)或TN-S系統(tǒng)。如果選用TN-S系統(tǒng),應采用三相間隔的接線方式,這種方式具有一定的線性,并且負荷較為分散,故在運行時,將會產(chǎn)生不平衡的電流,但如果能將負荷均勻接入三相線路上,也能做到三相負荷平衡,以免發(fā)生電擊危險。然而,在TN-S系統(tǒng)運行過程中,仍存在一些問題及不足:(1)道路照明供電線路較長,工程設計供電半徑高達900m,若線路末端短路,由于短路電流較小,將難以起動短路保護。故在道路照明設計中,應合理地配置燈具的熔斷器,同時要對末端短路的電流進行校核。另外,按《低壓配電設計規(guī)范》GB50054要求,控制接地故障回路的切斷時間,一般在5s以內(nèi)。(2)道路照明設施暴露在室外,且負載分散,因此難以滿足電位聯(lián)結(jié)要求,一旦發(fā)生接地故障,將會引發(fā)電擊危險。在道路照明設計中,接地體應采用基礎鋼筋或增打接地極,重復接地電阻小于10Ω,并利用配電干線電纜的PE線與各燈桿接地體相連,以形成等電位網(wǎng)絡,確保接地系統(tǒng)電阻小于4Ω。
2.2配電系統(tǒng)的短路保護
在道路照明設計中,設計難點是如何加強配電系統(tǒng)的短路保護。需要設置燈具保護和配電系統(tǒng)干線保護兩個措施。燈具短路保護可采用熔斷器保護,短路電流和熔體額定電流的比值在幾十以上,熔體熔斷時間一般在0.01s內(nèi),且通過這個動作時間達到與干線短路保護的級間配合。而在配電系統(tǒng)干線保護選擇時,選擇斷路器的保護形式,斷路器的參數(shù)主要與線路的電流Ic相關。Ic與Iset1的計算關系為:Iset1≥1.1Ic。因此,為了切斷故障電流,《低壓配電設計規(guī)范》對斷路器的規(guī)定如下:為了滿足切斷故障電流的靈敏度要求,低壓斷路器的過電流應小于短路電流的1.3倍。
2.3末端電壓損失計算
由于道路照明配電線路較長,且零序阻抗顯得較大,從而增加了道路照明的末端電壓損失。根據(jù)《城市道路照明設計標準》規(guī)定:正常運行情況下,應使照明燈具端電壓保持在額定電壓的90%~105%。故要加強末端電壓控制,以確保路燈的正常運行。在末端電壓的損失計算中,一般采用負荷矩法或電流矩法。(1)式中:P為負荷的有功功率,kW;L為負荷至電源的線長,km;S為導線截面,mm2;C為線路系數(shù)。應結(jié)合電壓和導線材料進行選擇,三相銅芯電纜一般取77。道路照明電纜一般選用銅介質(zhì),其線路電壓損失采用負荷矩法計算,通過不同負荷的有功功率和與配電箱的距離計算得出。另外,對于不同的電纜截面,其電壓損失也不同,電纜截面越大,其電壓損失就越小。
3道路照明節(jié)能設計
3.1路燈規(guī)劃
路燈規(guī)劃應結(jié)合實際道路狀況、城市規(guī)劃和道路規(guī)劃等要素進行選擇路燈光源和供電方式,確保路燈使用性能的穩(wěn)定性。同時在路燈規(guī)劃中應確保與城市規(guī)劃的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。此外,在道路照明設計中,要滿足城市未來發(fā)展的需求。
3.2光源的選擇
照明光源具有如下選擇:①高壓鈉燈具有光效高、壽命長、透霧性強、維護方便等特性。道路照明對顯色性要求不高,故高壓鈉燈在城市道路照明中得到了廣泛的應用;②金屬鹵化燈的發(fā)光是利用金屬的電化學反應進行發(fā)光。其具有光照效率高、顯色性能較好等特征,適用于照明光源、景觀照明觀賞性要求較高的城市街道、廣場等地方;③LED燈作為一種新型照明光源,是一種無輻射、紫外線,發(fā)光性強的綠色光源,在城市照明、景觀照明等設計中使用較多。這種燈具雖比高壓鈉燈及金屬鹵化物燈的價格稍高,但具有較好的節(jié)能效果,一般來說,其節(jié)能效果在50%以上,實現(xiàn)了城市照明節(jié)能,故受到人們的追捧。但LED燈也存在散熱、光衰等性能問題。
3.3路燈的選擇
主要內(nèi)容:①燈桿布置方式。一般選用單側(cè)和雙側(cè)兩種布設形式。支路一般采用單側(cè)的布設形式;路幅較寬、等級較高的道路可選用雙側(cè)的布設形式;②高度設計。燈桿高度一般控制6~12m。主干道與快速路的燈桿,應結(jié)合道路實際情況進行設置,其高度要滿足規(guī)范要求;③燈具選擇。宜選擇LED燈具,其效率不得低于70%,功率因數(shù)應大于0.9,并滿足規(guī)范規(guī)定照明功率密度限值。
4道路照明設計中注意問題
如果選用傳統(tǒng)高壓鈉燈,選擇性廣泛,且初期投資費用較低。如果選用風力發(fā)電LED路燈和太陽能LED路燈,初期投入費用較大,且產(chǎn)品質(zhì)量存在較大的差異,但節(jié)能效果較好,因此在設計中需結(jié)合實際情況進行選擇。燈具安裝高度越低,仰角就越大,這樣才能保證道路范圍內(nèi)的照明。如果增大燈具仰角,就會降低相應路面亮度,且彎道將會產(chǎn)生眩光,影響行車安全;如果選擇過高的燈桿安裝燈具,雖然可以增大均勻度,但會降低亮度值,且需要考慮燈桿防雷。因此,要合理地選擇燈桿高度,以滿足不同的道路照明設計。道路照明設計的功率密度值要滿足強制性條文要求,同時參考相關的燈具資料,在平均亮度產(chǎn)生系數(shù)上要嚴格取值。
5結(jié)束語
隨著城市道路發(fā)展,城市照明設施得到快速增長,城市照明用電量迅速上升,道路照明已成為城市能源的消費“大戶”。因此應不斷優(yōu)化市政道路照明設計,不僅要合理選擇道路照明配電系統(tǒng),還要實現(xiàn)道路照明設計的節(jié)能目標,以創(chuàng)造出綠色、環(huán)保、節(jié)能的城市環(huán)境。
參考文獻:
[1]李輝.市政道路照明設計及節(jié)能對策分析[J].工程技術研究,2016,(5):236+246.
【關鍵字】城市道路;照明節(jié)能;節(jié)能控制
一、道路照明節(jié)能的意義
城市道路照明是城市功能性照明的主體,已經(jīng)成為衡量城市現(xiàn)代化水平的重要標志,隨著時代的進步,社會的發(fā)展和人們的生活水平的不斷提高,人們對道路照明的要求也越來越高,它不但為車輛駕駛員提供了良好的視覺環(huán)境,減少交通事故的發(fā)生,而且又增加了夜間行車的安全感和舒適感,在提高交通運輸效率的同時還可以有效的防止犯罪活動和美化環(huán)境。
二、我國城市道路照明現(xiàn)狀
1、城市道路照明設備現(xiàn)狀
目前,我國城市道路照明廣泛采用高強度氣體放電光源(HID),與之配套使用的電器設備有電感型鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器和補償電容。這些配套的設備在使用的過程中會出現(xiàn)以下問題:
功率因數(shù)低:電感鎮(zhèn)流器自身的功率因數(shù)很低,雖然可以通過電容補償方式將功率因數(shù)提高到0.9,但是隨著時間的推移,電容在生命周期中會不斷衰減失效。
自身功耗大:電感鎮(zhèn)流器的自身功耗通常會達到光源的12%~18%,這將造成很多電能浪費。
無法恒功率輸出:電感鎮(zhèn)流器輸出功率不穩(wěn)定,隨著輸入電壓的變化而變化。因此,在輸入電壓不穩(wěn)定,特別是在下半夜電壓高的情況下,會耗費大量的電能。以400W為例,輸入電壓達到260V的時候,電感鎮(zhèn)流器的輸出功率將超過600W,比正常情況下要多輸出近50%的電能。
缺少智能調(diào)光功能:在夜半人稀的時候,電感鎮(zhèn)流器控制下的光源不但不能降低光照度以便節(jié)能,而且還會因電壓過高而增加燈光的照度,造成不必要的浪費。近年來,盡管城市上出現(xiàn)了具有調(diào)光性能的電感型鎮(zhèn)流器,但由于其價格較高,浪費投資。
2、城市道路照明控制現(xiàn)狀
道路照明用電的種種問題主要集中在兩個方面:第一,路燈的管理問題,要監(jiān)控路燈使用現(xiàn)狀,做到開燈、關燈和及時檢修路燈的合理分配;第二,用電量的控制問題,路燈照明存在著高流量時照度不夠,低流量時電能浪費嚴重的現(xiàn)象。
三、城市道路照明的節(jié)能措施
城市道路照明的節(jié)能應從電光源的選擇、燈具的選擇照明控制方法和策略等方面綜合考慮。
1、選擇高效節(jié)能的電光源及其附件
光源的節(jié)能主要取決于它的發(fā)光效率,選擇高效率的光源有利于減少照明電能的消耗。同時還應該考慮電光源的顯色指數(shù)、使用壽命、點燃特性等指標。我國目前普遍采用的路燈照明燈具以高壓鈉燈和金屬鹵化物燈等氣體放電燈為主高壓鈉燈的光效一般為80―130lmw,顯色指數(shù)30,色溫2000k,金屬鹵化物燈的光效一般為67―110 lmw,顯色指數(shù)65,色溫5000k,且鈉燈的透霧性能比較好,可以容易的看出:在道路照明設計中,高壓鈉燈是首選方案。
高壓鈉燈與金屬鹵化物燈在使用時均需要鎮(zhèn)流器等附件才能正常工作,在選擇鎮(zhèn)流器時,應選擇具有高效、節(jié)能、無噪聲、功率因數(shù)高和電壓范圍寬的電子型鎮(zhèn)流器。電子型鎮(zhèn)流器能大幅度的節(jié)能,這不僅因為電子型鎮(zhèn)流器本身能耗就小,而且它還可以使線路功率因數(shù)大大提高,達到線路損耗下降的目的。
LED作為一種新型光源,具有節(jié)能、污染少、無噪聲、壽命長、啟燃快等特點,特別符合綠色照明的理念和要求。在同樣亮度下,LED燈的耗電量僅為普通白熾燈的110,而其壽命可延長100倍,在道路照明領域應用上,將會有很大的空間。LED光源在道路照明方面的應用,必將是大勢所趨。
2、合理進行線路的布置
除了上面提到的燈具配套電器的附件能耗外,道路照明的間接能耗還包括照明用電供電線路的能耗,對于供電路的能耗,要求在道路照明的初始設計中,必須合理的設計供電點、供電線路的長度和配電的方式,保證線路中電壓損失符合要求,同時盡量地減少線路的電能損耗。對于道路照明有不同配電方式,其中三相四線式配電方式的線路電能損耗最小。若假設導線截面、配線距離、照明負荷和功率因數(shù)都相同,則不同的配電方式,線路損耗比較見下表。
不同配線的電能損耗比較
配電方式 損耗比%
單相網(wǎng)絡 100
單相二線式 100
三相三線式 25
三相四線式 16.7
3、優(yōu)化道路照明控制系統(tǒng)
在進行道路照明的控制和管理時,要充分考慮時間、天氣、交通流量的因素。合理控制道路照明的運行和停止。城市的主干道路一般分為快車道和慢車道,照明設計應該考慮這一因素,在主干路、次干路采取的措施包括:
(1)使用雙光源燈具
深夜的交通流量小,關閉一支光源,既可以達到節(jié)能目的,又不影響路面亮度(或照度)均勻度。設計時可以考慮關掉雙光源中的一盞。這種控制方式在節(jié)能的同時,還保證了照度均勻度,這就是雙光源的調(diào)節(jié)方法,間隔關閉路燈的方式曾經(jīng)應用的比較多,在此方法中,閑時關閉一半?yún)s是可以達到節(jié)電的目的,但卻付出了照明均勻度的代價,特別是行車的縱向方向,將極大地影響到行車的舒適度,造成交通事故率的上升。
(2)采用智能控制裝置
隨著微電子技術、無線數(shù)據(jù)傳輸技術和現(xiàn)在電力電子技術的飛速發(fā)展,智能化道路照明控制系統(tǒng)也開始進入應用,智能化道路照明系統(tǒng)能夠根據(jù)不同區(qū)域的不同功能需求,在每天的不同時段、不同自然光照度或者不同交通流量情況下,按照特定的設置,實現(xiàn)對道路照明的動態(tài)智能化管理,既TPO管理(TIME時間/PLACE地點/OCCASION場合)。智能化道路照明控制系統(tǒng),通過綜合考慮和分析與道路照明密切相關的時間、路段、環(huán)境照度和交通流量等因素的場景控制方法,在微機中按照預設的控制策略,對道路照明進行動態(tài)智能化管理,控制路燈在不同情況下實現(xiàn)多樣化的道路照明場景,從而在提高照明質(zhì)量的同時獲得最佳的節(jié)能效果。
(3)通過路燈維護實現(xiàn)節(jié)能
[關鍵詞]道路;照明;供電;燈具;光源
1概述
道路照明不僅影響著城市的夜間面貌,更重要的是它直接影響著人們夜間出行的安全。據(jù)有關部門的調(diào)查顯示:照明系統(tǒng)良好的城市道路,交通事故發(fā)生率至少降低35%,城市的犯罪率降低46%,車流量會增加15%。可見城市道路照明系統(tǒng)對城市交通、市民生活、城市形象是多么重要。
2城市道路照明設計流程
在進行城市道路照明設計中,首先要了解城市道路的基本狀況,如路面寬度、中央隔離帶寬度、非機動車及人行道寬度以及路面材料的反射系數(shù)等道路狀況。然后,根據(jù)道路狀況確定道路設計標準,即是確定燈具、光源功率、布燈方式及燈桿等。布燈方式分為對稱布燈、交錯布燈、單側(cè)布燈、中央布燈、丁字路口布燈、十字路口布燈等,根據(jù)道路類型不同選擇合適的布燈方式。確定燈桿有燈桿間距、燈桿高度、挑臂長度、燈具傾斜角度等。而后進行照度計算,根據(jù)計算結(jié)果進行評價,若不滿足要求則對以上數(shù)據(jù)進行調(diào)整。
3道路電氣設計的要點
31.燈具的選擇
燈具的選擇應根據(jù)照明水平、眩光要求及配光特性來選擇。眩光評價較為復雜,一般只能以經(jīng)驗公式加以表示。CIE112-1994中推薦照明眩光指標與額定眩光值之間的關系式:G=(10-G)×10(1)
G較低表示眩光控制較好,G與G之間的關系可參考下表:
城市道路照明按光強分布可以分成三類:截光型燈具、半截光型燈具及非截光型燈具。實際道路電氣設計中,對于眩光有嚴格要求的道路應采用截光型燈具或半截光型燈具,這樣可以減少眩光危害,保證行車安全。另外,電氣設計中應盡量選用一體化燈具,也即是說,鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器、電容器都安裝在燈具內(nèi)。更為重要的是要選擇配光曲線好、效率高的燈具。如DZ15燈配400WHPS-T時,DNYX3燈配250WHPS-T時,由此可見,其差異還是十分顯著的。好的燈具每公里使用的數(shù)量在相同照明水平上要比效率差的燈具少用很多。盡管單價高,但節(jié)省了燈桿及附屬設施,從節(jié)能、維修費等運行費上也可以節(jié)省,性價比較高。燈具的外殼顏色應與燈桿及外部環(huán)境相協(xié)調(diào)。同一條道路上或同一段道路上,燈具選擇盡量統(tǒng)一,即做到一路一景,除美觀外,也起到了提高方向誘導性的作用。
32.光源的選擇
高壓汞燈:效率較高,使用壽命長,但顯色性較差,適用于道路、里巷、住宅小區(qū)或其它大面積的照明,或與高壓鈉燈組合作混光照明。
高壓鈉燈:光效高,使用壽命長;透霧性好。光衰小。盡管高壓鈉燈色溫低、顯色性不好,但用于道路照明和廣場照明則是很經(jīng)濟的。
低壓鈉燈:光效高,顯色性低,透霧性能最好,故適用于顯色性要求不高,而能見度要求高的高速路和郊區(qū)公路照明。
金屬鹵化物燈:發(fā)光效率不如高壓鈉燈,顯色性比高壓汞燈、高壓鈉燈要好,可用在要求高顯色性的場所,如商業(yè)街、城市重要道路、運動場及建筑物方面照明。
大功率LED路燈:發(fā)光效率高、視覺逼真,燈具反射損失少,耗電及壽命均大大優(yōu)于高壓鈉燈;LED對環(huán)境無污染,使用穩(wěn)定性高,實現(xiàn)了真正意義上的綠色環(huán)保節(jié)能照明。
高頻無極燈:高效節(jié)能、環(huán)保、壽命長、無頻閃等優(yōu)點,節(jié)能效果非常顯著。特別適用于換燈困難且費用昂貴的場所以及對安全要求及高的重要場所。
33.配電系統(tǒng)的選擇
城市道路照明宜采用路燈專用變壓器供電。電線電(纜的)載流量需與低壓短路器的整定電流配合選擇,供線路受到短路器的保護,是每個工程都要遇到的問題,是設計人員必須掌握的基本功,看起來很簡單,但實際設計出的圖紙中問題很多,這類問題主要表現(xiàn)在導線允許持續(xù)載流量小于保護該導線的斷路器脫扣器的整定電流。正確的作法應是先按負荷的計算電流確定保護短路器的整定電流,再按其選擇導線,若整定電流值選得大,導線電(纜)也應加大,使導線受到短路器的有效保護。應全面考慮各種因素,嚴格按照《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》(GB50052-9)8進行設計,以確保供電安全可靠。《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》中,規(guī)定在正常運行情況下,道路照明末端處電壓允許偏差為+5%,-10%。從節(jié)省材料方面考慮配電箱供電出線截面一般不宜大于35mm 2 。道路照明常用敷設方法是采用地下直埋電纜。
34.供電系統(tǒng)保護裝置
道路照明系統(tǒng)燈具安裝于戶外,承受種種不利的氣候影響,很容易使燈具受機械損傷和絕緣下降而導致事故發(fā)生。它暴露于公共場所,又無等電位聯(lián)結(jié),增大了電擊死亡率,故應采用TN―S系統(tǒng),整個系統(tǒng)的中性線(N)與保護線(P)E是分開的。)1當電氣設備相線碰殼,直接短路,可采用過電流保護器切斷電源;)2當N線斷開,如三相負荷不平衡,中性點電位升高,但外殼無電位,PE線也無電位;)3TN―S系統(tǒng)在保護接地的首末端、中間均做重復接地,使接地電阻≤10歐姆。
4結(jié)語
城市道路照明電氣設計中,必須結(jié)合工程實際、道路狀況、規(guī)范要求、局部特殊需求等,把握設計要點,使道路照明亮度、均勻度、眩光等均滿足規(guī)范要求。城市道路照明電氣設計涉及多個學科方面的知識,這就要求設計人員應該嚴格遵守國家相關關規(guī)范,掌握基礎知識,深入了解現(xiàn)場,與其它專業(yè)積極協(xié)調(diào)。設計中要全面考慮施工與維護的可行性與經(jīng)濟性,使設計更加經(jīng)濟、更加節(jié)能、更加可靠。
[參考文獻]
[1]CJJ45-2006.城市道路照明設計標準.
[2]JGJ16-2008.民用建筑電氣設計規(guī)范.
[3]建筑電氣設計與施工[M].北京中國建筑工業(yè)出版社,2000.
關鍵詞:城市道路;照明;新技術
中圖分類號:TM923 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2014)23-0031-01
1 我國城市道路照明中存在的問題
1.1 過于關注路燈造型,導致照明不達標
目前由于施工單位過于注重部分道路照明的藝術造型,導致道路照明應有的照明功能被忽略。有些城市則對夜間形象過于強調(diào),未能從實際出發(fā),使建設規(guī)模擴大、建設標準提升,投入了大量的資金,卻缺乏有效的規(guī)劃線路,產(chǎn)生了大量的資源耗費。
1.2 過于追求路面的高亮度
現(xiàn)階段,隨著城市照明建設速度的逐漸加快,電力供應產(chǎn)生了較大的壓力。與我國標準規(guī)范及車輛駕駛員視覺作業(yè)的要求相結(jié)合,城市主干道的平均亮度應控制在2 cd/m2,其中柏油路路面應將平均照明控制在30 Lx左右。但部分人認為道路越亮越好,燈具則逐漸增多。該問題的產(chǎn)生引發(fā)道路亮度失控,亮度設計達到超出規(guī)定要求。不僅對視覺適應的平衡產(chǎn)生破壞,而且造成亮度層次和視覺中心出現(xiàn)缺失,增加了光污染和光干擾,從而引發(fā)資源浪費。
1.3 忽略燈具的配光性能
配光的合理應充分考慮人的各項需求,關注道路照明的功能性,特別是涉及人們的心理范疇的因素,例如:舒適度和安全性等,促使亮度均勻度、限制炫光等因素都能與標準相符,然而,即使照明工程嚴格按照招投標進行采購和施工,但是由于投資單位過于重視價格因素,節(jié)約成本,因此放棄具有良好配光效果的燈具,運用性能較差的燈具進行施工,導致無法滿足燈具的使用性能,對路面平均亮度的提升產(chǎn)生不利影響。
1.4 未能專業(yè)化地論證城市照明工程項目的設計方案
未能專業(yè)化地對城市照明工程項目的設計方案進行論證,控制不嚴格,在建設管理方面較為混亂。在城市道路照明工程的建設中缺乏必要的監(jiān)管。由于規(guī)劃時的疏忽,導致繁華區(qū)向普通區(qū)過渡時出現(xiàn)不平滑的現(xiàn)象,從而有照明的盲點產(chǎn)生。在施工時,隨意更改照明項目工程的設計,未能結(jié)合規(guī)定實施專業(yè)化驗收即向管理部門交付,這類因素都會對照明標準的執(zhí)行產(chǎn)生影響,導致不必要的浪費出現(xiàn)。
2 城市照明施工中所應遵循的原則
2.1 整體性原則
在城市照明規(guī)劃中,整體性原則發(fā)揮著極為重要的作用。城市照明規(guī)劃的根本目的是運用既有的手段及方法,使城市整體照明的建設達到和諧統(tǒng)一。整體性不僅是指城市景觀照明文化和市民對城市照明認知的整體性,而且還包括城市照明的設計準則和管理的控制。
2.2 延續(xù)性原則
延續(xù)性主要是指空間、時間及文化上的延續(xù),屬于整體性原則的一項補充內(nèi)容。城市照明建設不應該割裂城市的發(fā)展歷史,使城市夜間新舊物質(zhì)元素的和諧統(tǒng)一得到保障。只有遵循該原則,才能在使城市夜景時間及空間延續(xù)得到保障的同時,對市民的文化情感得以維護。
2.3 多樣性原則
多樣性原則可以保障城市夜景的特點,避免發(fā)生趨同的現(xiàn)象。
2.4 過程性原則
若有不具備過程的思想存在,城市照明則只剩下一個靜態(tài)的概念,從而很難保障城市景觀照明的延續(xù)性和整體性。
2.5 適宜性原則
在城市照明施工中,應從時間條件著手,結(jié)合不同環(huán)境和不同情況,對規(guī)劃進行合理化運用。
3 城市道路照明施工中新技術的應用
3.1 太陽能技術的應用
太陽能照明是充分利用太陽能資源,并將其向我們所需的電能所轉(zhuǎn)化,從而滿足照明設備的需求。其組成主要包括電池板、轉(zhuǎn)變器、蓄電池、控制器和燈具等設備。在其內(nèi)部組件中,光伏板作為一個良好的發(fā)電裝置得到運用,通過光能照射會有直流電產(chǎn)生。電池的組成主要是半導體物料,因此活動性不佳,所以,在長時間操作之后,不會產(chǎn)生任何的損耗。
3.1.1 太陽能技術的優(yōu)勢
①成本低,無需對線路進行連接,不適用備件,且不必增加燃料,能夠有效解決較大耗電量問題。
②無需對設備進行運轉(zhuǎn),系統(tǒng)能夠進行長時間工作,有較長的壽命及較高的工作效率。
③對太陽能照明系統(tǒng)進行利用,能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部的自行運轉(zhuǎn),有效減少工作人員的工作量。
④具有穩(wěn)定的電壓。
⑤經(jīng)濟效益的提升,避免由于其他供電系統(tǒng)斷電而造成的嚴重經(jīng)濟損失得。
3.1.2 太陽能技術的劣勢
①太陽能向所需電能進行轉(zhuǎn)換的過程較為漫長。在選擇電池板原材料時需考慮內(nèi)部電場的如何產(chǎn)生。對吸光和光導效果存在較高的要求。
②在制造電池板原材料的過程中,會消耗大量能源,導致環(huán)境污染,未能符合環(huán)保的要求,且光伏發(fā)電存在較為廣闊的發(fā)電要求。
③太陽能照明的運用有較高的環(huán)境要求,只有在正常的日光輻射情況下才能進行。當陰天、多云、雨天,會使工作效率大大降低,但供電系統(tǒng)仍進行正常工作,因此太陽能技術在城市道路照明中的應用效果不夠理想。
近幾年,我國發(fā)展中光伏及分離發(fā)電得到較快速度的發(fā)展,運用可再生能源能夠?qū)⑷驓夂騿栴}得到解決。并在能源可持續(xù)發(fā)展實現(xiàn)的前提下做好堅實的基礎。作為可再生能源中的佼佼者,太陽能由于較高的成本及較低的轉(zhuǎn)換效率等因素導致無法得到廣泛的應用。隨著科學技術水平的逐漸提升,該類問題在一定程度上得到了有效的改善。降低了太陽能的成本,使其有廣闊的發(fā)展前景。在城市的廣場、公園及道路等地方都逐漸采用了太陽能照明系統(tǒng),突出展現(xiàn)太陽能的節(jié)能減排效果。
3.2 LED的運用
LED是發(fā)光二極管的別稱,屬于固體照明中的一種,半導體芯片屬于其發(fā)光材料,當兩端處于正極時開始發(fā)光,在制定該光源的過程中,會對環(huán)境產(chǎn)生較大影響,而且能夠回收廢棄物,進一步將資源的利用率得到有效提升。
3.2.1 LED的優(yōu)勢
①設備簡單。在施工中無需對變壓器、啟動器和鎮(zhèn)流器進行運用,光源反應速度不會有延遲現(xiàn)象產(chǎn)生,具有靈活的色彩變化,適應景觀變化頻率高的場所。通過控制相關程序,可對圖案及文字等進行顯示。
②有較多固體光源所擁有的特點,無需充氣且不存在玻璃外殼,從而不會有砌體密封等問題產(chǎn)生,有良好的沖擊性存在,能夠與橋梁、隧道的需求得到滿足,在抗震場所發(fā)揮著照明的作用。
③光有較高的純度且不具備散光現(xiàn)象,無需通過燈罩過濾,有較小的光波誤差存在,在城市室外景觀的照明中得到適用。
④能夠保持持續(xù)耗電量不高的狀態(tài),對比傳統(tǒng)光源,在很大程度節(jié)約光源。
3.2.2 LED的劣勢
①較小的光源亮度及較低發(fā)光效率。
②一顆LED無法滿足大量毒光源的要求,無法發(fā)揮單獨的光源照明作用。
③現(xiàn)階段,LED的設計是多顆LED進行的,在設計的過程中容易產(chǎn)生較多的問題,無法有效地處理。
④當LED光源的溫度較高時,會降低器件的性能,使光源逐漸衰減,因此要求燈具有良好的散熱性。
4 結(jié) 語
總之,城市照明在改善城市夜間形象的同時,還能使廣大市民的夜間活動內(nèi)容,從而達到社會效益與經(jīng)濟效益的有效統(tǒng)一。隨著社會經(jīng)濟與人民生活質(zhì)量的逐漸提升,城市道路照明的品質(zhì)要求也進一步得到改善,我們應從具體狀況出發(fā),合理開展規(guī)劃設計,從而展現(xiàn)城市文化的特色,提升人們的精神生活。
參考文獻:
Cui Tieshan
Tangshan Branch, Hebei Iron & Steel Co, Ltd.,Tangshan 063000,China)
摘要:對城市道路照明建設與改造方法進行了研究。分析了城市道路照明的發(fā)展現(xiàn)狀,指出了目前建設改造過程中存在的問題及其解決方法上的不足;深入討論了節(jié)能燈泡在城市道路照明建設與改造當中的應用前景,提出適合我國城市道路照明建設改造的建議,從而能夠為城市道路照明的合理設計提供指導。
Abstract:The construction of city road lighting and its energy-saving reform is investigated in this work. The recent progress is firstly described, and the existing problems are discussed in details. Then, the application of the energy-saving light bulbs in the energy-saving reform of city road lighting system is reviewed and assessed. By doing so, the suggestions for the construction of city road lighting are proposed to provide a better reference to the suitable and reliable design of city road lighting system.
關鍵詞:城市道路 照明系統(tǒng) 節(jié)能改造 節(jié)能燈泡
Key words: city roadway; lighting system;energy-saving reform;energy-saving light bulbs
中圖分類號:TP331+3 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)19-0020-02
0引言
城市道路照明系統(tǒng)是現(xiàn)代城市建設中重要的組成部分。合理建設城市道路照明系統(tǒng),不僅美化城市環(huán)境,而且提高交通運輸效率,便利人民生活,因此得到了全國各城市的重視,各自建設大大小小的城市道路照明系統(tǒng)及其管理系統(tǒng)。然而,限制于設計的合理性以及裝備技術的先進性,目前我國各大中小城市的道路照明正在消耗大量的能源,更甚者正在浪費大量能源,嚴重違背我國大力推行節(jié)能減排的國家戰(zhàn)略策略。因此,需要深入研究城市道路照明系統(tǒng)固有特點,提出行之有效的可持續(xù)和節(jié)能解決方案。
國際黑天空協(xié)會(International Dark-Sky Association (IDA))就明確指出[1]:“城市道路照明系統(tǒng)是城市的夜間指示燈,城市必需提供有效的夜間照明:①在人行道、交叉路口和停車區(qū)域能夠滿足行走的視覺要求;②在人行道、車行道及停車場地能夠使汽車和非機動車安全通行、停泊;③提供標志和引導物的特殊照明需求;④保障夜間出行足夠的安全感,等?!?國際照明委員會(CIE)編輯出版的《城區(qū)照明指南》[2]也很清楚的表述:“城區(qū)照明在確保人身與財產(chǎn)的安全、減少道路的交通事故、改善社區(qū)形象并使之富有吸引力有極其重要的作用?!币虼耍芯磕軌蛲瑫r滿足城市照明需要和節(jié)能要求的創(chuàng)新型照明系統(tǒng)具有重要意義。
由此,本文分析城市道路照明的發(fā)展現(xiàn)狀,深入討論了節(jié)能燈泡在城市道路照明建設與改造當中的應用前景,提出適合我國城市道路照明建設改造的建議,從而能夠直接而方便地對城市道路照明建設與改造進行指導。
1目前城市道路建設存在的問題
在發(fā)達國家,各大城市都建設有完好的道路照明系統(tǒng)。為了兼顧安全和節(jié)能性能,一般將城市道路進行分區(qū)定級,再分別規(guī)劃與施工。比如,美國某城市將道路照明分為機動駕駛照明、行人照明公共廣場照明、標志建筑物照明等。根據(jù)這些等級分類,市政系統(tǒng)將道路主支干分區(qū)域,施以不同標準的照明密度、照明強度、照明設施等建設(如圖1所示[3])。國內(nèi)部分學者也做了大量的研究[4, 5],重點闡釋了當前我國城市道路照明取得的成績以及存在的不足,存在的問題主要有:
1.1 未嚴格參照有關標準來指導城市道路照明規(guī)劃與建設一些城市雖然意識到照明系統(tǒng)的重要性,卻不肯投入資金建設道路照明,出行繁華的不夜城區(qū)域和蕭條的黑夜城區(qū);而有些城市則過分地強調(diào)夜間形象,投資大量資金,卻不合理規(guī)劃照明線路,耗費大量的資源。
1.2 忽視節(jié)能減排有些城市道路照明過分貪圖虛華,忽視了場所自身的屬性,盲目采用大量高科技、高功率的照明產(chǎn)品。
1.3 忽視對犯罪的預防一些城市由于規(guī)劃不合理,由繁華區(qū)到普通區(qū)域間的照明過渡不平滑,陡然出現(xiàn)漆黑區(qū)域,給犯罪分子創(chuàng)造了便利的作案場合,一定程度上增加了犯罪率。
2 城市道路照明建設改造方法
我國對于城市道路照明系統(tǒng)建設規(guī)定了相應的標準或規(guī)范,并明確指出全國城市道路網(wǎng)照明建設必需嚴格遵守相關法規(guī)。除了國家法規(guī)外,市政與交通部門在建設過程中也有較為靈活的實施選擇,主要有以下方法:
2.1 道路交通干道的保證功能法純粹從功能性出發(fā),滿足夜間活動者的視覺要求。這也是多數(shù)受體對照明系統(tǒng)所提出的基本需求,但其存在的問題是將夜間活動者僅僅定義為車輛駕駛者,對于非機動車輛以及行人的生理和心理感受則考慮的不多,且由于照明水平設置高,能源耗費量大。
2.2 公共休閑路線的美觀性能保證法以純裝飾性的照明手段來來建設公共休閑道路照明,很大程度上體現(xiàn)文化以及藝術審美因素的考慮,努力營造舒適悠閑的照明感官。但其主要存在的問題是忽視了照明的功能性,而且有時燈具和光源的選擇不科學,不僅導致照明效率低下或者產(chǎn)生光污染,更有甚者在一定程度上面滋生了犯罪活動的產(chǎn)生。
2.3 功能性與美觀性相結(jié)合的綜合方法根據(jù)此種方法,對道路時而重功能時而重裝飾,功能與裝飾或者同時出現(xiàn)在某段較小距離建設當中,但保證了建設投入與最大預計投入的平衡。所以目前該方法只是處于理論論證與試驗檢驗階段,屬于較為理想的方法,還未得到大范圍的推廣與實施。
3節(jié)能燈泡的應用前景
不管是從功能性上還是從美觀性上考慮,燈具起到了決定性作用。隨著節(jié)能燈泡技術的迅速發(fā)展和瓶頸突破,在城市道路節(jié)能照明建設與改造當中有效利用節(jié)能燈泡將會直接提高照明系統(tǒng)的節(jié)能減排能力。
3.1 緊湊型熒光燈(CFL):CFL是一種體積小、光通量高且?guī)в胁E萃庹值墓?jié)能燈。CFL節(jié)能燈的光效是白熾燈的6~7倍,是普通直管形熒光燈的2倍[4]。以H型節(jié)能燈為例,一只7W的H型節(jié)能燈就可以完全取代40W的普通白熾燈。其次,CFL壽命長。電子CFL節(jié)能燈一般能夠工作3000~5000小時;對比之下,普通電感熒光燈只能使用2000小時,白熾燈壽命一般只有1000小時。再者,節(jié)能燈還具有體積小、重量輕等優(yōu)點,且工作過程無頻閃,對人眼傷害小。目前,CFL正在全面取代傳統(tǒng)白熾燈泡,鑒于我國的緊湊型熒光燈CFL生產(chǎn)量占世界80%以上,可見CFL節(jié)能燈將在道路照明系統(tǒng)方面提供更加完好的解決方案。
3.2 半導體發(fā)光二極管(LED):LED節(jié)能燈是用高亮度白色發(fā)光二極管發(fā)光源,其能耗僅為白熾燈的1/10,是CFL節(jié)能燈的1/4;另外其工作壽命可達10萬小時以上。限制于技術與成本,目前LED節(jié)能燈僅僅應用于家庭,商場,醫(yī)院等公共場所,但隨著LED燈的成本隨LED技術的不斷提高而降低,LED節(jié)能燈將在很大程度上取替白熾燈和CFL節(jié)能燈。
英國威爾士地區(qū)的Lomox公司研發(fā)一種基于有機發(fā)光二極管(OLED)技術的新產(chǎn)品比現(xiàn)在的標準節(jié)能燈高2.5倍。飛利浦電氣公司也宣布他們最新開發(fā)出的12W LED節(jié)能燈能夠節(jié)能80%(如圖2所示),工作壽命25000小時;如果將是從市場上60W白熾燈換成LED節(jié)能燈,每年可以節(jié)省電能32.6太瓦,可以滿足1670萬家庭的用電需求。可見LED光源是未來世界節(jié)約能源的希望,也是必然趨勢。
3.3 其他化學發(fā)光新方法、新技術:如納米發(fā)光、聲發(fā)光等。
綜上所述,在道路照明系統(tǒng)中有效利用新型節(jié)能燈將具有重要的實際工程意義:①原材料方面的節(jié)省:一般用照明燈具體積是節(jié)能燈的5倍以上。如果道路照明全部采用先進的節(jié)能燈,則首先在原材料上就可以節(jié)省大量的國家資源;②電力能源方面的節(jié)?。合鄬τ谝郧耙粭l1萬盞100 W燈具的照明線路,只需要采用1萬只15 W的CFL節(jié)能燈,電能節(jié)約效率高達85%;③安全方面的提升:新型節(jié)能燈可以提供更大范圍、更高光強的照明效果,可以有效提高道路交通安全以及行人安全感;④美觀方面的提升:由于體積上面的較大減小,可以為燈具加工創(chuàng)造更大的藝術造型空間,進一步提高燈具外形的美觀特性等。
4 結(jié)論與建議
城市道路照明系統(tǒng)是夜間人行和車行交通的安全保障,在滿足照明功能的條件下必須重視節(jié)能減排問題。雖然道路照明的要求越來越高,但并不是照明越亮越好,研究出適合城市道路照明節(jié)能方案與技術還有很多工作要做。本文從照明裝備的角度出發(fā),分析了我國目前城市照明的現(xiàn)狀,指出了城市照明的不足,重點討論了節(jié)能燈泡在城市照明系統(tǒng)建設與改造當中所具有的重大潛力與未來藍圖,力求總結(jié)出可行的城市照明節(jié)能技術解決方案,希望對今后的城市道路照明設計與改造起到一定的借鑒作用。
城市道路照明應充分重視節(jié)能,需要從以下三個方面著手:一為設計理念要杜絕越亮越好的觀念;二為選擇好性能好的光源和燈具;三是要對照明系統(tǒng)進行合理的改進,并有良好的維護工作。另外,政府也要積極支持節(jié)能照明,在政策上給予寬松的環(huán)境與鼓勵性補貼;同時要積極需求多元化節(jié)能照明手段,如光伏電池、風能、高性能電池等輔助照明設施。只有這樣,才能營造持續(xù)、穩(wěn)定、安全節(jié)能的城市道路照明環(huán)境。
參考文獻:
[1]劉世英,高等學校校園道路照明研究[D].重慶:重慶大學,2005.
[2]楊公俠, 楊旭東譯.CIE技術報告136-2000號出版物城區(qū)照明指南[J].光源與照明, 2002,(1):28-32.
[3] Campus Master Plan[OL]. uchicago.edu/docs/mp-site/masterplan/c4other/c4other.pdf.
[4]李先栗.我國緊湊型熒光燈技術的新進展[J].中國照明電器,2009,(3): 11-15.
關鍵詞 維修管理;節(jié)能減排;路燈管理
中圖分類號:F206 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)15-0167-01
城市照明,是城市基礎建設關鍵部分。隨著人們的生活質(zhì)量提高,人們在完善城市功能,提升城市形象的要求越來越高。隨著城市亮化工程進行,城市照明在滿足城市道路照明燈同時,造成了不同程度的資源浪費。當前全球資源緊張,環(huán)境載力。對于道路路燈,進行有效維護和管理,實現(xiàn)節(jié)能減排大有可為。
1 城市路燈節(jié)能減排存在的問題
城市路燈節(jié)能工作的展開,在電力資源的有效節(jié)約方面將產(chǎn)生巨大作用。在這一過程中,城市路燈管理人員需要準確確定照明標準,選擇優(yōu)質(zhì)光源,對道路路燈合理控制,最后要做好路燈管理。具體來說,有以下幾個方面的內(nèi)容。
1.1 需要完善照明標準
城市照明標準體系的建立,是城市路燈節(jié)能順利開展基礎與前提。所以,城市路燈管理人員設定照明標準時,需要嚴格按照相關部門頒布的《城市道路照明設計標準》,進行對城市照明標準的設計。這一過程設計過程中,城市路燈管理人員要準確調(diào)查城市道路照明亮度,具體要求是達到照明標準要求即可。亮度也不是越高越好。過高的照明標準,并不能有良好實際用處,會帶來能源的浪費。使用最優(yōu)的方案實施。目標是最大程度上,提高路燈的使用效率??偟膩碚f城市照明標準,應當在滿足各個道路照明基礎上,促進路燈節(jié)能的合理開展。滿足主干道、次干道,以及住宅小區(qū)照明需求。
1.2 優(yōu)質(zhì)光源需要優(yōu)化選擇
優(yōu)質(zhì)光源的優(yōu)化選擇,可以大幅度升路燈節(jié)能。這告訴我們,在選好路燈燈泡顯色性前提下下,城市路燈管理人員,效率較高的路燈光源,目的是更好提升路燈節(jié)能水平。隨著科技的發(fā)展,LED光源具有的耗電量少和發(fā)光效率高,并且使用壽命長,安全可靠性特點越來越被人們重視。在指示燈、顯示屏、景觀中廣泛運用。在節(jié)約型社會的指導下,有望引進路燈節(jié)能管理領域。當前LED燈在輔助技術張,支持尚未成熟實現(xiàn)。市場造價相對較高。
相信隨著科技的不斷發(fā)展,道路照明節(jié)能方面LED等的廣泛應用可以實現(xiàn)。并且與高壓鈉燈系統(tǒng)配合,使得整套配套的燈具輔助裝置發(fā)揮良好作用。高光效高壓鈉燈的普及,也會在路燈節(jié)能方面大有作為。改變當前,節(jié)能裝置大以高壓鈉燈,作為主要光源的照明系統(tǒng)。
1.3 路燈節(jié)能控制管理到位
路燈控制的順利開展,是城市路燈節(jié)能的關鍵環(huán)節(jié)。在工作過程中,城市路燈管理人員應當注重照明控制,兼顧時間控制以及手動控制等。滿足這些條件之后,機動車道使用全夜燈就可以滿足,人行道中采用半夜燈也大大達到節(jié)能要求。除此之外,采取雙光源燈具在機動車道中,路燈能源的消耗可以有效降低,高效節(jié)能的目的順利實現(xiàn)。
1.4 路燈節(jié)能管理的落實
城市路燈管理工作順利開展,使的能源節(jié)約效果凸顯在這一過程中。城市路燈管理作用是,將光源的光通量,分配到道路的某一個方向。具體來說,效率較高的路燈,采用較為科學的工藝。其材料為主要采用較高反射率的新型材料。目的是有效對電能高效利用。將眩光效果減小。例如,純度較高的鋁板。
2 路燈節(jié)能減排具體措施
2.1 照明標準的確定
控制照明路燈用電量,就實現(xiàn)了道路照明節(jié)能的關鍵一步?!冻鞘械缆氛彰髟O計標準》是在設計中必須依照的重要標準。使用過程中不可以私自更改。這其中,道路照明亮度的設計,只需達標的目的,超出相關標準會造成資源的浪費。為了達到這個目的,確定城市道路照明等級是需要首先開展的工作,依據(jù)主道路,次道路等不同照明地點進行劃分。更好的設計規(guī)劃路燈照明,需要在施工前期,設計出多種不同方案,然后選擇最高效節(jié)能的優(yōu)化方案實施[1]。相關監(jiān)管部門重點是監(jiān)督工作。應該保證各個道路的照明需要下,提倡道路照明的節(jié)能。比如道路照明,以滿足相關規(guī)定作為基礎,采用大功率光源,考慮較大安裝間距和高度,采用較小間距,同時安裝高度就能達到節(jié)約能源的目的。
2.2 路燈控制器的使用
路燈控制器,用于安裝在公共場所,也有安裝在道路兩旁的。路燈通常希望隨日照光亮度,實現(xiàn)自動的變化,可以自動開啟和關斷。既滿足行人的需要,還可以實現(xiàn)節(jié)能目的。了解常用路燈控制方法,及各自的優(yōu)缺點之后,可以通過相互比較,確定設計方。對所用傳感器進行選擇,在電路的設計與分析,從而完成設計任務。
2.3 智能化控制節(jié)能
智能化路燈節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng),當前已在多個城市發(fā)揮作用。該種監(jiān)控系統(tǒng)的構成主要是微機、職能執(zhí)行終端,以及無線數(shù)傳機等。各道路照明情況,在數(shù)據(jù)傳輸在管理中可以展現(xiàn)。
智能化控制系統(tǒng)在路燈系統(tǒng)上應用,很大程度減少路燈維護管理支出。并實現(xiàn)了靈活機動的路燈節(jié)能運行方式。中控室向各個照明系統(tǒng)發(fā)出指命令,控制照明情況就實現(xiàn)了。
2.4 遠程控制的實現(xiàn)
通過資金投入加大投入,照明系統(tǒng)自動化遠程控制管理就可以實現(xiàn)。它主要是針對主次干道路燈控制。路燈故障查處對于遠程控制的反應速度提高了。實行路燈24小時巡邏檢查后,早晚和大風、雷雨等特殊天氣中,巡檢力度提高了。車稀人少路段巡查力度也增加了[2]。通過運用先進的路燈設施,實現(xiàn)了對盜竊情況的避免,遏制了不法分子偷盜猖狂[3]。配合城管監(jiān)察、工商等部門,打擊盜損路燈的施違法行為,開展專項行動,遏制了電纜盜竊現(xiàn)象,減少了經(jīng)濟損失。盲區(qū)實現(xiàn)了有效的管理,維護管理效果良好。
3 結(jié)束語
城市路燈照明,是城市基礎建設關鍵環(huán)節(jié)。在不斷的實踐和探索中,才會有好的成效。在進行路燈維護管理和節(jié)能中,要全面科學考慮設計。在確保道路照明情況下,結(jié)合地方實際情況,達到節(jié)能目的。這個過程中,還要合理預算,嚴格把關施工質(zhì)量。把我們的城市建設變得更加美麗,更加明亮,提高我們的生活質(zhì)量。
參考文獻
[1]王冬青.城市路燈照明節(jié)能的措施[J].科技信息,2012(23).
關鍵詞:光污染環(huán)保節(jié)能城市道路照明
城市照明好壞對人民生活中有很大的影響。符合視覺功能的照明質(zhì)量是保障交通安全、社會治安、人們從事生產(chǎn)及文化娛樂活動等不可缺少的條件。這是人類經(jīng)過長期實踐得出的科學結(jié)論,以道路照明為例,我國新修訂的道路照明標準,指導道路照明工作者作出合理的照明設計,為駕駛員提供交通安全性與向?qū)?,同時為步行者創(chuàng)造安全而舒適的環(huán)境,方便人民生活,降低犯罪率和美化城市環(huán)境,提高夜間道路利用率。道路照明的設計應按照安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理、節(jié)能環(huán)保、維修方便的原則進行。下面就安全可靠和節(jié)能環(huán)保等方面進行展開探討。
一、安全可靠
當照明在城市普及開來的時候,同時也出現(xiàn)了光污染,但大部分人都沒有注意到或?qū)馕廴静扇∮行У姆婪洞胧?。光污染包括眩光污染、光濫用、色彩失衡等。道路設計時,應充分考慮光污染對駕駛員的視覺影響,避免由此引發(fā)的交通事故。光污染大部分為產(chǎn)生眩光造成的污染。從眩光的形成過程來看,可以把眩光分為直接眩光和反射眩光。道路照明中的直接眩光來自駕駛員視界中的高亮度或毫無遮蔽的光源,而反射眩光是由視界中的強反射表面所產(chǎn)生的二次反射所造成的。
1、路燈引起的眩光問題
由于路燈設計不合理,及周邊環(huán)境的照明不適當或?qū)ο蜍嚨恼丈湓斐傻难9?,使駕駛員的瞳孔縮小、在眼內(nèi)形成光斑,破壞視覺系統(tǒng)對周圍物理空間的適應狀態(tài),從而引起不適感或視力下降。路燈強光直接照射在駕駛員眼睛上,造成不舒適眩光,雖然對環(huán)境的照亮(照亮建筑)可以減輕不舒適眩光,但由于建筑立面照明在下半夜一般都會被關閉,所以我們要在路燈設計中就要考慮解決這些問題,不能因為周邊環(huán)境已經(jīng)有照亮而減輕對不舒適眩光的要求。
2、強反射面引起的眩光問題
現(xiàn)代建筑有大部分采用了大面積的玻璃幕墻,而且大部分玻璃幕墻的質(zhì)量都達不到環(huán)保的要求,基本上沒有考慮光污染和怎么處理光污染的問題。當建筑的泛光燈及車燈或其他的強光源照到玻璃幕墻上,就會形成一個很強的二次光源,強烈的反射光不僅對周邊環(huán)境和人員造成不利的影響,而且還給臨近的道路造成了不舒適的眩光,影響行人和駕駛員的視線,引起交通事故。
3、另外裝飾性照明也是影響駕駛員視線的又一重要因素
在道路周邊環(huán)境的亮化照明和廣告燈光中,照明亮度應與路面及環(huán)境亮度協(xié)調(diào),不應采用多種光色或多種燈光圖式頻繁變換的動態(tài)照明,應防止裝飾性照明的光色、圖案、陰影、閃爍干擾機動車駕駛員的視覺。設置在燈桿上及道路兩側(cè)的廣告燈光不得干擾駕駛員的視覺和妨礙對交通信號及標識的辨認。在路燈照明中顯色性能差也是影響駕駛員辨認物體的主要因素,在主干道路燈照明中,可以采用金鹵燈或其他白色光源的燈具來補償高壓鈉燈顯色偏黃的不足;現(xiàn)在很多廠家的路燈產(chǎn)品都己經(jīng)有一桿路燈上同時有高壓鈉燈和金鹵燈兩種光源,這樣就可以實現(xiàn)顯色和照度都可以達到要求。并且這種照明方式對于實現(xiàn)半夜燈節(jié)能措施也比較好操作,而且不用犧牲太多照度。
二、環(huán)保節(jié)能
《城市道路照明設計標準》CJJ45——2006規(guī)定:
(1)快速路、主干路、次干路和支路應采用高壓鈉燈;
(2)居住區(qū)機動車和行人混合交通道路宜采用高壓鈉燈或小功率金屬鹵化物燈;
(3)市中心、商業(yè)中心等對顏色識別要求較高的機動車交通道路可采用金屬鹵化物燈;
(4)商業(yè)區(qū)步行街、居住區(qū)人行道路、機動車交通道路兩側(cè)人行道可采用小功率金屬鹵化物燈、細管徑熒光燈或緊湊型熒光燈。
在現(xiàn)有的技術和滿足道路照度的前提下,路燈節(jié)能應注意以下幾個方面:
1、合理選擇燈具,定期維護保養(yǎng)
燈具的主要作用是把光源的光通量分配到需要的方向,以提高光的利用率和避免眩光。一般效率較高的燈具都采用高反射率的材料和先進的工藝制作,如電化拋光的高純鋁板;透光性能好的防護罩,如透光玻璃或有機玻璃;再就是密封性能要好,能防水防塵,盡可能地減少光的損失。燈具的效率是指其對光源光通量的利用率。任何材料制成的燈具對于光源幅射的光通量在經(jīng)過反射和透射時,其效率總是小于1.假設同一功率的光源,一只配用效率較高的燈具,其光通量的70%-80%得到利用,另一只配用效率較低的燈具,光通量只有40%-50%得到利用。兩者比較,效率低的燈具其光源所消耗的功率將近30%白白浪費了,未能發(fā)揮其作用,這一點往往被忽視。因此,選擇燈具時應盡量選擇配光曲線好、效率較高的燈具。另外,燈具在使用過程中不可避免地受到污染,如反光器的鋁氧化,防護罩里外積塵生垢等等,勢必造成光的損失,如不定期維護保養(yǎng),則和上述道理相同,光源所消耗的功率大部分就浪費掉了。所以,選擇燈具時要選擇密封性能達到IP55以上的燈具,以減少維護工作量。
2、合理科學的控制開關路燈時間
城市照明啟閉時間準確與否,也是路燈照明節(jié)電的一個主要方面。目前,公共照明時間的控制方法大致有:人工控制、時鐘控制、光電控制、微機控制等。除上述照明的控制方法外,還可采取半夜燈,當夜深人靜時,道路上車輛行人稀少,則可自動熄滅一部分燈,如一桿雙火的路燈,在下半夜時可熄滅其中一個光源或者隔盞熄燈,適當降低照明度,減少耗電量;或采用雙功率鎮(zhèn)流器燈具,在下半夜時燈具自動轉(zhuǎn)換為低一級功率運行。這就要求設計人員設計時,就將半夜燈的控制、線路的敷設等各種因素考慮進去,但降低照度不能低與于照度標準的一個級別。
3、減少燈具元器件及線路的能量損耗
我們現(xiàn)在采用的路燈大部分是氣體放電燈,都需要采用鎮(zhèn)流器。降低鎮(zhèn)流器的功率損耗也是節(jié)能工作不容忽視的一個方面。如250W鈉燈鎮(zhèn)流器質(zhì)量好的功率損耗只有20-25瓦,而質(zhì)量差的功率損耗可達40瓦左右。優(yōu)質(zhì)電感鎮(zhèn)流器具備阻抗穩(wěn)定性和伏安性好,功率因數(shù)高,功率損耗低等特點,這樣才能穩(wěn)定燈泡工作電流,延長燈泡使用壽命。如果在選用配套鎮(zhèn)流器時都能注意選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,那么節(jié)能效果還是很顯著的。所以在設計路燈時一定要選擇節(jié)電型鎮(zhèn)流器。目前,供電質(zhì)量不斷提高,電網(wǎng)電壓日趨穩(wěn)定正常,而到下半夜當用電明顯減少時,供電電壓升高,則照明用電量的功耗也隨之上升。這樣不但縮短了燈泡的壽命,也增加了不必要的能量消耗。
4、合理的確定照明標準
本文主要就LED照明在城市道路設計中的應用進行闡述,通過對LED照明的實際設計與應用過程中的實例,對LED照明的發(fā)光效率、配光曲線、燈具系統(tǒng)壽命等方面進行客觀地分析,提出了對LED照明應用過程中的質(zhì)量控制方式,為LED在城市道路照明中的發(fā)展起到推動。
【關鍵詞】LED照明 應用 設計
LED照明是綠色節(jié)能光源,其特點是具有節(jié)能環(huán)保、響應迅速、使用壽命較長等優(yōu)點,在一些應急照明與交通信號等領域有許多的成功應用先例。我國現(xiàn)在對于節(jié)能減排不斷的進行深入實施,而LED作為綠色照明的代表,越來越多的應用到城市道路照明當中。但是在實際的應用過程中,LED照明還存在一定的制約,在某種程度上對LED的照明發(fā)展起到了阻礙。
1 概述
某市從07年開始至今,在城市的照明設計中使用LED燈進行試點。我們根據(jù)其已經(jīng)建成的照明工作為例 :道路寬度為9米和12米的城市次干路,我們設計應用了8米140W和10米180W LED路燈,燈間距為30米。
在LED照明安裝完成后,我們進行了照度的測試,發(fā)現(xiàn)兩條路平均照度(Eav)分別為29.12lx和30.42lx;照度均勻度(UE)為0.48和0.52。所以在使用LED照明過程中,可以滿足城市次干道的照明要求,其均勻度也可以滿足。有較高色溫和顯色性,對周邊景物突顯、辨識度高,但因色溫過高,視覺感過于陰冷,舒適感較差,且電源存在可靠性與穩(wěn)定性的問題。通過一年的使用后,我們再進行實測,發(fā)現(xiàn)照度明顯偏低,呈現(xiàn)“斑馬效應”,光衰較明顯。通過測試的結(jié)果我們可知,LED照明的應用評估達不到實際應用,存在許多的問題,與理論上的結(jié)果具有明顯的差異。
2 配光設計問題
現(xiàn)在城市的道路照明對地道路的配光評價標準,從傳統(tǒng)的照度均勻到現(xiàn)在的亮度均勻為主。配光曲線反映了燈具在空間某個截面上光強與發(fā)光角度的關系。理想中的配光曲線應該在設計時,對于燈具所需要的安裝高度與燈桿間的距離進行考慮,根據(jù)路面的寬度等具體參數(shù),對道路照明的質(zhì)量進行評價,評價時還需要參考路面的照度、閾值增量等,如果配光系統(tǒng)的設計達不到合理的要求,那么其后期的照明效果就會較差,不能達到高效、節(jié)能的照明目的。
3 LED路燈的光效及散熱
LED照明的散熱問題,不僅與LED的實際發(fā)光效率相關,LED的實際壽命有關系。一般LED照明的使用是需要進行嵌入式的,由于其自身的熱量較大,使得其在使用過程中的散熱問題較為重要。LED照明在使用過程中如何更好的進行散熱是現(xiàn)在應用LED照明的重要問題,LED照明的工作溫度與光源的使用壽命及光衰具有重要的關系。
現(xiàn)在的LED照明已經(jīng)散熱方面做了一定的優(yōu)化,但是隨著LED在道路的照明過程中存在一定的應用環(huán)境差等問題,例如道路照明中存在灰塵與金屬表面的腐蝕,所以LED照明在初始安裝時,會有較穩(wěn)定的使用效果,并且其工作時的溫度也較低,但隨著使用年限的增加,一些散熱片上會發(fā)生灰塵的積聚,就會對燈具有散熱與照明產(chǎn)生影響,長此以往,LED照明的使用壽命就會減弱。
4 LED路燈模塊的可靠性
4.1 電源系統(tǒng)穩(wěn)定性
LED照明中的重要組件是驅(qū)動電源,如果驅(qū)動電源產(chǎn)生故障,那么照明器的使用也會產(chǎn)生問題。經(jīng)過我們多次的現(xiàn)場實踐,發(fā)現(xiàn)整燈熄滅或是損壞時,或是因個別的LED燈球的死燈現(xiàn)象的產(chǎn)生,其原因多是因為LED電源自身的故障所引起的。
4.2 其他電子元器件、組件的壽命
LED照明的使用壽命,應該是整燈的使用壽命,具有多種因素影響,一般是由于LED光源的組合、控制電路配套的元器件等等,如果LED照明所選擇的元器件的質(zhì)量較差,那么燈具系統(tǒng)在運行時,其穩(wěn)定性與可靠性就會較差,后期所產(chǎn)生的故障的概率就會非常大,這也對LED照明的運行可靠性產(chǎn)生了影響。
5 性價比問題
隨著LED技術的不斷發(fā)展,價格隨之下降,但與高壓鈉燈相比其造價仍舊較高,所以存在節(jié)能不節(jié)錢的情況?,F(xiàn)階段LED與鈉燈相比,價格是其二到四倍之間。LED照明的耗電量是鈉燈的二分之一,但其安裝成本較高,使得城市道路照明中使用LED的成本回收周期較長,且由于LED燈的質(zhì)量多變,所以與實際的宣傳存在一定的區(qū)別,這就造成了使用LED燈的總體性價比較低。
所以LED照明如果想要在城市道路照明中使用,就需要不斷的提升自身的質(zhì)量,保證其技術指標的穩(wěn)定性,才能在城市道路照明中不斷的應用。
6 維護問題
現(xiàn)在LED照明多為一體化的設計,所以進行內(nèi)部的元器件更換時,無法現(xiàn)場進行。當LED光源產(chǎn)生故障與損壞時,需要對整個燈體進行拆除與更換,這就造成了后期維護成本的增加。而且我國現(xiàn)在對于LED照明沒有一個統(tǒng)一的技術標淮,所以LED產(chǎn)品的質(zhì)量參差不齊,不同廠家的產(chǎn)品不能通用,造成了后期的維護產(chǎn)生一定的困難。
7 結(jié)束語
城市照明中的LED應用,具有技術要求高的特點,由于其是功能性的照明產(chǎn)品,所以LED照明在道路照明中進行應用時,需要對一些關鍵性的問題進行解決,例如:眩光控制、燈具配套等。且LED燈具配光曲線、利用系數(shù)等計算資料很少,不利于道路照明設計選用。近年來,隨著LED燈具設計地不斷優(yōu)化和完善,LED路燈在次干道及支路的應用也日趨成熟,而廣泛應用于城市主干道還需進一步探索。
參考文獻
[1]曾德容,田景洪.LED路燈在道路照明設計中的應用[J].中國高新技術企業(yè),2015(15):22-23.
[2]陳雅玲.淺析LED路燈在道路照明中的設計及應用[J].科技創(chuàng)新與應用,2015(20):257.
[3]趙建平.滿足設計標準是LED在照明工程中應用的基本保證[J].智能建筑電氣技術,2010(04):16-19.
[4]楊振峰.LED在城市道路照明中的應用――淺析LED道路照明設計[J].湖南農(nóng)機,2012(09):237-238+246.
作者簡介
趙婷婷,女,陜西省西安市人。現(xiàn)為陜西凌云電器集團有限公司機電公司工程部助理工程師。研究方向為電子信息科學與技術。
關鍵詞:城市道路;照明設計;內(nèi)容步驟
中圖分類號:U491.5+3文獻標識碼:A
一、引言
合理的城市道路照明會對道路通暢、道路美化和社會安全起到重要意義。為了保證設備能夠穩(wěn)定持久的進行照明,關鍵就是要抓好設計這個環(huán)節(jié),筆者結(jié)合自身多年從事施工設計的工作經(jīng)驗,再結(jié)合相關的資料,從多個方面角度探討城市道路照明設計。
二、設計原則和標準
級別 道路類型 亮度 照度 眩光限制 誘導性
平均亮度Lav(cd/m2) 均勻度Lmin/Lav 平均照度Eav(lx) 均勻度Emin/Eav
1 快速路 1.5 0.4 20 0.4 非截光型燈具 良好
2 主干路 1.0 0.35 15 0.35 非截光型燈具 良好
3 次干路 0.5 0.35 8 0.35 非截光型燈具 好
4 支路 0.3 0.3 5 0.3 非截光型燈具 好
5 人行道 - - 1-2 - 不限制 -
照明設計的原則是可靠安全,經(jīng)濟合理,節(jié)約能源。標準是快速、主干、次干、支路和人行道的照明一定要滿足亮度、照度、眩光限制、誘導性這主要的四項,其中人行道和非機動車道要滿足平均照明的單項指標如表1。
表1 道路照明標準
從表中我們不難看出,根據(jù)城市道路的級別和交通的密集復雜程度,來決定如何選擇合適的照明,但是這其中對于誘導性的定性指標不能簡單的用光度來表示。必須采用數(shù)字照明設計,即在對城市道路照明設計時一定要考慮誘導性對道路照明質(zhì)量的影響因素。
誘導性可被劃分為視覺和光學兩種,其中影響視覺正常的因素有路面中心線、燈具、燈桿等等;影響光學的因素有照明燈光、光源光色和其排列形式等等,要求在城市道路照明設計規(guī)劃時一定要保證良好的誘導性。
在設計時考慮到道路上駕駛員的視覺舒適度,要根據(jù)城市道路的級別和周邊環(huán)境合理選擇適宜的光源。如一般情況下,采用的是高壓鈉燈,商場中心廣場采用的是金屬鹵化物燈。在車流量比較大且路況比較復雜的道路上要考慮到在夜晚時分,會有動物或者行人穿越馬路,這就給安全帶來隱患,此種現(xiàn)象叫做中間視覺,此時為了行車的安全,要考慮到各個光源的光譜對駕駛?cè)艘曈X產(chǎn)生的影響,如表2.
表2 不同人眼適應各光源的視覺反應時間
從表中不難看出,通過比較,包含較多藍、綠光的金屬鹵化物燈輻射出的光譜,對于視覺反應的時間是最短的。假設以它為準,金屬鹵化物燈在1cd/m2情況下比高壓鈉燈在視覺反應時間方面縮短了14%左右,如果在這樣的路段使用高壓鈉燈,那么對于快速行駛的汽車來說就會造成安全隱患。
在對城市道路照明設計時,選擇燈具類型方面也要有所注意,因為這也是會影響到節(jié)能,控制和光污染的,所以根據(jù)相關規(guī)定,安裝半截光型燈具的間距S可在燈具高度H的3.5倍內(nèi)選取,安裝截光型燈具只可在3倍內(nèi)選取,這樣我們就會發(fā)現(xiàn),不同類型的燈具在布置中的投資成本和節(jié)能都是息息相關的;除此之外,我們所提到的光污染1/3是由道路照明造成的,當然不同燈具類型造成的光污染程度又是不一樣的,如表3.
表3 不同燈具由路面的反射光
從表3中可以看出,采用半截型燈具有利于減少光的反射,所以這對減少光污染是有好處的。除了以上說的影響因素以外,為了做到節(jié)能,還要對道路照明的供電進行合理設計規(guī)劃。
在保證照明滿足功能需求的同時還要確保燈桿、燈具、色調(diào)等條件與周圍環(huán)境相互協(xié)調(diào)。
三、道路照明設計的內(nèi)容及步驟
①收集相關資料:當拿到一個道路設計圖紙后要由專門的負責人員進行現(xiàn)場的考察,做到對現(xiàn)場道路的結(jié)構、10KV電源的走向、道路建設所用材料的特質(zhì)和周圍環(huán)境等實際情況充分了解。
②確定各項參數(shù):在前一步的基礎上,再根據(jù)城市道路照明設計規(guī)劃,確定出布燈的方式、高度、仰角和間距等。在對燈具的選型完成后,再根據(jù)實際需要來適當?shù)恼{(diào)整上述的相關參數(shù)。
③光源的選擇:主要是選擇合適的高壓鈉燈或金屬鹵化物燈進行照明。鈉燈的特點是壽命長、效率高且透霧性比較好,外觸發(fā)器在啟動點亮鈉燈時一般不會超過1min,它的顯示效率和金屬鹵化物燈比起來略低,可金屬鹵化物燈也存在著光效低,啟動時間長的問題,近幾年隨著燈具行業(yè)的發(fā)展,已經(jīng)使金屬鹵化物燈的光效和啟動時間大大的提高,和高壓鈉燈差別不大。
我們知道城市的道路照明已不再是單純的照亮道路,而是可以讓駕駛?cè)撕统丝托蕾p到周圍的環(huán)境。從視覺角度出發(fā)考慮到白光比黃光會獲取更多的信息量,所以多采用的是白光的鹵燈。個人的建議是,在一些一般性的道路上使用經(jīng)濟的鈉燈,在繁華的道路采用鹵燈。
④電源的確定:燈發(fā)光離不開電源。所以,電源的確定必須在設計階段對其進行充分考慮。其中最好的是對道路建立獨立專用的變電站或配電室來進行供電,條件允許下可建立10KV的小型供電環(huán)網(wǎng)系統(tǒng),這其中要鋪設設備用的電纜和一些連鎖裝置,對于一些特殊的重要的路段可采取雙電源的形式供電。所謂雙電源就是指兩個變電站或一個變電站的多個母線,在正常情況下小型環(huán)網(wǎng)開環(huán)運行,當遇到檢修和線路故障時,只需要切斷道路兩側(cè)線路的開關,這樣就比單電源的穩(wěn)定性更高。個人建議可采用六佛氟化硫負荷絕緣開關或者是干式變壓器,在工作中考慮到候車亭、監(jiān)控亭等場所的裕量,將其控制在80%左右為好。對于負荷的中心位置,最好設置變電站,供電的半徑控制在1KM以內(nèi)為宜。
⑤電纜的選擇:當?shù)缆氛彰鞯碾妷罕容^低時可采用三相5芯兒電纜,因為氣體放電產(chǎn)生的諧波在中性線里是疊加的,這就要求截面不能小于相線的截面,再考慮多方面帶來的因素,可將電纜級別再提高1到2級。
⑥控制和軟件設計方面:對道路路燈的控制可采用多種形式,包括光控、手控和遙控等。如采用定時開關時,要根據(jù)地球的經(jīng)緯度由計算機自動計算出日出日落時間,這樣就可根據(jù)時間的變化自動開關照明設施;如采用遙控方式,其中包括無線和有線。遙控數(shù)據(jù)通信實現(xiàn)了道路燈的遠距離控制和監(jiān)測,這樣就保證了對應急或突況能夠及時反應。
在軟件設計方面,其大致有兩種形式,一種是燈具企業(yè)自行研發(fā)的專門針對照明的軟件,另一種是照明通用軟件。兩種軟件各有特色,但基本步驟是比較類似的,都是先輸入此條道路的基本信息,在按照相應的標準選擇合適的照明器件,最后完成檢驗修改工作并得出相應結(jié)果。
⑦接地保護:我們知道對于低壓配電系統(tǒng)比較常用的接地方式有TT系統(tǒng)(電源端和設備金屬外殼都直接接地)、IT系統(tǒng)(電源端不接地,設備金屬外殼直接接地)和TN系統(tǒng)(電源端直接接地,用電端用一條導線連接電源的中性點,這其中因為連接的導線方式不同,TN系統(tǒng)又可分為TN-C、TN-S、TN-C-S三種方式)。因為城市道路的照明環(huán)境條件都不大相同,所以在現(xiàn)今已經(jīng)有比較完善的電流保護器的情況下,多采用TT方式,是比較符合道路安全要求的。TT方式可以讓燈桿單獨接地,在利用金屬外殼的基礎上,增加一到兩個地極就好,不用再和PE連一起接地。同時,按照相關規(guī)定,要滿足R*I≤50V,我們假設I為100到500mA之間,可計算出R在50到100歐姆之間。當城市道路的線路不長,并采用了斷路器和熔斷器來做保障,也可采用TN-S方式,但是TT方式和TN-S方式相比,TT方式對電阻的要求更低,這樣就可以大大的減少施工的難度。
⑧工程建設:根據(jù)實際現(xiàn)場的土質(zhì)情況,由專門人員計算出此道路的基礎受力情況,以此來選擇合適的地腳螺栓和鋼筋,并由混凝土一次澆筑完成。同時,為了今后維修時方便,要求每個路口都要至少再安裝一個備用管,鋪設時要注意避開道路兩旁的綠化樹,防止其破壞電纜。
⑨防止人為盜竊:提高治安保障是根本,比較直接有效的防護措施,如給配電室安裝防盜報警器或防盜機構。
⑩節(jié)能環(huán)保:⒈合理計算所需燈具的數(shù)量和布燈的方式。⒉使用那些功率因數(shù)高且高效率的鎮(zhèn)流器,最好可以使抵壓功率因數(shù)可以到達0.9以上。⒊定期更換和清理燈具外罩,使其能夠發(fā)揮最大能效。⒋人流量不大的夜晚在不影響到正常通車的情況下,實現(xiàn)路燈交替的熄燈。⒌配置節(jié)能控制器,通過控制電壓降低耗電同時還可增加燈泡的使用壽命。⒍可適當選用太陽能作為路燈的電源。
四、結(jié)束語
對城市道路的照明設計會涉及到很多方面,設計人員要做到深入全面的了解現(xiàn)場,考慮如何合理安全的進行施工,后期使用與維護。在每項工程結(jié)束后要做到復核,找出差距,并總結(jié)經(jīng)驗教訓,為今后打下良好的基礎。
參考文獻