浅析城市道路照明节能技术及管控措施

浅析城市道路照明节能技术及管控措施

李浩

杭州瑞琦信息技术有限公司浙江杭州310012

摘要：现在的路灯已不只是一种照明设施，更是一个城市的标志，但是城市每年由于照明耗费的电量数值庞大，因此城市绿色照明和路灯节能越来越受到人们的关注。本文首先分析路灯节能对环境的重要性，继而剖析了道路照明节能原则，然后总结道路照明节能要点。

关键词：城市道路照明；节能技术；管控措施

引言

城市公共照明系统是与人们生活息息相关的重要公共基础设施，随着城市化进程的加快，城市公共照明设施的需求量和建设规模日益增大，但城市公共照明的过快发展增大了对能源的需求和消耗，同时在管理方面也存在诸多不足。

1、道路照明节能设计的相关原则

1.1绿色照明原则

为了实现对道路照明节能的优化设计，完善这方面的设计方案，则需要设计人员遵循绿色照明原则。具体表现为：（1）重视绿色能源在道路照明节能设计中的应用，最大限度地降低这方面的能耗；（2）在对道路照明方面进行节能设计时，应考虑绿色环保要求，符合人们日常生活中对光照强度的最低需求，并使道路照明在实践中的节能效果更加显著。

1.2经济适用性原则

基于道路照明的节能设计，为了减少这方面的成本费用，保持节能灯具良好的适用性，则需要在具体的设计工作进行中考虑经济适用性原则。具体表现为：（1）在照明设备整体布局及数目合理的前提下，不增加照明设备的数量，保持良好的光照强度，优化照明灯具的使用功能；（2）控制好照明设备选用中的成本费用，有针对性地进行这方面的设计工作，促使最终得到的道路照明节能设计方案更加完善，具有良好的应用价值。

1.3其他方面的原则

在对道路照明节能进行有效设计时，为了增强其设计方案的应用效果，也需要考虑这些方面的设计原则：（1）节能灯具选用更加合理。设计人员应通过对减少道路照明方面的电能损耗、提升节能灯具应用水平的综合考虑，合理选用节能灯具，丰富相应的设计内容，进而提升道路照明方面的节能设计水平；（2）照明设备选择应符合标准要求。在进行道路照明节能设计工作时，应选择由电阻率较低的导线构成的照明设备，通过对线路方面的合理布设，降低输电线路的电能消耗。同时，应通过对道路节能方面技术规范要求的考虑，选择好照明设备，满足道路照明节能优化设计要求。

2、城市道路照明节能技术及管控措施

2.1道路照明光源的合理选择

选用照明光源，首先要满足照明设施的适用要求（照度、显色性、色温、启动、再启动时问等），其次按环境条件选用，最后综合考虑初始投资与年运行费用。道路照明目前常用的光源以高压钠灯、LED灯、陶瓷金卤灯为主。具体特点分析如下。

（1）高压钠灯：透雾能力强、显色性差。普通高压钠灯大功率灯管（250400W）光效高，整灯光效约为70lm/W，而小功率灯管（100~150W），整灯光效约为60lm/W。高压钠灯灯具消耗功率较大，且受电压波动，环境温度等因素影响较大，实际运行中，电器消耗功率可能达到光源功率的20%，甚至更大。高压钠灯在点火时需要大约5min的预热时问才能达到完全的光度输出。高压钠灯的光度输出会跟随电流波形变化而改变，因而会出现闪烁的情况。高压钠灯包括光源、电器附件（主要是镇流器、触发器）和灯具，钠灯用于路灯平均寿命24000h。

（2）LED灯：LED显色性好，多采用白光。LED路灯光效高，大约100120lm/W。采用恒流源的方式供电，与电压的波动无关。LED芯片虽说寿命很长，理论能达到50000h。但由于封装后的温度，散热等诸多因素大大影响灯具的寿命，故要保证LED灯具的使用寿命，应选用正规厂家的产品。

（3）陶瓷金卤灯：输出光谱为接近太阳光的自然白光，光效在2800~4500lm/W，显色指数高Ra>80。光源尺寸小，便于进行灯具设计，可产生比较合理的配光。中问视觉效应使陶瓷金卤灯的实际光效更高，可达到95~1101m/W。寿命在15000~30000h。黄色光谱丰富，透雾性好。高光能维持率：15000h光通维持率在70%。

2.2路灯布置及灯杆安装形式的选择

在照明系统设计的过程中，首先分析道路的断面形式，根据道路宽度，道路所处的环境，以及预期的晚问车流量和人行数量，然后根据这些参数，按照设计标准，确定路灯的布置方式。如果附近有交叉路口、斑马线或者公交车站等，可以对路灯的设置做出合理的调整，避开以上所提的那些设施或者场所。

为进一步加强行车安全度，可在交叉路口的地方强化照明，士曾强驾驶员对外界事物的分辨度，可使用大功率的灯具或者增加路灯量达到这一效果。如果道路周边有商业区或者人流量较大的公园等地方，可以适应照明效果较弱的景观灯，不仅可达到照明效果，还可以对景观具有很好的装饰效果。

一般来说，常规路灯布置主要有单侧布置、双侧对称布置、双侧交错对称布置，中心对称布置等方式。常规灯具的布置方式、安装高度和问距可按CJJ45-2015《城市道路照明设计标准》表5.1.2经计算后确定。如有一条机动车道宽15m的城市次干路，如果路灯采用对称布置，可按H≧1.2Weff。设计路灯安装高度，即9m灯杆，问距S≦3.5H，即31.5m问距。但是这里存在一个误区，规范并不是要求路灯设置的高度和问距必须按照表格所给参数设置，其仅为方便设计人员尽快确定参数进行设计和计算

2.3照明节能控制技术

照明控制除了根据日照时问定时开关灯，宜在主干路、次干路上采用深夜适当降低路面亮度（照度）的节能措施。几种较常用的半夜灯控制方式如下。

2.3.1全半夜灯分回路控制

配电回路采用双回路（电缆）供电，灯具1盏问隔1盏分别接入2条回路，在深夜关闭一半的光源。此种方法适用于路灯采用双侧对称布置的情况，且应交错关闭。优点是控制方式简单直接，可靠性高；缺点是一次投资大（电缆数量翻倍）；关灯后照明均匀度达不到要求。

2.3.2灯具自带降功率控制

高压钠灯通过配置双功率镇流器，LED通过自调节驱动电流来实现，在深夜时段，使光源的光通量减至原来的50%~70%，在不影响安全的前提下，达到有效节能的目的。优点是不需要额外增加设备；缺点是双功率镇流器或调节模块故障率较高。

2.3.3结合单灯监控配置的选择性半夜灯控制

单灯监控系统是利用计算机技术、通信技术，通过远程监控主机实现设备电气主回路/各支路电气参数实时检测、节能控制、远程管理，再通过单灯控制器实现对各个灯具的节能控制。要实现单灯控制完整的组成需要3部分：监控中心的单灯监控软件、各配电柜内分布的单灯监控主机、每盏灯杆内的单灯控制器终端。

目前，常用的单灯监控从通信技术上主要分为电力载波单灯监控和ZigBee单灯监控。电力载波是利用传输电流的电力线作为通信载体，中问无需任何的布线就能实现通讯，且对每一盏进行控制。ZigBee单灯监控通过ZigBee技术实现近距离，低复杂度，低功耗，低速率、低成本的双向无线通讯技术。

采用单灯监控选择性半夜灯控制的优点是针对每一套灯独立控制，降功率运行，问隔关闭均可灵活实现；缺点是需要结合各个城市路灯管理要求建设单灯监控系统。

2.4提高智能照明控制系统利用效率，选择好电源启动设备

通过对信息技术、照明技术、网络基础设施等要素的整合利用，可实现智能照明控制系统的构建。实践中若能将这类系统应用于建筑电气照明方面，可实现对照明设备光照强度、时间导尿管方面的有效调节，避免电能浪费，且能实现对照明设备运行过程的自动化控制，优化这类设备的使用功能。因此，需要在建筑电气照明节能优化设计中提高智能照明控制系统的利用效率。同时，应通过对气体放电光源和电子镇流器相结合方式的考虑，选择好电源启动设备，降低建筑电气照明方面的能耗，高效完成其节能方面的优化设计工作。

结语

道路照明节能是一项推动城市照明技术全面发展和进步的系统工程，其意义重大而深远。目前，我国城市道路照明已步入“绿色照明”新阶段，不少城市道路照明已实现了智能化照明系统代替传统照明系统。

参考文献：

[1]周良，匡泳锦.城市路灯节能在路灯管理中的应用[J].中国战略新兴产业，2018，（36）：41-42.

[2]马慧.城市路灯节能在路灯管理中的应用[J].中国战略新兴产业，2018，（20）：87-88.

[3]王玮坤.城市路灯管理中的路灯节能性研究[J].工程技术研究，2017，（4）：171，174.