城市道路照明工程的节能设计

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1、城市道路照明工程的节能设计 - 建筑技术 一、城市道路照明工程设计与节能 城市道路照明的目的是为驾驶员和行人创造一个良好的视看 环境，使人们安全、迅速、舒适地到达目的地；以及为了减少对人 身及财产的犯罪行为发生。城市的人行道上一般是行人较多，所以 城市主要道路照明不但要照亮车行道路面，而且还要适当照亮人行 道，而且使半柱面照度达到标准要求，这样有利于迅速发现人或动 物横穿道路等潜在的不安全因素。设计是节能的源头。城市照明工程设计应由专业设计人员进 行，在设计时应严格遵循道路的性质、功能对照相应的照度和能耗 密度标准，确定最节能的布灯间距、光源、供电路线、控制系统等 等。这就要求道路照明工程师不

2、但有良好的职业责任感，较全面的 技术素质，能掌握科学的照明设计方法。设计人员在进行道路照明 设计时，在保证照明的效果，达到城市道路照明的目的前提下，做 到最大限度地节能和节省投资，并降低运行维护费用。二、采取合理的布灯间距 路灯的布灯间距是否适当直接关系到照明的效果。安装间距 对节能尤为重要，尽可能加大安装间距。如采用双侧对称布置，间距 30 米时，每公里 66 个灯，如 250w，按每亮灯 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=456

3、25kwh ，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，布灯间距对节能非常大的意义。三、路灯光源的选择 目前，路灯照明所采用光源的主要类型有：金属卤化物灯、 高压钠灯、白炽灯、紧凑性荧光灯等。在相同的电功率下，高压钠 灯光能量比金卤灯高 40%左右，且钠灯的透雾性能比较好；按照同 样照度标准的道路照明要求，金卤灯光源的电耗多于高压钠灯。因

4、 此高压钠灯在城市道路照明工程中使用非常广泛。随着科学的发展，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 灯可节约 80%的电能，在照明效果上基本也可以取代路灯普遍所采 用的高压钠灯。LED 光源耗电量是高压钠灯的 18.7%，可节约 80%以上的电 能。高压钠灯更换成本和维护费用是 LED 路灯 5 倍。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 光源在城市道路照明方面的广泛应用，必将是大势所趋。四、供电路线设计 路灯工

5、程的特点是线路较长，线路上的电流不一定很大。路 灯配电回路供电半径长一般达 800 米，随灯具与供电端距离的增加， 电压逐渐下降，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。目前国内城市道路照明工程设计中采用的电容补偿方式有两 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。路灯采用的光源，基本是气体放电灯，其功率因数相当低， 一般在 0.400.6，从而使回路电流大，在线路上产

6、生的损耗相当可 观。电容补偿后单灯功率因数不小于 0.80。据测算，对一条道路上 安装的 100 盏 250W 高压钠灯进行电容器无功补偿，将功率因数由 0.44 提高至 0.80，结果供电电流由补偿前的 300A 降低至 141A ，工 作电流下降了大约一半，表明该照明系统通过无功补偿为供电电源 系统腾出了一半的容量空间，使电源设备能够再发挥相当数量的供 电潜能。另一方面，由于照明系统供电线路上减少了一百多安培电流 的徒劳往返，必将大幅减少线路上的电压损耗和功率损耗，同时也 降低了线缆的温升，可谓一举多得。五、控制系统与节能 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

7、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合城市发展。无线监控路灯控制系统应用计算机网络、超短波通讯、数据 传递、大屏幕投影等技术，组成具有无线遥控、遥测、遥讯和数据 信息处理等功能。它实现了在总控制室和各道路分控制站之间，用 数据的形式通过无线电的方式，对各路灯控制箱进行监视、测量和 控制，实现路灯监控的智能化管理。可对大中城市城区路灯进行准 确的遥控开关灯，避免因早开或晚关造成的能源浪费。该控制系统操作回路一般 23 回，分别用作上半夜路灯、 下半夜路灯和其他路灯，每一操作回路可以有多个出线

8、空气断路器。 电缆出线采用道路单侧单独供电(即单回路供电) 的方式，但在接线 方式上采用单侧单条电缆出线的异型接线方式。即其灯杆电缆的接 线方式按照正常的 ABC 排序，但在控制箱内将供给道路两侧的电 缆（分别为上下半夜的电缆）的同一相（如：C 相）电缆芯对换接 线，使之在上半夜灯全部亮，下半夜是一边亮 2P3（即 1 # 、2 # 、4 # 、5 #亮灯） ，而另一边亮 1P3 （即 3# 、6 # 、9 #亮 灯） ，这样在下半夜变压器仍能三相平衡供电，其照度也基本均匀， 因下半夜车辆和行人稀少，能满足行走安全的要求。比如我市的路 灯电费每年大约 500 万元，若采用全夜灯及半夜灯分时段节能控制 方式，也就是在晚上 12 点以后，关闭一半的灯具，每年就可节约电费 125 万元左右。六、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。 城市道路照明工程的节能设计，对提高能源利用效率，减少不必要 的能源浪费，有很重大的意义。参考文献： 1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， （02） 。