城市道路照明節(jié)能措施及節(jié)能效益

1、城市道路照明節(jié)能措施及節(jié)能效益2012年5月第一章 前 言隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，能源問題越來(lái)越成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。照明能耗占我國(guó)用電總量的12%以上，其中城市道路照明又占有非常大的比例，而且隨著城市建設(shè)的發(fā)展和高速公路網(wǎng)的形成，道路照明的作用也更加突出。它們對(duì)保證夜晚行人和行車的安全具有決定性的作用。城市道路照明與公共區(qū)域照明還能有效地防范犯罪、美化城市、促進(jìn)商業(yè)繁榮，在現(xiàn)代城市生活中起到了越來(lái)越重要的作用。為此，世界各國(guó)在道路照明的功能性與節(jié)能方面進(jìn)行深入的研究。目前國(guó)內(nèi)全年的照明耗電量是三峽水利發(fā)電工程全年發(fā)電量能力840億度的兩倍多，可以看出路燈照明的節(jié)能有很大的潛力，可以帶來(lái)相

2、當(dāng)可觀的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。第二章城市道路照明節(jié)能措施一、 道路照明節(jié)能的意義隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，主要為機(jī)動(dòng)車交通和市民出行服務(wù)的城市道路照明也大大加快了前進(jìn)的步伐。在改善城市環(huán)境、提高城市形象的同時(shí)，城市道路照明的耗電量也在快速增長(zhǎng)。根據(jù)“中國(guó)綠色照明工程”的統(tǒng)計(jì)，目前包括城市道路照明和夜景照明在內(nèi)的城市公共照明的年用電量約占全國(guó)總發(fā)電量的3-4%。在我國(guó)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，積極推行節(jié)約能源和節(jié)能減排政策的形勢(shì)下，道路照明節(jié)能已成為節(jié)約電能的一個(gè)不可或缺的環(huán)節(jié)。二、 道路照明的節(jié)能措施道路照明節(jié)能措施可歸結(jié)為設(shè)計(jì)階段的節(jié)能措施、運(yùn)行期間的節(jié)能措施和管理方面的節(jié)能措施三類。（一） 道

3、路照明設(shè)計(jì)階段的節(jié)能措施城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)cjj45-2006版以設(shè)計(jì)強(qiáng)條的形式提出了照明節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)照明功率密度（lpd）限值，設(shè)計(jì)完成時(shí)就要確保實(shí)際能耗低于lpd限值。1. 合理選定照明標(biāo)準(zhǔn)值本文轉(zhuǎn)自：照明標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)低了，照明質(zhì)量就會(huì)下降，不能滿足正常的照明需要；照明標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)高了，既浪費(fèi)電能又造成光干擾和光污染，破壞環(huán)境。所以，設(shè)計(jì)的第一步就是要選定合理的照明標(biāo)準(zhǔn)值。設(shè)計(jì)之初，首先應(yīng)該與道路專業(yè)或者當(dāng)?shù)厥姓ㄔO(shè)管理部門溝通，確定所設(shè)計(jì)道路的等級(jí)，再結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，考慮所在城市的性質(zhì)和規(guī)模，針對(duì)機(jī)動(dòng)車道的寬度、周圍的環(huán)境等確定道路照明標(biāo)準(zhǔn)和合適的照度。若是一般中小城市，根據(jù)城市道路照明

4、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)cjj45-2006的規(guī)定，就可以選擇同一級(jí)道路的低檔值。一般，一條較長(zhǎng)的道路，其路寬及沿路的環(huán)境在各個(gè)路段會(huì)各不相同。可以采用常規(guī)照明標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)道路的直線路段，而對(duì)于像交叉路口或其他事故多發(fā)路段，就應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)提高照明標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)駕駛員的視覺效果，防止事故的發(fā)生。2. 選擇高效照明器材為了減少道路照明能耗，達(dá)到節(jié)能目的，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該挑選效率高、耗能低的光源、燈具和鎮(zhèn)流器。高壓鈉燈以其發(fā)光效率高，節(jié)省能源，壽命長(zhǎng)，性能可靠，維護(hù)費(fèi)用低，黃色燈光透霧性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為道路照明的首選光源。另外，led與太陽(yáng)能、風(fēng)能裝置相結(jié)合的新型綠色照明光源，有可能成為未來(lái)光源的發(fā)展趨勢(shì)。燈具性能對(duì)節(jié)能

5、也是至關(guān)重要的。隨燈具的效率和利用系數(shù)的不同，照射到設(shè)計(jì)路面的光通量也是不同的。要充分利用光源發(fā)出的光通量，達(dá)到節(jié)約電能的目的，就得使用效率和利用系數(shù)比較高的燈具。再有就是鎮(zhèn)流器。在綠色照明工程中，鎮(zhèn)流器是一個(gè)極為重要的光源電器配件。目前，對(duì)于高強(qiáng)度氣體放電光源（100w以上）以電感鎮(zhèn)流器為主，小功率氣體放電光源（40w以下）以電子鎮(zhèn)流器為主，正在大力推廣的是節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器。如果把傳統(tǒng)電感整流器更新為節(jié)能型的，將會(huì)取得可觀的節(jié)能效果，而且在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上都是可行的。3. 優(yōu)化照明設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)，先進(jìn)行照明計(jì)算，當(dāng)確認(rèn)它符合照明標(biāo)準(zhǔn)的要求后，再計(jì)算它是否滿足lpd功率密度限值的要求。符合照明標(biāo)準(zhǔn)要

6、求的方案可能會(huì)有多種，在進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較以后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從中選出先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理又節(jié)約能源的最佳方案。（二） 道路照明運(yùn)行階段的節(jié)能措施除了照明設(shè)計(jì)階段采取的節(jié)能措施，在運(yùn)行過(guò)程中還應(yīng)采取其他節(jié)能措施。1. 深夜降低路面亮度、照度水平同一條道路前半夜車多，對(duì)照度要求高；到了深夜，車輛減少，對(duì)照度水平的要求降低。這時(shí)，可以采取一些措施調(diào)低路面照度，從而達(dá)到節(jié)能的目的。其中，有一種最簡(jiǎn)易的方法，就是在深夜間隔關(guān)閉一部分路燈來(lái)降低路面的照度。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單實(shí)用成本低，缺點(diǎn)是照度均勻度大大降低，不能達(dá)到照明標(biāo)準(zhǔn)要求。故大中城市一般不推薦使用這種方法。另一種辦法比這種關(guān)閉部分燈具的效果好，就

7、是采用雙光源燈具，深夜關(guān)閉同一燈具內(nèi)的一支光源。這種辦法的優(yōu)點(diǎn)是均勻度保持不變，管理也簡(jiǎn)單方便。2. 采用雙功率鎮(zhèn)流器，深夜降低光源功率雙功率鎮(zhèn)流器是一種節(jié)能型的電感鎮(zhèn)流器，它的電感量可以進(jìn)行變換，從而使燈的功率隨之發(fā)生變化。變化次序根據(jù)照明環(huán)境的需要而設(shè)定，即在正常情況下，路燈按設(shè)計(jì)要求在額定功率下運(yùn)行；深夜，行人和車輛很少，路燈不能熄滅，但照度不必很大，而且又要兼顧路面照度均勻性，這時(shí)可以使路燈降功率運(yùn)行。具體方法是變換鎮(zhèn)流器的電感量，增大電感量能使燈功率下降。由于節(jié)能效果明顯（30%以上），又能有效地延長(zhǎng)燈與電器的壽命（兩倍以上），再加上其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠、維修方便，所以雙功率鎮(zhèn)流器頗

8、受歡迎。3. 在變壓器的二次側(cè)安裝路燈節(jié)電器路燈節(jié)能器采用高頻大功率電力電子器件實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)幅；可設(shè)置6時(shí)段以上自動(dòng)控制節(jié)能，而多時(shí)段電壓、節(jié)電率、照度等可由用戶自行設(shè)置調(diào)節(jié)；電壓調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)連續(xù)，每級(jí)調(diào)節(jié)電壓步進(jìn)值不小于1v，調(diào)節(jié)時(shí)燈不閃不滅，無(wú)電網(wǎng)閃斷沖擊；三相獨(dú)立調(diào)節(jié)，能適應(yīng)三相嚴(yán)重不平衡工況。這樣，路燈節(jié)能器能使電壓高度平滑調(diào)節(jié)，燈內(nèi)電弧更穩(wěn)定，降壓調(diào)亮節(jié)能空間更大，節(jié)電率更高，更能極大保護(hù)燈具和延長(zhǎng)燈具的使用壽命，實(shí)現(xiàn)“按需調(diào)亮”，“實(shí)時(shí)調(diào)亮”。4.采用單燈補(bǔ)償，降低線路能量損耗路燈負(fù)荷的分布有規(guī)律而均勻，宜在每盞燈上并聯(lián)補(bǔ)償一個(gè)電容量相應(yīng)的電容器。以400w高壓鈉燈為例，其啟動(dòng)電流為5.

9、6a，正常工作電流為4.5a，原始功率因數(shù)=0.42；在并聯(lián)了50f單燈補(bǔ)償電容器后，其啟動(dòng)電流為2.5a，正常工作電流為2.25a，功率因數(shù)=0.85。可見，補(bǔ)償后的電流比未作補(bǔ)償時(shí)電流減小了50%，功率因數(shù)提高了一倍。單燈補(bǔ)償減少了照明電路的無(wú)功功率，降低了低壓照明線路的電能損耗和電壓損耗，實(shí)現(xiàn)真正的“就地補(bǔ)償”，達(dá)到節(jié)約電能的目的。（三） 道路照明管理方面的節(jié)能措施加強(qiáng)對(duì)路燈設(shè)施的維護(hù)管理也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的重要措施。燈具投入使用后，由于長(zhǎng)期經(jīng)受日曬雨淋以及防護(hù)罩里外塵埃堆積等，會(huì)使燈具透光率下降，光通量減小，造成節(jié)能效率的降低。若能按半年或者一年周期進(jìn)行一次徹底擦拭的話，保持0.65以上的燈

10、具維護(hù)系數(shù)應(yīng)該是沒有問題的。但是，若長(zhǎng)期不進(jìn)行擦拭或擦拭做得不徹底，同時(shí)燈具的防護(hù)等級(jí)又較低的話，其維護(hù)系數(shù)甚至有可能減低到0.30.4。即可以通過(guò)擦拭燈具來(lái)提高光源光通量利用率，這樣就有可能在滿足照明數(shù)量和質(zhì)量要求的前提下，通過(guò)選用功率較小的光源，從而達(dá)到節(jié)能的目的。本文轉(zhuǎn)自：由此可見，制定合理的養(yǎng)護(hù)管理制度，及時(shí)修復(fù)故障燈，定期更換壽命到期、光通量降低的光源，清潔照明器材，也是一項(xiàng)重要的節(jié)能工作。第三章 城市道路照明節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益一、城市道路照明和城市夜景照明 在建設(shè)和發(fā)展城市道路照明和城市夜景照明的同時(shí)，隨之而來(lái)的就是要支付較高的照明綜合費(fèi)用（電費(fèi)和維修、維護(hù)費(fèi)）。而為了降低道路照明的綜合

11、費(fèi)用，許多城市所采取的節(jié)約方式多為傳統(tǒng)的節(jié)能方式關(guān)斷部分照明燈，如“半夜燈”和“斑馬燈”。 城市道路照明所采取的“半夜燈”和“斑馬燈”是不科學(xué)的，這是由于該種節(jié)能方式不但給夜間的行人和車輛造成不便和安全隱患，同時(shí)也會(huì)給城市的治安帶來(lái)隱患。隨著當(dāng)今經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展，應(yīng)當(dāng)采取和利用科技手段，科學(xué)的節(jié)約能源、解決問題，降低城市道路照明的綜合費(fèi)用，逐步取消城市道路照明的“半夜燈”和“斑馬燈”現(xiàn)象，營(yíng)造城市人生活的現(xiàn)代化環(huán)境和經(jīng)濟(jì)繁榮景象。 二、綠色照明工程 在推進(jìn)城市亮化工程的同時(shí)，充分的利用和節(jié)約能耗也越來(lái)越得到各級(jí)政府的廣泛重視。采用先進(jìn)技術(shù)和科技手段，分時(shí)間段對(duì)道路照明系統(tǒng)電壓的調(diào)整、控制，用智

12、能化的控制方式達(dá)到節(jié)約道路照明綜合費(fèi)用的目的（電費(fèi)和維修費(fèi)用），與城市的亮麗工程并不矛盾，相反還可將節(jié)約的大筆資金再投入其他的城市建設(shè)及城市亮化工程項(xiàng)目中去。 早在90年代初，發(fā)達(dá)國(guó)家就已經(jīng)廣泛的使用了智能照明調(diào)控系統(tǒng)，來(lái)降低城市照明的費(fèi)用支出。國(guó)家發(fā)改委、建設(shè)部、國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局已在2000年下發(fā)了223號(hào)文件關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)中國(guó)綠色照明工程的意見的通知，提出推廣節(jié)能、高效的照明燈具和智能照明調(diào)控系統(tǒng)，深入開展綠色照明節(jié)能工作。 三、城市的道路照明現(xiàn)狀 據(jù)調(diào)查，各城市道路照明的平均時(shí)間為11.5小時(shí)，而晚22點(diǎn)后，道路上車少人稀，即便是繁華街道，午夜24點(diǎn)至清晨6點(diǎn)，道路上也已罕見行人和車輛

13、，而在低交通流量的道路上仍然保持原照明的亮度，不能按需調(diào)控，顯然是白白的耗費(fèi)資金。四、智能照明調(diào)控技術(shù) 智能照明調(diào)控技術(shù)是采用當(dāng)今國(guó)際上流行的電腦智能控制路燈節(jié)能技術(shù), 不同于國(guó)內(nèi)目前一般的可控硅斬波和自耦降壓的技術(shù)。它充分考慮了城市道路照明的實(shí)際狀況，依據(jù)人體工程學(xué)中的視覺理論，采用現(xiàn)代控制論中的最優(yōu)控制方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)路燈電壓及照度的動(dòng)態(tài)智能化管理，即tpo管理(time時(shí)間place地點(diǎn)occasion場(chǎng)合)。此項(xiàng)技術(shù)的基本思路就是：在繁忙的時(shí)段，控制路燈保持原設(shè)計(jì)的照度，接近午夜時(shí)分，道路上人少車稀時(shí)，開始自動(dòng)調(diào)整電壓，通過(guò)對(duì)用電電壓的智能控制，減少后半夜因城市整體的用電減少所引起的電壓

14、偏高而造成的大量電能浪費(fèi)。它的主要優(yōu)點(diǎn)就是：在調(diào)整電壓的同時(shí)大幅降低了電耗，節(jié)約有功電耗達(dá)30%以上，也就是說(shuō)；能節(jié)約電費(fèi)達(dá)30%。 再則，現(xiàn)有的道路照明的路燈大多使用的是高壓鈉燈，其設(shè)計(jì)壽命為20000小時(shí)(45年)。但是由于許多地區(qū)的電網(wǎng)波動(dòng)嚴(yán)重，有些甚至超過(guò)額定電壓的15%，特別是在后半夜，由于電負(fù)荷減少使得電網(wǎng)電壓有時(shí)接近237v245v，致使路燈燈泡的實(shí)際使用壽命大大縮短，一般為11.5年。更換燈具勞動(dòng)工作量大，而且易發(fā)生危險(xiǎn)和工傷事件，造成維護(hù)費(fèi)用居高不下。 在德國(guó)，美國(guó)這些耗電大國(guó)，此類技術(shù)也得到了政府的大力扶持和推廣，智能照明調(diào)控技術(shù)的控制過(guò)程是：通過(guò)測(cè)取城市道路車輛及行人的“

15、時(shí)間車輛(人)”統(tǒng)計(jì)規(guī)律，獲取相應(yīng)的照度調(diào)整率，依此來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的控制程序，根據(jù)照度調(diào)整率，從某一時(shí)刻開始，平滑地對(duì)路燈輸入電壓進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，使路燈輸入電功率與實(shí)際照度要求達(dá)到最佳匹配，不僅節(jié)約了電能，而且穩(wěn)定了電壓，延長(zhǎng)了路燈的使用壽命，達(dá)到了雙重意義上的節(jié)能。 五、經(jīng)濟(jì)效益可行性分析 為更加具體的闡述各種照明節(jié)能方式的優(yōu)、缺點(diǎn)，以及實(shí)際產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益。我們?cè)诒本┑某鞘械缆分?選擇一條已經(jīng)采用了一臺(tái)容量為60kva的智能照明節(jié)能裝置的路段，進(jìn)行全面的實(shí)事求是的分析,目的就是為了向廣大用戶宣傳和推廣此項(xiàng)先進(jìn)的道路照明節(jié)能技術(shù),并且使用戶在此項(xiàng)技術(shù)中長(zhǎng)期得到收益。 該路段總負(fù)荷為40kw，按全年

16、路燈照明時(shí)間計(jì)算，平均每天為11.5小時(shí)。而該路段照明系統(tǒng)的電壓高于額定電壓的10%之多（電工學(xué)原理：電壓升高10%，功率升高21%）。該路段的電費(fèi)為0.6元/度，而道路照明的維修費(fèi)是總電費(fèi)的30%,因此只此一條40kw的路段，管理處全年就要支付不低于158464元照明綜合費(fèi)用。 計(jì)算方式： 電 費(fèi) 40kw11.5小時(shí)1.21365天=203159kw0.6元=121895.4元 維 修 費(fèi) 121895.430%=36568.6元 綜合費(fèi)用 121895.4元+36568.6元=158464元 該路段的管理處為了減低道路照明的綜合費(fèi)用，也曾經(jīng)考慮了幾種節(jié)能方案，其中包括傳統(tǒng)的“半夜燈”方式

17、、“斑馬燈”方式和安裝智能照明調(diào)控裝置的方式，而用戶通過(guò)計(jì)算和對(duì)城市道路的綜合考慮，最后采用了安裝智能照明調(diào)控裝置這一科學(xué)的方式，一次性投入，長(zhǎng)期收益。 各種節(jié)能方式的節(jié)能比率的分析： 1、“半夜燈”方式： 前半夜照明時(shí)間為6小時(shí)，后半夜關(guān)燈，節(jié)約綜合費(fèi)用比率為47%。 計(jì)算方式： 電 費(fèi) 40kw6小時(shí)1.21365天=1059960.6元=63597.6元 維 修 費(fèi) 63597.6元30%=19079.28元 綜合費(fèi)用 63597.6元+19079.28元=82676.88元與采用此節(jié)能方案所節(jié)約綜合費(fèi)用比率： 158464元-82676.88元158464元100%=47% 此方法雖然

18、節(jié)電率達(dá)到47%，但這會(huì)造成后半夜整條道路漆黑一片，非常不利于城市形象、交通安全和社會(huì)治安。 2、“斑馬燈”方式： 也就是隔一個(gè)亮一個(gè)燈。全夜“斑馬燈”方式，節(jié)約綜合費(fèi)用比率為50%，后半夜“斑馬燈”方式，節(jié)約綜合費(fèi)用比率為26%。 計(jì)算方式： 電 費(fèi) (40kw6小時(shí)1.21365天)+(40kw5.5小時(shí)1.212365天)=154577.50.6元=92746.5元 維 修 費(fèi) 92746.530%=27823.95元 綜合費(fèi)用 92746.5元+27823.95元=120570.45元 與采用此節(jié)能方案所節(jié)約綜合費(fèi)用比率： 158464元-120570.45元158464元100%=2

19、3% 采用這種方法，雖然也有一定的節(jié)電率，但這不僅導(dǎo)致了路面照度分布不均，給治安及交通安全埋下了隱患，而且不能避免后半夜電網(wǎng)電壓的升高對(duì)路燈壽命的減損，因此不能稱作是真正意義上的節(jié)能。 3、采用在照明系統(tǒng)上安裝智能照明調(diào)控裝置的方式： 該設(shè)備具有軟啟動(dòng)、穩(wěn)壓、節(jié)能功能，用戶可根據(jù)道路照明的現(xiàn)狀，科學(xué)的設(shè)定節(jié)能時(shí)間和節(jié)能比率。 前半夜18點(diǎn)22點(diǎn)為正常照明時(shí)段，設(shè)備通過(guò)軟啟動(dòng)工作過(guò)程將燈具的啟揮電壓從200v緩慢的上升到220v額定電壓，上升時(shí)間一般為2分30秒（也可由用戶根據(jù)自己的照明燈具而定），電壓上升到220v以后，設(shè)備將一直運(yùn)行在穩(wěn)壓狀態(tài)直至22點(diǎn)。22點(diǎn)5點(diǎn)設(shè)備將工作在節(jié)能狀態(tài)，由22

20、0v的額定電壓緩慢的下降到190v185v后穩(wěn)定工作（節(jié)能電壓可根據(jù)需要在220v負(fù)25%之內(nèi)由用戶自行選定），此時(shí)功率下降30%，是原功率的70%。因此，節(jié)約綜合費(fèi)用比率為26%。 計(jì)算方式： 電 費(fèi) (40kw4小時(shí)365天)+( 40kw7.5小時(shí)0.7365天)=1350500.6元=81030元 維 修 費(fèi) 8103030%=24309元 綜合費(fèi)用 81030元+24309元=105339元與采用此節(jié)能方案所節(jié)約綜合費(fèi)用比率： 158464元-105339元158464元100%=33% 我們最初對(duì)用戶承諾的節(jié)電比率為33%，維修費(fèi)50%。而在智能照明調(diào)控裝置投入運(yùn)行后的實(shí)際測(cè)量得到

21、的節(jié)電數(shù)據(jù)為36.3%，也就是說(shuō)實(shí)際的比計(jì)算值節(jié)約的還高?，F(xiàn)在我們?nèi)砸栽摴?jié)能方式所節(jié)約的綜合費(fèi)用比率33%與其他幾種節(jié)能方式相比。 綜合分析及投資回報(bào) 該路段管理處根據(jù)計(jì)算即：使用智能照明調(diào)控裝置的方式降低綜合費(fèi)用為33%，有些可達(dá)50%；使用“半夜燈”方式降低綜合費(fèi)用為47%；使用全夜“斑馬燈”方式降低綜合費(fèi)用為50%，而使用后半夜“斑馬燈”方式所降低綜合費(fèi)用為23%。 并且針對(duì)各種節(jié)能方式的照明效果進(jìn)行分析；“半夜燈”方式導(dǎo)致后半夜該路段漆黑一片，此種節(jié)能方式雖不用再投資，但代價(jià)是，不但給夜間的行人和車輛造成不便和安全隱患，同時(shí)也會(huì)給城市的治安帶來(lái)隱患。 而全夜“斑馬燈”和后半夜“斑馬燈”

22、方式會(huì)造成該路段的照明出現(xiàn)“死角”，由于路燈一般間隔30米最大間隔為50米，而隔一個(gè)亮一個(gè)，中間間隔60米甚至到100米，這種黑亮相間的“斑馬”現(xiàn)象，尤其對(duì)汽車駕駛的視覺感官非常不利，該路在設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)就已經(jīng)考慮了此種節(jié)能方式，也不用再投入，但這種節(jié)能方式違背了城市道路照明發(fā)展的方向，同時(shí)造成了行人和汽車駕駛員對(duì)該路段照明方式不滿意。 與此同時(shí)，管理處也考慮過(guò)采用節(jié)能燈的方式，但管理處的技術(shù)人員根據(jù)節(jié)能燈的特性；節(jié)能燈所發(fā)出的光為刺眼的白光，無(wú)法與道路照明中通常使用的鈉燈的柔光相比，而鈉燈的最大發(fā)光效率為最佳，是130lm/ww，且節(jié)能燈的壽命也有待于提高，而將原來(lái)的鈉燈更換為節(jié)能燈同樣需要改造

23、費(fèi)用。不如一次性投入智能照明節(jié)能設(shè)備，按投資回報(bào)期計(jì)算，在一年半左右收回成本，事實(shí)也是如此！ 用戶在采用智能照明節(jié)能裝置近兩年中，不但節(jié)約了很大一部分綜合費(fèi)用，方便了行人和車輛的行駛，而且在產(chǎn)品的技術(shù)性能和質(zhì)量方面得到了用戶的好評(píng)，并在該管理處所管轄的其他路段上逐步采用智能照明調(diào)控裝置，達(dá)到全路段節(jié)能的目標(biāo)。 其他收益 智能照明調(diào)控系統(tǒng)為照明設(shè)備提供各種自動(dòng)化控制功能，通過(guò)電腦控制和管理軟件實(shí)現(xiàn)無(wú)故障智能化和無(wú)人值守，提高安全可靠性，實(shí)現(xiàn)城市照明智能化管理。 智能照明調(diào)控系統(tǒng)可平均延長(zhǎng)燈具壽命2倍以上，大量減少了燈具損耗，節(jié)省了燈具的購(gòu)置費(fèi)和更換工程費(fèi)及維護(hù)費(fèi)等。另外，也減輕了維護(hù)人員的勞動(dòng)量

24、。更重要的是，在很多場(chǎng)所，燈具更換有很大的難度和危險(xiǎn)性，工傷事件時(shí)有發(fā)生，燈具壽命的延長(zhǎng)可大大降低這種危險(xiǎn)的發(fā)生。 更深遠(yuǎn)意義在于，通過(guò)節(jié)約可觀的電能消耗，就可以有效的減少火力發(fā)電廠（2002年火力發(fā)電占我國(guó)年總發(fā)電量的81.83%）對(duì)大氣co、so、no和粉塵、灰渣的排放量，減少污染，保護(hù)環(huán)境。根據(jù)以上的初步計(jì)算，結(jié)合市的市政照明的具體情況；全市年電費(fèi)為2000萬(wàn)、年維修維護(hù)費(fèi)600萬(wàn)計(jì)算，可節(jié)約電費(fèi)600多萬(wàn)、節(jié)約維修維護(hù)費(fèi)300萬(wàn)，全年總節(jié)約的綜合費(fèi)用900萬(wàn)。采用智能照明調(diào)控設(shè)備對(duì)全市路燈系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，雖然先期需要一些投資，但一般在一年半左右就可收回全部投入。此項(xiàng)目在市政照明智能調(diào)

25、控、設(shè)備保護(hù)、降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用等方面都是非常理想的投資。無(wú)論從節(jié)能環(huán)保，還是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的角度看，此項(xiàng)投資都具有長(zhǎng)遠(yuǎn)而深刻的實(shí)際意義。第四章 道路照明節(jié)能設(shè)計(jì)措施一、根據(jù)道路等級(jí)合理地確定照明標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)道路等級(jí)合理地確定各級(jí)道路照明標(biāo)準(zhǔn)，從而合理地確定燈桿高度及燈桿間距、光源功率等主要設(shè)計(jì)參數(shù)。各級(jí)道路照明標(biāo)準(zhǔn)可參考表1（機(jī)動(dòng)車交通道路照明標(biāo)準(zhǔn)值）確定。表1 機(jī)動(dòng)車交通道路照明標(biāo)準(zhǔn)值級(jí)別道路類型路面亮度路面照度眩光限制閾值增量t1(%)最大初始值環(huán)境比sr最小值平均亮度lav(cd/m2)總均勻度uo最小值縱向均勻度ul最小值平均照度eav(lx)維持值均勻度ue最小值快速路、主干路1.5/2.0

26、0.40.720/300.4100.5次干路0.75/1.00.40.510/150.35100.5支路0.5/0.750.48/100.315注: 1 表中所列的平均照度僅適用于瀝青路面。若系水泥混凝土路面，其平均照度值可相應(yīng)降低約30%。根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)附錄a給出的平均亮度系數(shù)可求出相同的路面平均亮度，瀝青路面和水泥混凝土路面分別需要的平均照度。 2 計(jì)算路面的維持平均亮度或維持平均照度時(shí)應(yīng)根據(jù)光源種類、燈具防護(hù)等級(jí)和擦拭周期，按照本標(biāo)準(zhǔn)附錄b確定維護(hù)系數(shù)。 3 表中各項(xiàng)數(shù)值僅適用于干燥路面。 4 表中對(duì)每一級(jí)道路的平均亮度和平均照度給出了兩檔標(biāo)準(zhǔn)值，“/”的左側(cè)為低檔值，右側(cè)為高檔值。二、合理

27、選擇照明方式道路照明設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)道路和場(chǎng)所的特點(diǎn)及照明要求確定照明方案。常規(guī)照明燈具的布置可分為單側(cè)布置、雙側(cè)交錯(cuò)布置、雙側(cè)對(duì)稱布置、中心對(duì)稱布置和橫向懸索布置五種基本方式。采用常規(guī)照明方式時(shí)，應(yīng)根據(jù)道路橫斷面形式、寬度及照明要求進(jìn)行選擇，并應(yīng)符合下列要求（一） 燈具的懸挑長(zhǎng)度不宜超過(guò)安裝高度的1/4，燈具的仰角不宜超過(guò)15；（二） 燈具的布置方式、安裝高度和間距可按表2經(jīng)計(jì)算后確定。表2 燈具的配光類型、布置方式與燈具的安裝高度、間距的關(guān)系配光類型截 光 型半 截 光 型非 截 光 型布置方式安裝高度h(m)間距s(m)安裝高度h(m)間距s(m)安裝高度h(m)間距s(m)單側(cè)布置hweff

28、s3hh1.2weffs3.5hh1.4weffs4h雙側(cè)交錯(cuò)布置h0.7weffs3hh0.8weffs3.5hh0.9weffs4h雙側(cè)對(duì)稱布置h0.5weffs3hh0.6weffs3.5hh0.7weffs4h注: weff為路面有效寬度(m)。5三、合理選用光源光源節(jié)能主要取決于它的發(fā)光效率，但光源的選用不能單純從光效出發(fā)，而應(yīng)根據(jù)顯色指數(shù)、使用壽命、啟動(dòng)特性等綜合考慮，合理運(yùn)用。而光源的選擇直接影響到照度及照明功率密度值（lpd）,要同時(shí)滿足新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照度和照明功率密度值的要求，就必須對(duì)照明設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)正確的計(jì)算。道路照明系統(tǒng)應(yīng)積極推廣高壓鈉燈、金屬鹵化物燈；庭院燈應(yīng)積極推廣使用緊湊

29、型熒光燈；在特定場(chǎng)合可用無(wú)極燈、半導(dǎo)體發(fā)光二極管(led)燈等。各種光源的適用場(chǎng)所：在快速路、主干路、次干路和支路宜采用高壓鈉燈；在市中心、商業(yè)中心等對(duì)顏色識(shí)別要求較高的機(jī)動(dòng)交通道路、商業(yè)區(qū)步行街和人行道路宜采用金屬鹵化物燈；庭院燈宜采用緊湊型熒光燈；對(duì)新型光源(如無(wú)極燈、半導(dǎo)體發(fā)光二極管(led)、可再生能源燈具等)可在試點(diǎn)成熟的基礎(chǔ)上予以應(yīng)用 4。四、結(jié)合工程實(shí)際選用高光輸出比的燈具燈具的選擇應(yīng)滿足使用功能和照明質(zhì)量的要求，便于安裝維護(hù)且長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用低。具體應(yīng)考慮：（一）光學(xué)特性，如配光曲線、眩光控制等；（二）經(jīng)濟(jì)性，如燈具效率、初始投資及長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用等；（三）特殊的環(huán)境條件，如空氣中酸堿

30、等腐蝕性氣體含量較高的地區(qū)或場(chǎng)所宜采用耐腐蝕性能好的燈具；不方便埋設(shè)電纜時(shí)可采用太陽(yáng)能供電的燈具；（四）燈具的外形應(yīng)與環(huán)境相協(xié)調(diào)6。燈具性能對(duì)節(jié)能至關(guān)重要，衡量燈具優(yōu)劣的主要參數(shù)是燈具光輸出比。燈具光輸出比是說(shuō)明燈具對(duì)光源光通的利用程度。燈具的光輸出比總是小于1，越接近1說(shuō)明燈具對(duì)光源的利用率越高。在選擇燈具時(shí)，首先要滿足光強(qiáng)分布和眩光限制的要求，在此前提條件下再選擇燈具效率高的產(chǎn)品(70%)；實(shí)際使用中加強(qiáng)燈具的清潔和維護(hù)，按不同的環(huán)境狀況，每半年或一年進(jìn)行一次徹底清洗，保持0.65以上的維護(hù)系數(shù)；在保證平均亮度和均勻度的前提下，路燈的燈間距可以適當(dāng)增大，通過(guò)合理的配光燈間距可以增加30%左

31、右 4。 五、合理選用燈具附件（一）推廣使用電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感整流器和變功率整流器電子鎮(zhèn)流器具有效率高、功率因數(shù)高、無(wú)頻閃、無(wú)噪聲和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，用電子鎮(zhèn)流器替代傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器可節(jié)電20%30%。由于氣體放電燈具有負(fù)伏安特性，而在高頻狀態(tài)下變?yōu)檎蔡匦?，使燈泡能正常啟?dòng)。與電感式鎮(zhèn)流器比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)：電感式鎮(zhèn)流器自身能耗為燈泡的10%15%，電子鎮(zhèn)流器本身能耗極低，并且有恒功率輸出的特點(diǎn)。如果把傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器更新為節(jié)能型的，也會(huì)取得可觀的節(jié)能效果。表4 普通電感鎮(zhèn)流器與節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器的功耗比較表燈功率(w)鎮(zhèn)流器功耗占燈功率百分比(%)節(jié)電率(%)普通電感節(jié)能型電感100152011

32、4915015181236250141810484001214935變功率鎮(zhèn)流器是通過(guò)一定時(shí)控制器(一般在路燈開燈后46小時(shí))，在路燈回路串入一附加鎮(zhèn)流器，將燈泡功率降下來(lái)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。使用變功率鎮(zhèn)流器會(huì)使路面平均照度下降30%，但均勻度仍保持不變，在后半夜車流、行人較少時(shí)，對(duì)使用功能不會(huì)有明顯影響，如果考慮到后半夜電源電壓上升的因素，路面照度的下降還會(huì)小些。但變功率鎮(zhèn)流器體積比常規(guī)鎮(zhèn)流器要大，如燈具電器室如果較小的話，安裝就會(huì)有困難。（二）進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償對(duì)路燈照明電路進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，可采用單燈補(bǔ)償和集中補(bǔ)償兩種方式。單燈補(bǔ)償就是在每盞燈上并聯(lián)一個(gè)電容量適當(dāng)?shù)碾娙萜鬟M(jìn)行補(bǔ)償，既減少照明電路

33、的無(wú)功功率，也能降低低壓照明線路上的電能損耗和電壓損耗。同時(shí)，因?yàn)榫€路電流降低，可選用較小截面的導(dǎo)線。單燈補(bǔ)償?shù)慕?jīng)驗(yàn)值：250w、400w 高壓鈉燈補(bǔ)償電容器電容值分別為32f 、45/50f10。集中補(bǔ)償是將電容集中裝在配電裝置中，其優(yōu)點(diǎn)是安裝簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，利用率高，缺點(diǎn)是不能減少低壓線路上的電壓損耗和電能損耗，只能對(duì)電網(wǎng)起無(wú)功補(bǔ)償作用；另外，必須加裝放電設(shè)備。目前大部分燈具廠家在燈具上已經(jīng)做到單燈補(bǔ)償，集中補(bǔ)償可在低壓側(cè)集中補(bǔ)償以提高變壓器效率。六、利用照明軟件進(jìn)行計(jì)算校驗(yàn)在確定了道路照明等級(jí)、照明方式、燈具之后可利用照明軟件進(jìn)行計(jì)算校驗(yàn)，對(duì)初選的照明方案進(jìn)行調(diào)整。照明計(jì)算軟件對(duì)于照明設(shè)

34、計(jì)師而言, 才是真正意義上的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。照明計(jì)算軟件作為一種專業(yè)軟件, 往往由一些知名的或有相當(dāng)實(shí)力的燈具廠商針對(duì)自己的產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā), 如philips 的calculux；lithonia lighting 的visual, siteco等11。由于這些軟件專業(yè)性強(qiáng), 對(duì)于非開發(fā)人員來(lái)說(shuō)不易掌握, 因此, 目前被較為廣泛使用的照明計(jì)算軟件當(dāng)數(shù)dialux 和agi32 了。dialux 是由德國(guó)的dial 公司進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì), 目前主要應(yīng)用于歐洲。近些年, dialux 已進(jìn)入中國(guó)的市場(chǎng), 目前已有中文簡(jiǎn)體版本, 由于其免費(fèi)的策略已有很多國(guó)人在使用。而agi32 正式版費(fèi)用較為昂貴, 在澳

35、洲和美國(guó)的一些大學(xué)里較為普及, 僅限于英文版本,國(guó)內(nèi)使用者較少8。此外國(guó)內(nèi)照明計(jì)算軟件有廣東東松三雄電氣有限公司于2006年推出的litecalc照明設(shè)計(jì)軟件。litecalc軟件具有專業(yè)操作功能，計(jì)算速度快、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、中文操作界面、容易操作，數(shù)據(jù)分析表現(xiàn)直觀、易懂的特點(diǎn)；可滿足設(shè)計(jì)人員對(duì)照明設(shè)計(jì)計(jì)算的需求。該軟件可廣泛用于室內(nèi)外工程、專業(yè)體育場(chǎng)館、戶外建筑泛光，景觀及園林、道路、隧道等工程的照度計(jì)算等用途。設(shè)計(jì)師也可隨意查詢?cè)摴镜臒艟吖鈱W(xué)參數(shù)等資料。軟件和參考資料可在dialux 、agi32 和litecalc三款軟件都可進(jìn)行道路照明計(jì)算。通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算可以更加直觀、準(zhǔn)確、合理的確定理想

36、的照明方案，減少了盲目的增加燈具功率從一味追求高照度、高亮度設(shè)計(jì)誤區(qū)中解放出來(lái)，達(dá)到節(jié)能的目的。七、合理劃分配電回路、正確選擇變壓器容量（一）合理劃分配電回路、采用先進(jìn)的控制方式；保證負(fù)荷三相平衡隨著工業(yè)控制、微電子、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，促進(jìn)了照明控制技術(shù)的的飛速發(fā)展，照明控制范圍也越來(lái)越大，其控制功能和和性能越來(lái)越強(qiáng)大。照明控制系統(tǒng)也已經(jīng)從集中控制方式發(fā)展到現(xiàn)場(chǎng)總線式結(jié)構(gòu)。在繁華區(qū)域的街道和景觀照明可以采用諸如dynalite照明控制系統(tǒng)和c-bus照明控制總線。一般道路可在確保功能和效果的前提下，合理調(diào)整亮燈數(shù)量和時(shí)間。設(shè)計(jì)中應(yīng)合理劃分配電回路，全面推廣半夜燈，主次干道實(shí)行雙回路供電，分

37、全夜燈回路和半夜燈回路。在供電方式上，可以采用單相方式，也可以采用三相方式。如果以單相方式損耗值為100%，則三相平衡的方式為其16.7%。三相負(fù)荷的不平衡度會(huì)增加其線路損耗。因此，盡量保持負(fù)荷的三相平衡也能起到節(jié)能效果9。如果三相所帶負(fù)載的大小相差太大，會(huì)造成三相電流的不平衡。情況嚴(yán)重的，會(huì)造成通過(guò)中性線的電流增大，由于中性線的截面積一般比相線截面積小，其承載負(fù)荷的能力較小，長(zhǎng)時(shí)間在三相電流的不平衡狀態(tài)下工作，中性線會(huì)發(fā)熱，產(chǎn)生比較高的溫度，成為隱蔽狀態(tài)下的電氣故障和電器火災(zāi)，這是非常危險(xiǎn)的。在設(shè)計(jì)階段應(yīng)充分考慮到三相負(fù)荷的平衡，核對(duì)檢查每一回路的燈具數(shù)量，按照具體的要求系統(tǒng)地規(guī)劃配電線路的

38、承載負(fù)荷量，合理分配每一單相回路的負(fù)荷，使三相趨于平衡，確保在以后的使用中，不出現(xiàn)問題。此外在中性線選擇上也可以考慮選擇等截面電纜從根本上解決因三相負(fù)荷嚴(yán)重失衡出現(xiàn)電氣事故和電氣火災(zāi)。（二）正確選擇變壓器容量供配電系統(tǒng)的損耗，主要由變壓器損耗、配電線路損耗以及開關(guān)儀表電氣元件損耗組成。其中變壓器和配電線路的損耗，約占供配電系統(tǒng)總損耗的95%以上，而配電裝置中，各種開關(guān)儀表電氣元件的損耗，所占比例不超過(guò)5%，所以，降低變壓器及配電系統(tǒng)損耗是提高供電效率、節(jié)約能源的關(guān)鍵。保持變壓器在高效率下工作，是減少變壓器損耗的基本手段。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷大小，合理選擇變壓器容量，使其運(yùn)行過(guò)程中保持較高的效率，從而可以

39、節(jié)省電能。采用高效率的變壓器，可以節(jié)約電能，如配電變壓器的空載損耗60年代初的st型變壓器是70年代初期產(chǎn)品s1型變壓器的1.32倍，s1系列又比s6系列的大約小14%，而90年代后期以前應(yīng)用的s7系列變壓器又比s6系列的小45%，90年代末國(guó)家推廣使用的s9系列變壓器的空載損耗和負(fù)載損耗更小。目前，一種非晶合金的變壓器，成為最節(jié)能的變壓器，其空載損耗比普通變壓器下降80%，起到了很好的節(jié)能效果。第五章 道路照明節(jié)能改造案例以某市一條道路為例：總長(zhǎng)5公里,現(xiàn)用500套高12米的雙頭路燈,每套路燈的光源是250w的金鹵燈及400w的鈉燈各一盞,現(xiàn)在地面照度是25-40lux?，F(xiàn)光源每套400w鈉

40、燈的價(jià)位是：380元/只；每套250w的金鹵燈的價(jià)位是：257元/只。現(xiàn)在地面照度是25-40lux?，F(xiàn)存在的問題是：地面視覺昏暗,容易出交通事故。 依據(jù)以上某市該條道路目前的照明設(shè)計(jì)方案,本著“選取技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理又節(jié)約能源”的原則,本期光源論壇邀請(qǐng)部分“節(jié)能聯(lián)盟”單位為該條路設(shè)計(jì)道路照明的改造方案 改造建議 led照明是21世紀(jì)世界最先進(jìn)的節(jié)能、環(huán)保光源,它具有長(zhǎng)壽命、低能耗、無(wú)頻閃、啟動(dòng)無(wú)大電流、無(wú)污染的特點(diǎn),它在同樣照度的情況下,比白熾燈節(jié)能90%,比熒光燈、高壓鈉燈節(jié)能50%,隨著led亮度的不斷提高,節(jié)能效果更加顯著,采用led照明來(lái)替代傳統(tǒng)光源,以達(dá)到節(jié)能減排的目的,特別是道路

41、照明采用led已是必然的趨勢(shì)。依據(jù)案例內(nèi)容,建議采用led的路燈改造方案雙燈頭采用一高一低方式,12米高度采用150w led路燈,行人道側(cè)7-8米高度采用50w led路燈,兩個(gè)燈頭合計(jì)光源功率200w。因?yàn)閘ed燈光穿透力強(qiáng)、顯色性高,它的顯色性在80%以上,而鈉燈和金鹵燈的顯色性小于60%,相差20%以上,使眼睛視覺清晰度增加了20%,因此亮度基本與250w和400w傳統(tǒng)燈相差不大,但耗電可以大大減少。依據(jù)案例內(nèi)容,使用500只雙燈頭路燈,led路燈與傳統(tǒng)路燈的比較：按上表計(jì)算：led路燈投入共需3350000元,傳統(tǒng)路燈投入共需2000000元,led路燈多投入135萬(wàn)元,但年節(jié)約電費(fèi)702260元,1.9年時(shí)間即可收回多投入的成本。實(shí)際使用測(cè)試：測(cè)試對(duì)象：飛利浦 250w高壓鈉燈 大益100w led路燈 測(cè)試條件：垂直高度15米處。拍攝條件：自動(dòng)。無(wú)閃光燈。 結(jié)論：由于鈉燈色溫較低,而照度計(jì)對(duì)暖色光比較敏感,照度高于led路燈。而鈉燈的顯色性差,對(duì)比led所照下的光,顯得昏暗,對(duì)于肉眼來(lái)說(shuō),100w的led路燈在視覺上亮一點(diǎn)。綠色照明工程就是實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的重要一項(xiàng)工作