1、1园林照明及配套电气节能设计摘要: 随着城市建设事业的蓬勃发展，人民文化艺术需求日益增长，城市景观照明也日趋完美。功能多样、技术复杂的城市园林光环境也越来越受到城市建设部门的重视和社会的关注。园林景观照明通过技术与艺术的完美结合，为人们创造了优美、和谐、温馨、休闲、娱乐的光环境及令人流连忘返的夜景观。依据国家现行设计规范，根据平时设计采用的方法，介绍了园林景观照明工程电气设计中的供配电系统、线缆敷设，安全保护措施，照明和自动控制系统。 关键词：园林景观照明; 供配电; 安全保护; 自动控制 中图分类号： TU986 文献标识码： A 一、园林设计中对灯光照明的要求 照明可以改变园林的外观,艺术
2、性的照明灯光和色彩,构成动态和静态的光、声、色的景观,更显示出园林景观庭园灯具的小品化、雕塑化、时装化,给大自然环境的点缀。 随着人们思想意识,生活方式的不断改变,灯具、光源、材料、风格与设计方式都发生很大的变化。在选择适宜光源,除了经济因素外还要从整个光环境效果及材料的质感可靠性考虑,还注重自然环境与照明统一性。景观照明巧用 LED 光源就摆脱传统的一路设计。然而专家指出，目前我国的园林照明设计行业仍处在初期发展阶段，不仅缺少专业设计人才和系统的园林照明技术规范，而且缺乏正确的审2美标准和理论基础，绝大多数园林照明工程都是由建筑照明工程师或园林设计师来负责，难以实现园林夜景的预期效果。为此，
3、记者采访了业内部分专家学者，他们表示，目前国内园林照明主要有以下两大问题需要注意。 第一，设备安装有讲究。建筑照明多要求色彩艳丽和亮度高，从而渲染出一种城市的气氛，而目前国内园林照明设计一个突出的问题就是色彩过艳和亮度过高。园林景观照明的可行性包括技术可行性和经济可行性。技术可行性应考虑照明的效果、灯具安装的可靠性、运行的安全性和维护的便捷性。经济可行性应从全寿命周期费用分析，分析园林景观照明系统的建造成本和运行成本，合理选择灯具和照明方式。园林照明设计不是普遍意义上的照亮，而是一种有选择性的装饰性照明，是通过对焦点景物进行戏剧性定向照明，使公园具有与白天自然光照射下完 全不同的景观效果。 第
4、二，灯具选择要得体。目前我国的园林设计普遍存在一种建筑化倾向，在照明设计中则表现为园林设计师不去深入探讨实际的照明效果，却十分热衷于应用豪华而醒目的灯具来提升所谓设计的“档次” 。而另一方面，一些公共绿地使用的灯具又非常简单粗糙，虽然能够满足夜晚照明的基本要求，但白天的景观效果却差强人意，与周围环境十分不协调。实际上，国外成熟的专业园林照明设计无不尽量使灯具隐蔽，避免对主体景物形成干扰，同时开发了大量微型和嵌入式灯具。过高的亮度和过于艳丽的色彩不仅让人觉得庸俗怪异，还破坏了视觉效果，使人失去了对空间立体感和层次感的感知，对主体景物的烘托更是无从谈起。 3二、电气节能设计 1、电气节能设计的原则
5、 （1）适用性原则。就是基于满足创造良好的人工照明环境提供必要的能源，为照明设备运行提供必需的动力，按照用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性等方面的要求，来优化供配电设计，促进电能合理利用。 （2）节约性原则。在电气节能设计中要充分考虑到实际的经济效益，不能盲目增加节能投资。要科学合理的选用节能设备和材料，使节能增加的投资能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。 （3）节能性原则。需要着眼于电气设备自身的电能损耗、变压器的功率损耗、传输线上的电能损耗等方面。采取有效的措施，减少或消除与发挥照明功能无关的消耗。 总之，电气照明节能设计除应把握“满足功能、经济合理、技术先进”的原则，还
6、应考虑照明与环境的协调、安全性、美观艺术性原则。 2、电气节能技术措施 （1）供配电系统的节能设计 供配电系统的节能设计应根据环境的负荷容量、供电距离及分布、用电设备特点等因素合理地设计供配电系统, 做到系统尽量简单可靠, 操作方便。一般宜把变配电所设置在负荷中心, 以缩短配电半径并减少线路损耗, 各段变配电所的低压供电半径均控制在规范的允许值以内,使供电线路的电压损失满足规范的允许值, 减少线路电压损失, 提高了整个电力系统的供电质量及系统运行的经济效益。合理选择变压器的容量4和台数, 实现经济运行并减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。 （2）变压器的节能设计 减少变压器的有功损耗。 变压
7、器的有功损耗1为 P = P0 +2PK(1) 其中,P 为变压器的有功损耗(kW); P0 为变压器的空载损耗(kW); PK 为变压器的短路损耗(kW); 为变压器的负载率。 降低空载损耗。P0 作为变压器的空载损耗又称铁损, 它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成,其值与铁芯材料及制造工艺有关, 与负荷大小无关。 降低负载损耗。PK 是变压器额定负载传输的损耗又称变压器线损, 它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小, 并与负荷率平方成正比。因此在选择变压器时应选用阻值较小的绕组。目前在设计变压器时选择比较多的是 SCB10 型环氧树脂浇注干式电力变压器。该型号变压器在技术上具有节能、安全
8、、环保的优点, 在经济上有运行损耗低、维护简单等优点。与原有的 SCB9 系列相比,其空载损耗减少 10% , 负载损耗减少 5%。 选择适宜的负载率。= S / Sn, Sn 为变压器额定容量 , S 为变压器运行中的实际容量, 由于变压器运行中, 外界负荷经常变化, 所以应采取一段时间内的平均负荷率。从理论上 用微分求极值,在 = 50% 时5每 kW 的负荷 , 此时变压器的能耗最小, 但在 = 50%负载率时仅减少变压器的线损, 并未减少变压器的铁损, 因此也不是最节能的。考虑到变压器初装费、高低压柜、土建投资及各项运行费用, 又要使变压器在使用期内预留适当的容量, 一般变配电所的变压
9、器负载率宜控制在最经济节能的 75%85% 之间。 （3）降低线路损耗 配电线路有电阻, 有电流通过时就会产生功率损耗, 其公式为 P = 3I2R.103(2) 其中, P 为三相输电线路的功率损耗(kW) ; I 为线电流( A) ; R 为线路相电阻() 。 线路长度越长则电阻越大。在具体工程中,要减少线损, 只能尽量减少线路电阻。采取的具体途径有:合理选择低压配电线路的路径。为减少导线长度, 线路尽可能走直线,不走或少走回头路。合理确定变配电所的位置。变压器尽量接近负荷中心,以减少供电半径。增大导线截面。对于线路较长的线路,在按满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定截面的基础上
10、再加大一级导线截面,以减少线路和电阻。这样虽然增加了线路费用,但由于节约能耗而减少了年运行费用, 综合考虑节能经济时是合理的。 （4）提高配电系统的功率因数 功率因数提高了可以减少线路无功功率的损耗,从而达到节能的目的。具体措施有:减少用电设备无功损耗,提高用电设备的功率因数。在设计6中尽可能采用功率因数高的用电设备。用静电电容器进行无功补偿,电容器可产生超前的无功电流, 抵消用电设备的滞后无功电流,从而提高了配电系统的功率因数, 同时又减少了线路的无功电流。在具体设计中采用了分散就地补偿和变配电所集中补偿等方式。 （5）景观照明系统的节能设计 采用新型节能光源: 近年来随着我国电力能源紧缺,
11、 人们节能意识的增强, 各生产厂家不断把新技术新材料运用到新的照明产品中, 照明设计有了向采用绿色、节能、环保、高效、长寿命的灯具光源转变的趋势。景观照明节能设计中宜大量采用高亮度 LED 光源、微波硫灯、彩色数码光管、冷极管、光纤、PAR 型卤化物灯、节能灯等新型节能光源, 具有高光效、高亮度、高显色性、多色调、长寿命等特点，例如新型的照明器光纤灯具，一个光源发生器 150 瓦可带 7 个发光点，可取代 7 个水下灯(水下灯具每套为 80 瓦)，其节能效果明显。 采用智能照明控制系统:景观照明通过先进的智能照明控制系统来实现智能控制, 智能灯光控制台设在智能管理中心, 数字式可编程开关控制器
12、设在灯光控制箱内。通过先进的智能照明控制系统, 可实现良好的节能效果、有效延长了光源的寿命、提高了控制管理的工作效率及实现了多种照明效果。 智能照明控制系统借助各种不同的预设置控制方式和控制元件, 对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理, 实现节能; 智能照明控制系统能成功地抑制电网的浪涌电压, 避免过电压和欠电压对光源的损害, 采用软启动和软关断技术, 避免了冲击电流对光源的损害, 7光源的寿命通常可延长 24 倍;智能照明控制系统采用模块式的自动控制, 照明预置场景的参数以数字式存储在 EPROM 中, 这些信息的设置和更换十分方便, 使景观照明的控制管理和设备维护变得十分简单,
13、 从而提高了管理的工作效率以及减少了维护、管理的费用。 （6）电动机的节能设计 电动机一般都是与暖通、给排水、电梯等专业的设备配套的, 由设备制造厂商统一供应。其节能措施主要贯彻在运行的过程中, 主要措施有: 就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗。减少电机的轻载和空载运行。因为在这种情况下, 电机的效率是很低的。对功率较大的电动机可以采用软启动器。它启动平稳,从启动到运行,其电流变化不超过 3 倍, 可保证电网电压的波动在所要求的范围内,以达到节能的目的。 结语 综上所述，在进行园林景观照明电气设计中，首先要按国家现行规范和规程，要充分考虑环境的基本情况确立和合理、优化的电气设计方案。根据确定的方案来完善整个电气系统的设计。 参考文献 1 供配电系统设计规范, GB50052-98. 2 低压配电设计规范, GB50054-95.
