1、城市道路绿色照明设计浅析论文摘要“十二五”城市绿色照明规划纲要及贯彻“十二五”城市绿色照明规划纲要实施细则，对城市道路照明提出了绿色照明新的标准，本文讲述城市道路照明设计除应满足城市道路照明设计有关要求，还应进一步按照纲要及实施细则的要求,从电光、电气两个设计角度谈如何实现绿色照明设计，有效提升道路照明质量和节约能源。 关键词道路绿色照明电光设计电气设计 中图分类号：F407.6 文献标识码： A 一、前言 随着建设部“十二五”城市绿色照明规划纲要贯彻落实，及中国市政工程协会城市道路照明专业委员会贯彻“十二五”城市绿色照明规划纲要实施细则，给我们带来了城市绿色照明的依据及发展方向。城市绿色照明
2、是指通过科学的照明规划与设计，采用节能、环保、安全和性能稳定的照明产品，实施高效的运行维护与管理，提升城市的品质，创造安全、舒适、经济、健康的夜环境，体现现代文明的照明。城市道路照明专业属于边缘交叉学科，涉及电光、电气、智能化、建筑等多学科，绿色照明核心是节能，从能量本质上来看，城市道路照明就是将电能转化成光，再如何科学合理配光的一个过程，因而电能转化成光的高效率、科学合理配光是实现绿色照明关键，本文主要从电光、电气两个方面应采用标准及方法对道路绿色设计作一简要分析。 二、电光设计中体现绿色照明 电光设计中需要对光源的光通量，发光强度，显色性，色温，发光颜色及灯具的反射效率，灯具的配光曲线和眩
3、光限制等依据设计目标提出具体要求,通常对电能如何高效率的转换成光能，及如何设计出高效率合理配光的灯具,这部分研发任务一般由专业科研单位及专业厂家来完成，显然高光效、长寿命的光源，更强光学性能的灯具是绿色照明的要求，对于普通道路照明设计人员从光学角度讲，落实到实际设计中就是为达到道路照明设计标准，应采用什么样的节能高效光源及灯具将其发出的可见光科学的分配在需要照明的道路上,满足人们夜间工作生活需要。 1、高光效、长寿命的光源 依据纲要规定，城市照明高光效、长寿命光源的应用率不低于 90%。在满足配光要求的前提下，高压钠灯和金属卤化物灯光源的道路照明灯具的效率不低于 75%，LED 道路照明灯具的
4、系统效能不低于 90lm/W,严禁在新建项目中使用高能耗、低效照明设施和产品，在城市照明中全面淘汰低效、高耗照明产品。 高光效长寿命的光源一般指光效在 75lm/W，寿命在 5000 小时以上的光源，高压钠灯和 LED 都属于高光效光源,现在市场上产品指标都远高于这个标准，因而在设计中我们应在高性能产品中选用高性价比产品。按灯具效率要求，虽然许多非截光型灯具灯具效率大大超过这一标准，但显然对道路照明而言，还要求灯具发出的向下光通量（即可能到达路面的光通量）越大越好,显然纲要对灯具效率的要求是针对截光型或半截光型灯具。 2、可见光的科学分配 道路绿色照明设计应先依据城市道路照明设计标准 ，在确保
5、照度和均匀度及 LPD 等要求的基础上，按照道路结构形式不同及所属类型,分别设计路灯布置方式，高度，悬臂长度，仰角，光源的光通量及灯具的配光曲线，再依据纲要对光源及灯具的选用要求及经济合理性给出明确选用指标。比如：某主干路道路按设计标准先给出采用光通量为 22500lm的 250W 高压钠灯光源方案，这时发现设计方案的其它照明质量指标都符合设计标准，但照明功率密度值超标，这时设计人员通过计算，适当增加灯间距 2 米，同时采用光通量为 30000lm 更高高光效的 250W 的高压钠灯后，各项照明质量指标都符合了设计标准，从本例中可以看出高光效、高效率的光源灯具对绿色照明的重要性，同时也要求设计
6、人员在设计文件中明确给出光源光效和灯具效率的最低限值，让业主方可以结合经济性按最低限值以上的产品进行选购,确保绿色照明工程的质量。 三、电气设计中体现绿色照明 绿色照明设计中电气部分包含：变压器、气体放电灯配套电器的选择，负荷的平衡、供电半径、线缆的截面线径，功率因数补偿方式等。 1、变压器、气体放电灯配套电器的选择 依据纲要规定变压器的选用应通过技术经济比较，优先使用低损耗变压器，提高变压器的负载率和功率因数，配电网实行经济运行方式，缩短供电半径，减少迂回供电，三相负荷平衡，线缆应采用节能型材料，选择合适的截面减少线路电阻以达到降损节电效果；高压钠灯镇流器应采用能效指标能效因数（BEF）达到
7、 GB18574-2004 规定的能效限定值标准的产品，高强度气体放电灯宜配用节能型电感镇流器，150W 及以上的光源慎用电子镇流器，直管形荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器，气体放电必须进行电容补偿，系统功率因数不得小于 0.85。 每台变压器都存在有功功率的空载损失和短路损失，及无功功率的空载消耗和额定负载消耗。因变压器的容量、电压等级、铁芯材质不同，所以上述参数各不相同。因此变压器经济运行就是选择参数好的变压器和最佳组合参数的变压器的运行方式运行。科学合理的选择变压器容量，要考虑一定期限内的远期用电量，避免小马拉大车或大马拉小车情况发生; 单台变压器运行当可变损耗（线圈铜耗）等于不
8、变损耗（铁芯损耗）时，一般负荷系数 0.6约为额定负载 60%左右，为效率最高点,功率因素在 85-95%之间时经济效益最好。 2、负荷的平衡、供电半径、线缆的截面线径 路灯一般采用三相四线方式供电，在正常情况下三相平衡没问题，但在采用相序调整隔灯交错关闭半夜灯分时段控制方式时，极易出现偏相，鉴于这种情况，可以有两种解决方案，一是维持三相四线供电方式不变，在后半夜实施整体降压或单灯变功率调光，按原正常照度和均匀度的情况下降低一个照明等级，来设定降压值及变功率值，同时要防止调压时出现瞬间灭灯现象;二是在设计供电线路时可采用七芯电缆(也可以双电缆)，一芯做零线，其余六芯做相线，其中三线控制整夜灯，
9、三线控制半夜灯，由三线承担的负荷分配给六线承担，相线截面也相应降低,以上两种方法都可达到即节能又负荷平衡的设计目标。 依据设计标准中光学指标确定灯盏数及相应负荷量，再通过负荷量确定工作电流，以此作为经济电流量，确定电缆载面，再确定供电半径，同时应根据道路周边近期需装灯情况，留有一定设计余量，但一定要在合理范围内。在新城区道路照明建设中按此顺序设计一般会达到比较的理想效果，但老城区的道路照明改建中的电源点一般都未有科学规划，线路乱接现象也非常严重，配电网经济运行方式无法实现，因而在老城区改造过程中，一定要根据现场情况，按绿色照明要求进行科学规划设计，从而为配电网实行经济运行打下坚实的基础。 3、
10、功率因数补偿方式 无功补偿方法一般有单灯补偿和集中补偿, 对道路照明用气体放电灯进行单灯补偿时，由于线路电流值的减小而使在低压线路上的电能损耗降低，使电容器的投资在 2 年左右得到全部补偿，而且可以在基建时减少线路贴费、变压器贴费的投资。在用裸铝线架设的架空线路的主干线与引下线连接部位间，因铜铝接头的存在，难于保证接触良好,较容易发生电容器频繁的充放电产生电弧烧伤主干线。所以，宜对电缆线路上的气体放电灯进行单灯补偿，而架空线路上的气体放电灯不宜采用单灯补偿。在分散补偿有困难时，采用集中补偿。 四、结束语 要真正实现城市道路绿色照明，需要有政策的支持，科学的照明规划、设计，优质的工程建设质量，高效率的设施、节能管理措施及管理,以及专业的设计、施工、管理人才队伍建设，每一环节对绿色照明的实现都至关重要，对于从事道路照明专业设计人员，应以绿色照明作为设计理念,努力提高设计质量，为绿色照明助力。 参考文献 （1） CJJ45-2006 城市道路照明设计标准 住建部 (2) “十一五”城市绿色照明工程规划纲要实施细则中国市政协会城市道路照明专业委员会 （3）李铁楠城市道路照明设计 机械工业出版社 2007
