城市道路照明设计与高效节能

城市道路照明设计与高效节能城市道路照明设计与高效节能 2005 年 广州电力面临近 10 年来最严峻的电源性缺电局面 随着高温天气持续 广州电网最 高供电负荷不断刷新纪录 接近广州电网稳定运行极限 也就是说广州中心区随时会大面积停电 为保广州电网的安全 全社会采取节电措施 广州路灯管理所也从 7 月 21 日开始采取了一系列的节 电措施 1 推迟路灯亮灯时间 20 分钟 提前路灯关灯时间 10 分钟 2 绿化广场的庭院灯 路灯 停供一相 绿化 环境装饰照明退出运行 3 三相供电的路灯停供一相 4 双侧布置路灯的道路 4 车道以下 熄灭一侧路灯 5 光亮工程 亮灯时间调整为 19 30 22 00 并熄灭 光亮工程 中 标志性不明显的部分 但是 上述的节电方法只是临时的应急方法 因为这不仅导致路面照度分布不均 给治安及交 通安全埋下隐患 而且不能避免后半夜电网电压的升高对路灯寿命的减损 因此不能称作是真正意 义上的节能 因为只有 在保证照明效果下的节电 才是科学的 合理的 笔者认为 目前城市照 明存在一些误区 浪费能源 资金 主要反映在以下几方面 1 1 过于追求路面的高亮过于追求路面的高亮 照照 度度 部分路段通过增加路灯排数 加大光源功率等种种办法 大大提高了路面亮 照 度 使平均照 度大于 60Lx 而根据 CIE 的建议和多数国家的标准规范以及汽车驾驶员视觉作业的要求 高速路 主干道路的维持平均亮度最高达到 2cd m2 柏油路面维持平均照度约 30Lx 也就足够了 路面太亮 既浪费能源和资金 又增加光污染和光干扰 2 2 过于注重路灯造型过于注重路灯造型 部分的道路照明过于强调艺术造型 而忽略道路照明应该以功能照明为主 如在六车道的道路 两侧安装兰花 荷花等造型的路灯 乳白色的灯具透光性极差 只好不断增加光源的功率和数量 明明安装一支普通的 400W 就能取得的照明效果 而要用 6 支 250W 才能达到 3 3 忽略灯具的配光性能忽略灯具的配光性能 合理的配光有利于提高路面的平均亮 照 度 确保亮 照 度均匀度和限制眩光符合标准要求 但是现在的城市照明工程从材料采购到施工已按招投标的模式进行 运行管理单位不能直接指定某 只牌子型号的灯具 而对于投资单位来说 价格永远放在第一位 往往使用部分配光性能差的灯具 下面就谈谈如何 在保证照明效果下的节电 1 1 合理确定照明标准和进行照明方案选优 合理确定照明标准和进行照明方案选优 根据城市照明规划 明确各条道路照明标准并按计划实施 避免有些路亮成 银河 有些路 照度不足的现象产生 进行照明设计时应对多种都能符合照明标准的照明方案进行分析比较 从中 选取技术先进 经济合理又节约能源的最佳方案 在建城 2004 204 号 关于加强城市照明管理 促进节约用电工作的意见 文中 亦明确 不论是道路照明设施建设项目还是景观照明建设项目的 设计方案 都应进行充分论证 要按照照明节能设计标准 优先选用通过认证的高效节能产品 禁 止使用低效的照明产品 2 2 推广应用 推广应用 三遥三遥 路灯开关控制系统路灯开关控制系统 对广州 2001 年和 2002 的亮熄灯时间进行比较发现 在同样的照度要求下亮熄灯 同期的亮熄 灯时间最多相差 15 分钟 见表一 所以只根据经纬度和日落日出时间确定亮熄灯时间是不够的 三遥 路灯开关控制系统除了遥控 遥信 遥测功能外 它还可以随时调整路灯的亮熄灯时间 当发现天气变化时 马上调整亮熄灯时间 这样路灯的亮熄灯时间就能恰到好处 表一 亮息灯时间对比 月份二月九月十月十一月 状态熄灯亮灯熄灯亮灯熄灯亮灯熄灯亮灯 2001 年 6 4518 156 1518 306 1518 156 4517 45 2002 年 7 0018 006 1518 406 3018 006 4017 40 3 3 推广应用节电产品 推广应用节电产品 广州旧城区还有很多宽度只有 1 2m 的小巷 长期以来都是使用 40W 白炽灯照明 到现在整个广 州还有 19371 盏 考虑到半夜电压升高 影响灯泡的寿命 所以使用额定电压 240V 的 40W 白炽灯 如果改为 23W 节能灯 虽然价钱是白炽灯的 22 倍 但寿命也会是白炽灯的 10 倍 光通量是白炽灯 的 3 3 倍 见表二 表二 白炽灯与节能性能对比灯 功率 W 光通量 LM 寿命 H 进货价 元 白炽灯 4041510002 3 节能灯 2313711000051 以 1 盏灯为例 忽略车辆人工 如使用白炽灯 全年共需 4 19 只 365 11 5 1000 成本 9 64 元 电费 134 42 元 365 11 5 0 04 0 8006 合计费用 144 06 元 如使用节能灯 全年共需 0 42 只 365 11 54 10000 成本 21 42 元 电费 77 29 元 365 11 5 0 023 0 8006 合计费用 98 71 元 每盏灯节约 45 35 元 这样整个广州每天可节约 3787 度电 全年 138 2 万度 合计全年节约综合费用 87 85 万元 除了节能灯 还有很多节能产品可以考虑 如采用玻璃或其他金属做基体 通过镀铝 镀银或多层 介质反射膜做反射器的高效节能灯具等 4 4 重视灯具的清洁维护工作 确保灯具的维护系数 重视灯具的清洁维护工作 确保灯具的维护系数 大城市的污染程度较大 灯具容易积尘变黑 反光器失效 使路面的平均照度下降到只有原来 的 70 以下 通过清洗 只花费小量的资金 就能使路面的平均照度大为上升 广州在近几年注重 了灯具的清洁维护工作 每年对主干道 次干道的灯具进行 1 2 次的清洗工作 取得不错的效果 但最终的关键要选用密封性能好的优质灯具 既保持了路面照度 又减少维护工作量 5 5 保持原已经采取的节电措施 保持原已经采取的节电措施 如对电路进行无功补偿 单灯补偿 路灯供电普遍采用三相平衡供电 降低线路电压损失 6 6 采用上半夜稳压 后半夜降压的方法节能 采用上半夜稳压 后半夜降压的方法节能 即使是繁华的广州闹市 后半夜时车辆人流都大为减少 此时供电电压由于用电负荷减少而升 高 广州路灯 85 是采用公用变压器供电的 据广州东区供电局 2003 年 9 月在菜园西综合房实测电 压资料 18 时输出电压为 228V 凌晨 1 时 4 时为 243V 供电电压的升高 光源的寿命就减少 资 料显示灯泡在超过额定电压 10V 的状态下工作 会降低 40 的期望寿命 而据本人对我所钠灯使用 量分析发现 钠灯的年更换率为 46 而按照 GE 产品的使用说明 高光通钠灯和标准钠灯寿命可达 28500 小时 即可用 6 7 年 排除其它因素 后半夜电压的升高 是使灯泡寿命减小的重要原因 所以 此时根据变压器调压节能工作原理 降低供电电压而适当降低光源的光通量是可行的 在保证路灯稳定经济运行的情况下 节能工作状态一般设定为前半夜工作电压 220V 后半夜为 200V 以 1 台负荷为 500kW 路灯开关箱为例 参照目前电网的电压水平 假设在后半夜供电电压升 高 10 按 18 00 至 24 00 电压为 230V 0 00 至 6 00 电压为 240V 计算 日耗电量为 5 230 220 2 6 240 220 2 50 630 27 kwh 通过采取调压措施 将 18 00 至 24 00 的电 压降至 220V 将 0 00 至 6 00 的电压降至 200V 后 日耗电量为 5 220 220 2 6 200 220 2 50 497 93 kwh 日节电量为 630 27 497 93 132 34 kwh 节电率 132 34 630 27 21 由此可见 以降低供电电压 10 来运行 光通量仅减少到额定值 70 但可以节电接近 20 效 果非常显著