城市道路照明节能改造与智能管控标准

城市道路照明节能改造与智能管控标准1适用范围本标准规定了城市道路照明节能改造的技术要求、智能管控系统建设要求、施工验收、运行维护的统一规范，适用于城市规划区内的快速路、主干路、次干路、支路、居住区道路、城市广场、公共停车场等场所的既有道路照明节能改造，以及新建道路照明智能管控系统建设，产业园区、开发区、乡镇镇区等区域的道路照明改造与管控可参照执行。2术语和定义2.1城市道路照明沿城市道路设置，为满足夜间机动车通行、行人出行需求提供的功能性照明，按服务道路等级分为快速路、主干路、次干路、支路、居住区道路五个等级。2.2节能改造通过更换低效光源灯具、优化供配电系统、加装智能管控装置等技术措施，在满足国家规定照明质量要求的前提下，降低系统综合能耗、提升运行管理效率的改造工程。2.3智能管控依托物联网、大数据、边缘计算技术，实现城市道路照明的远程监测、智能调光、故障预警、能耗统计的一体化管理体系。2.4照明功率密度（LPD）单位道路面积上的照明总安装功率，包含光源、驱动控制装置的全部功率，单位为W/㎡。2.5综合节能率改造后年总耗电量较改造前降低的比例，扣除智能管控系统自身能耗后计算得到的总节能效率。2.6光效维持率光源连续运行一定时间后的光输出功率与初始光输出功率的比值，以百分比表示。3基本规定3.1改造原则城市道路照明节能改造应遵循“安全优先、满足照度、节能高效、智能管控、经济合理”的原则，不得降低原有照明质量，不得随意减少照明覆盖范围，优先利旧性能合格的原有设施，严格控制改造成本。3.2改造前评估节能改造实施前必须开展全路段现状评估，评估内容应包括：（1）既有设施状况：逐杆检测光源类型、额定功率、服役年限，检测灯杆腐蚀程度、壁厚、垂直度，检测混凝土基础强度，检测电缆相线对地绝缘电阻，核查供配电系统负载率、功率因数、接地电阻；（2）照明质量检测：采用一级精度照度计现场分段测量平均照度、照度均匀度，计算实际照明功率密度，对照现行标准确认指标偏差；（3）能耗统计：采集改造前连续12个月的正式电能计量数据，计算单位面积年耗电量；无完整历史数据的应连续监测7天（覆盖工作日、休息日）实际运行数据，折算年度总能耗；（4）方案可行性论证：测算改造总投资、年节能收益、静态投资回收期应不超过8年，动态投资回收期不超过10年，超出该范围的方案应重新优化调整。3.3改造目标要求（1）改造后照明功率密度必须符合《城市道路照明设计标准》CJJ45-2015规定的限值要求：快速路、主干路LPD≤0.7W/㎡，次干路LPD≤0.45W/㎡，支路LPD≤0.25W/㎡，居住区道路LPD≤0.2W/㎡；交叉口、广场等特殊区域LPD限值可放宽不超过10%；（2）改造后综合节能率应不低于30%，其中光源改造节能贡献率不低于60%，智能调控节能贡献率不超过40%；（3）改造后年度平均亮灯率不低于97%，故障处理及时率不低于95%；（4）照明质量全部满足现行标准要求，平均照度、照度均匀度达标，光污染控制符合国家规定。4节能改造技术要求4.1光源与灯具改造4.1.1淘汰要求所有能效不达标的光源应全部更换淘汰，包括：高压汞灯、自镇流荧光高压汞灯、能效低于《普通照明用LED产品能效限定值及能效等级》GB19043-2013规定的能效限定值的LED光源，以及光效低于80lm/W的低效高压钠灯。4.1.2光源选型要求改造工程应选用能效等级二级及以上的LED路灯，优先选用一级能效产品，核心性能指标应满足：（1）初始光效：色温3000K-4000K的LED路灯，1级能效≥190lm/W，2级能效≥160lm/W；色温4000K-5000K的LED路灯，1级能效≥200lm/W，2级能效≥170lm/W；（2）色温控制要求：居住区周边道路、村镇路段色温不宜高于3000K，主干路、快速路色温不宜高于5000K，雾雨多发山区、滨水地区优先选用3000K及以下色温的光源，提升光线穿透力；（3）光衰要求：LED光源5000小时光效维持率≥93%，30000小时光效维持率≥80%，不符合要求的产品不得进场。4.1.3灯具性能要求（1）防护等级：常规路段整灯防护等级不低于IP66，驱动电源防护等级不低于IP65；沿海盐碱地区、工业区腐蚀路段整灯防护等级应不低于IP67，防腐蚀等级达到WF2级；（2）配光要求：快速路、主干路采用截止型配光，次干路、支路采用半截止型配光，严格控制上射光比例和溢光量，避免对周边居民住宅造成光干扰；（3）替换功率匹配要求：遵循“满足照度要求的前提下最大化降功率”原则，原有150W高压钠灯替换为不超过50W的LED路灯，原有250W高压钠灯替换为不超过80W的LED路灯，原有400W高压钠灯替换为不超过150W的LED路灯，原有100W高压钠灯替换为不超过30W的LED路灯。4.1.4照明质量要求改造后照明质量应满足：快速路、主干路平均照度≥20lx，照度均匀度≥0.4；次干路平均照度≥10lx，照度均匀度≥0.3；支路平均照度≥5lx，照度均匀度≥0.3；居住区道路平均照度≥3lx，照度均匀度≥0.2；对向行车道路眩光阈值限制GI≤5，符合行车安全要求。4.2灯杆与基础改造要求（1）原有灯杆利旧前应逐杆检测腐蚀程度，壁厚腐蚀量超过原设计壁厚20%的，或灯杆垂直度偏差超过3‰的，必须更换或校正加固；（2）原有混凝土基础检测强度低于设计强度80%的，或发生不均匀沉降、结构性开裂的，必须重新浇筑基础；（3）接地系统检测：原有接地电阻大于4Ω的，必须重新增设接地极，改造后工作接地电阻应≤4Ω，重复接地电阻应≤10Ω；（4）灯杆加装单灯控制器、传感设备后，应重新验算灯杆抗风荷载强度，满足当地30年一遇最大风速要求，避免发生倒伏风险。4.3供配电系统改造要求（1）原有电缆利旧前应逐回路检测绝缘电阻，相线对地绝缘电阻低于0.5MΩ的，必须更换或重新敷设；（2）改造后系统总功率因数应不低于0.9，低压供配电系统应加装集中无功补偿装置，单灯驱动功率因数应不低于0.9；（3）每个供电回路应加装精度不低于1.0级的智能电能表，具备远程通信功能，实现分回路能耗精准计量；（4）原有配电箱服役年限超过15年，或元器件老化、箱体防护等级低于IP54的，应更换为智能配电箱，具备过压、过流、剩余电流保护、门磁报警、箱内温度监测功能。5智能管控系统技术要求城市道路照明智能管控系统应采用“感知层-网络层-平台层-应用层”四层架构，满足城市级规模化管理需求，具体技术要求如下：5.1感知层设备要求（1）单灯控制器：改造工程应实现单灯可控，每盏路灯必须加装单灯控制器，具备电压、电流、功率、功率因数实时采集功能，支持远程开关、0-100%无级调光，故障主动上传报警，工作温度范围满足-40℃~+85℃，防护等级不低于IP65；通信方式可选用LoRa、NB-IoT、5G等低功耗广域网技术，单灯控制器平均工作电流不超过50mA，自身功耗不超过1W/盏；（2）集中控制器：每台配电箱配置一台集中控制器，具备采集回路总电能、三相电压电流、箱内温度、门磁状态、进水状态功能，支持边缘计算，断网时可按照预设时序自动运行，避免大面积灭灯，本地数据存储时间不小于7天，网络恢复后自动补传数据；（3）环境传感设备：核心路段、流量波动大的路段可按需加装光照传感器、车流量检测器、人流量检测器，实现自适应调光；光照传感器测量精度误差不超过±5%，车流量检测器识别准确率不低于90%。5.2网络层要求（1）通信可靠性：端到端通信丢包率不高于1%，控制指令响应延迟不超过5秒，满足实时控制要求；（2）网络安全：系统应符合《网络安全等级保护基本要求》GB/T22239-2019的三级等保要求，所有传输数据采用加密传输，所有接入设备实行身份认证，防止非法入侵篡改数据。5.3平台层功能要求（1）基础信息管理：建立全区域路灯资产电子台账，包含每盏灯的GIS位置、编号、型号、功率、安装时间、历次维护记录，对接城市基础GIS地图，实现可视化展示，设备定位误差不超过5米；（2）数据存储：系统运行数据存储周期不小于3年，核心能耗、故障数据永久存储，支持定期自动备份，备份周期不超过7天；（3）开放接口：提供标准RESTfulAPI接口，支持对接智慧城市管理平台、数字城管平台、智慧交通平台，数据格式符合《城市道路照明智能控制系统技术要求》CJ/T527-2018的标准要求。5.4应用层功能要求（1）运行监测：实时显示全区域亮灯率、总能耗、故障位置及故障类型，亮灯率监测准确率不低于98%，故障发现率不低于95%，故障报警推送延迟不超过1分钟；（2）智能控制：支持多种控制模式，可根据路段需求灵活切换：①时序调光模式：按照预设时段调整输出功率，如23:00-次日5:00，主干路调光至额定功率的50%，支路调光至额定功率的30%，在满足最低照度要求的前提下最大化节能；②感应调光模式：根据车流量、人流量、自然光亮度动态调整功率，夜间连续10分钟无车的支路可降至额定功率的20%，自然光照度高于50lx时自动关灯，阴天自动提前亮灯；③应急模式：突发停电、应急抢险、重大活动时，可远程一键开启全区域全功率照明，支持临时调整亮灯时段，满足应急需求；（3）能耗管理：自动统计日、月、年度能耗数据，分区域、分路段生成能耗报表，自动计算累计节能量、综合节能率，支持导出打印；（4）运维管理：系统自动生成故障工单，推送给对应责任区域运维人员，支持导航定位故障点，运维人员完成修复后上传结果，实现闭环管理，故障响应时间不超过2小时，一般故障修复时间不超过24小时，大面积故障修复时间不超过12小时。6施工与验收6.1施工要求（1）施工前应编制专项施工方案和交通导行方案，夜间施工设置符合国家标准的警示标志和防护设施，保障通行安全；（2）利旧设施应做好成品保护，更换下来的废旧光源、废旧元器件应按危废管理规定统一回收处置，不得随意丢弃；（3）接线施工应做好绝缘密封，单灯控制器接线端对地绝缘电阻不低于2MΩ，所有室外接头做好防水密封处理。6.2验收要求改造工程完成后应依次开展竣工验收、技术性能检测、能效测评三个环节，全部合格后方可移交：（1）竣工验收：核查完整施工资料，包括设计变更文件、设备出厂合格证、第三方检测报告、施工记录、隐蔽工程验收记录，现场核查设施安装质量、安全防护措施；（2）技术性能检测：现场抽样检测照明质量、系统控制功能，单灯控制准确率应不低于99%，数据采集误差不超过±2%，抽检路段照度、均匀度达标率应达到100%；（3）能效测评：由具备节能检测资质的第三方机构开展能效测评，连续实测不少于72小时的实际运行数据，折算年度总能耗，计算综合节能率，综合节能率≥30%为合格，智能管控系统自身能耗超过总能耗2%的，判定为不合格；所有环节验收合格后，出具正式竣工验收报告和能效测评报告，完成资产移交。7运行维护与管理7.1日常运维要求（1）建立分级巡检制度：快速路、主干路每季度全面巡检一次，次干路每半年巡检一次，支路每年巡检一次，每次巡检记录设施运行状态，及时处置隐患故障；（2）定期清洁灯具：每年至少全面清洁一次灯具，多尘路段、工业