丁程博

北京順捷興宏工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司 北京 100000

資源短缺、能源枯竭、環(huán)境污染已然成為了全球性的問題，這些情況出現(xiàn)已經(jīng)對我國的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。針對這種情況，我國提出了綠色照明工程，并要求城市照明設(shè)計(jì)和管理要以“高效、節(jié)能、環(huán)保、安全”作為指導(dǎo)原則，提升能源的利用率[1]。自2006年，“十一五”綱要頒布后，我國城市的照明工程建設(shè)就開始進(jìn)行改革，并在照明設(shè)計(jì)中融入節(jié)能理念，已經(jīng)取得了一定的成績，并且顯著提升了能源的利用率[2]。但是當(dāng)下我國城市照明中還存在著諸多的問題，我國的照明工程正處于起步時(shí)期，城市照明設(shè)計(jì)和管理等各方面還都不夠健全，因此當(dāng)下城市道路照明工程中仍存在高能耗、資源浪費(fèi)以及污染的情況，這就需要有關(guān)部門將照明設(shè)計(jì)和前期管理重視起來，并采取合理的措施對其進(jìn)行優(yōu)化。

1 當(dāng)下城市照明中存在的問題

道路照明是當(dāng)下城市中極為重要的公共設(shè)施之一，根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)下我國的道路照明約占全國照明耗電的百分之三十，占據(jù)全國耗電總量的百分之十，也就是1個(gè)三峽水電站的年發(fā)電量，并且這些城市道路照明設(shè)備在以前使用的過程中會(huì)有百分之六十的電能被浪費(fèi)，隨著節(jié)能理念在城市道路照明設(shè)計(jì)中的融入，其依然會(huì)有百分之三十五的電能被浪費(fèi)[3]。而這就也是城市道路照明設(shè)計(jì)和前期管理中需要探討的問題。當(dāng)下城市照明中存在的問題主要有以下幾項(xiàng)：

1.1 供電質(zhì)量差

城市電網(wǎng)中不同時(shí)間段的用電量也會(huì)有一定的差異，因此電網(wǎng)的負(fù)荷在不同的時(shí)段其也會(huì)產(chǎn)生一定的變化，這就會(huì)導(dǎo)致城市道路照明系統(tǒng)的電壓出現(xiàn)波動(dòng)。這時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)在上半夜用電高峰期，城市道路照明供電線路的電壓較低，路燈的照明亮度也會(huì)較暗，從而影響到城市居民的正常出行，并且安全事故的發(fā)生率也會(huì)增高[4]。而在下半夜時(shí)電網(wǎng)的整體負(fù)荷會(huì)下降，城市道路照明系統(tǒng)的供電電壓也會(huì)顯著的提升，這時(shí)的道路照明亮度會(huì)更加顯著，而這時(shí)道路的行人以及車輛較上半夜都會(huì)大幅度的減少，無疑會(huì)造成電力資源的浪費(fèi)。并且由于供電的質(zhì)量較差，電壓不夠穩(wěn)定就會(huì)導(dǎo)致道路照明使用的工具會(huì)出現(xiàn)持續(xù)發(fā)熱的情況，這種情況不僅會(huì)造成電能的浪費(fèi)，還會(huì)導(dǎo)致燈具損壞，從而導(dǎo)致后期的維修成本增加。

1.2 供電線路的損耗較多

在我國的城市道路照明中，由于城市面積較大其在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)出現(xiàn)路燈供電線路較長的情況，而這些供電線路中不可避免的會(huì)存在一些損耗。因此當(dāng)城市道路照明開始運(yùn)行的時(shí)候，這些負(fù)荷電流通過這些較長的供電線路時(shí)，線路上的電阻會(huì)導(dǎo)致功率出現(xiàn)損耗，這時(shí)就會(huì)導(dǎo)致照明亮度不均勻的情況，城市道路復(fù)雜人員多會(huì)通過提高輸電的電壓，去保障城市道路照明可以滿足人們的需求，為人們的出行提供保障[5]。另外，在城市道路供電線路中，還會(huì)存在線路不平衡的情況，會(huì)導(dǎo)致零序電流過大，三相出現(xiàn)不對稱的情況，這種情況也會(huì)導(dǎo)致線路的損耗加大。

1.3 過于追求照明亮度和美觀度

當(dāng)下許多城市為了提升自身的城市形象，在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)要求設(shè)計(jì)人員提升照明的亮度，導(dǎo)致部門城市的道路照明道路亮度已經(jīng)嚴(yán)重超出了國家要求的范圍。這種過于追求照明亮度的城市道路照明系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致電能出現(xiàn)大幅度的浪費(fèi)，并且這些道路照明系統(tǒng)還會(huì)造成光污染，甚至影響到周圍居民的正常休息。另外，這種亮度過高的照明系統(tǒng)還會(huì)導(dǎo)致道路上的車輛駕駛?cè)藛T的視線出現(xiàn)干擾，駕駛員的眼睛也會(huì)容易產(chǎn)生疲勞，從而會(huì)威脅到人們的生命健康安全。并且由于過于追求城市道路照明的亮度，也會(huì)在設(shè)計(jì)的過程中忽視掉燈光的配比，行車的舒適性就會(huì)大大的降低，并且駕駛?cè)藛T在長期的行車下還會(huì)出現(xiàn)眩暈的情況。除此以外，還會(huì)對城市道路照明系統(tǒng)中的路燈進(jìn)行藝術(shù)渲染和設(shè)計(jì)，這種藝術(shù)效果無疑提升了城市道路照明的美觀度，但是其照明的亮度往往會(huì)無法滿足夜晚道路照明的需求，這時(shí)如果照明的亮度過低，會(huì)影響到駕駛?cè)藛T的夜間行車的視線需求，城市道路照明也無法發(fā)揮出其真正的作用，并且還會(huì)導(dǎo)致資金和資源的浪費(fèi)，也無法真正意義的提升城市的外在形象。

1.4 控制方式存在問題

當(dāng)下我國的城市道路照明在進(jìn)行使用的時(shí)候主要有兩種控制方式，一種是人工手動(dòng)控制模式，一種是自動(dòng)控制模式。其中人工控制則主要由人員負(fù)責(zé)照明系統(tǒng)的運(yùn)行，以及各照明區(qū)域的運(yùn)行情況監(jiān)督，這種通過人員巡視的方式會(huì)應(yīng)用到大量的人力和物力，并且一些大型的城市這種人工控制管理的方式會(huì)無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)照明設(shè)備出現(xiàn)問題，并進(jìn)行維修，這就會(huì)影響到故障路段的照明。另外一種是自動(dòng)控制模式，這種控制模式可以由監(jiān)控系統(tǒng)對照明系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控,監(jiān)控系統(tǒng)中的DDC控制器對照明系統(tǒng)相關(guān)回路按時(shí)間程序進(jìn)行開、關(guān)控制。

1.5 照明燈具能耗大

隨著節(jié)能理念在當(dāng)下社會(huì)各行各業(yè)的融入，各種好節(jié)能燈具也開始進(jìn)行生產(chǎn)并應(yīng)用到了城市道路照明系統(tǒng)中，但是當(dāng)下我國的燈具科技含量較國外一些國家相比還具有一定的差距，并且節(jié)能性能也較低，這就需要在進(jìn)行道路照明設(shè)計(jì)的過程中，要對燈具的光效和節(jié)能效果進(jìn)行充分的考慮。而我國的城市道路照明系統(tǒng)中燈具的光效普遍較低，并且由于配光不合理導(dǎo)致出現(xiàn)了一些過度照明以及光污染現(xiàn)象，在這種情況下，照明燈具的工作效率普遍會(huì)較低，會(huì)直接導(dǎo)致運(yùn)行過程中的電能浪費(fèi)。

2 城市道路照明設(shè)計(jì)需要注意的事項(xiàng)

在進(jìn)行城市道路照明設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)單位應(yīng)該嚴(yán)格按照《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ45-2015開展設(shè)計(jì)工作，并將節(jié)能理念融入到照明設(shè)計(jì)中，確保城市道路照明可以滿足城市需求和形象的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減排、降污染的目的。首先，設(shè)計(jì)單位需要對設(shè)計(jì)路段進(jìn)行實(shí)地考察，然后對設(shè)計(jì)路段的道路等級(jí)、使用功能、各時(shí)間段的交通路及形式速度以及路面的反射情況等內(nèi)容進(jìn)行充分的了解，然后以此為基礎(chǔ)開展設(shè)計(jì)規(guī)劃工作。然后，對路燈的具體間距、安裝高度等進(jìn)行設(shè)計(jì)，這是城市道路照明設(shè)計(jì)中極為重要的內(nèi)容，會(huì)直接影響到照明的效果。在設(shè)計(jì)的過程中需要對道路的情況由足夠的了解，并且還要考慮到道路上綠化帶、廣告牌的設(shè)置情況，并且隔離帶的寬度也要進(jìn)行測量，在進(jìn)行路燈布置的時(shí)候可以采用雙側(cè)對稱布置、中心對稱布置等方式，具體還需要根據(jù)道路的情況進(jìn)行確定。當(dāng)下燈具設(shè)計(jì)布置和設(shè)計(jì)需要考慮到以下幾方面：第一，要盡量避開行人斑馬線以及站牌等地，并且要特別關(guān)注城市道路的交叉路口，并加強(qiáng)這一區(qū)域出入口的照明，為車輛駕駛?cè)藛T提供方便，避免出現(xiàn)路口、指示牌觀察不清出現(xiàn)事故以及違章、錯(cuò)路等情況；第二，在城市中會(huì)存在一些需要大面積的照明特殊場所，這就需要進(jìn)行高桿燈的設(shè)計(jì)，在確保美觀度的同時(shí)，其位置不可以影響到正常的交通；第三，燈具布置時(shí)應(yīng)該考慮到商業(yè)區(qū)以及居住區(qū)的區(qū)別，應(yīng)該考慮到道路照明的裝飾性和功能性，并且要優(yōu)先選擇節(jié)能效果好的燈具。

當(dāng)下在進(jìn)行城市道路照明設(shè)計(jì)時(shí)，建設(shè)單位以及供電單位的有關(guān)人員也會(huì)參與到規(guī)劃以及設(shè)計(jì)過程中，并會(huì)對城市道路照明設(shè)計(jì)提出一些要求和改進(jìn)內(nèi)容，這種方式雖然有利于未來城市道路照明的發(fā)展，但是要結(jié)合道路照明情況以及標(biāo)準(zhǔn)，因此要知道自身的設(shè)計(jì)方案應(yīng)該在滿足標(biāo)準(zhǔn)的前提上去滿足其要求。所以在進(jìn)行城市道路照明設(shè)計(jì)的時(shí)候設(shè)計(jì)單位應(yīng)該明確設(shè)計(jì)的方案和需求，并根據(jù)道路的實(shí)際情況去設(shè)置多種設(shè)計(jì)方案，然后選擇一個(gè)能耗最低，效果最優(yōu)的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，可以根據(jù)相關(guān)單位及部門人員的的意見進(jìn)行一些調(diào)整，但是調(diào)整后的設(shè)計(jì)方案也必須符合當(dāng)下節(jié)能照明設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，并且可以滿足城市道路的正常運(yùn)行。

3 城市道路照明設(shè)計(jì)與前期管理策略

3.1 優(yōu)化照明設(shè)計(jì)

在進(jìn)行城市道路照明設(shè)計(jì)時(shí)，有關(guān)設(shè)計(jì)單位和建設(shè)單位（或全過程管理單位）要對設(shè)計(jì)過程進(jìn)行監(jiān)督和管理，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)前就需要對城市道路的實(shí)際情況進(jìn)行充分的了解，第一，要確定設(shè)計(jì)路段的城市道路照明的規(guī)劃以及規(guī)自委和建設(shè)單位的要求，第二，要找到道路的整體設(shè)計(jì)資料，也就是要對其平面功能區(qū)域、道路結(jié)構(gòu)情況、地下管線布置等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的了解，為后續(xù)的道路照明設(shè)計(jì)做好鋪墊。第三，要對該路段的周邊環(huán)境、設(shè)施、以及電力供應(yīng)情況進(jìn)行了解，然后一次去布置設(shè)計(jì)中的燈具、線路鋪設(shè)等問題。第四，需要對道路的人流量、車流量等能進(jìn)行調(diào)查和分析，然后根據(jù)《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ45-2015對照明亮度要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)（例如表1：人行及非機(jī)動(dòng)車道照明標(biāo)準(zhǔn)值）。然后根據(jù)以上內(nèi)容去優(yōu)化照明設(shè)計(jì)，在保障照明效果的基礎(chǔ)上，提升城市城市道路照明系統(tǒng)電能的利用率。

表1 人行及非機(jī)動(dòng)車道照明標(biāo)準(zhǔn)值

3.2 設(shè)計(jì)中運(yùn)用分段照明

城市道路照明的線路如果過長就會(huì)導(dǎo)致電力在傳輸?shù)倪^程中受到電阻的干擾，不僅會(huì)影響城市道路照明的效果，導(dǎo)致城市的電力資源在傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)損耗。并且由于不同路段、不同區(qū)間的照明需求也會(huì)存在不同，因此在進(jìn)行城市道路照明設(shè)計(jì)的時(shí)候可以運(yùn)用分段照明的方式。運(yùn)用這種分段照明的方式時(shí)需要設(shè)計(jì)人員準(zhǔn)確的掌握城市道路的運(yùn)行情況，并在不同的路段設(shè)置不用的照明亮度。這種分段照明方式在使用的時(shí)候，還需要對城市的供電線路進(jìn)行設(shè)計(jì)，要選擇電阻小、橫截面長的電纜，并可以根據(jù)分段照明的情況對供電線路長度進(jìn)行確定。城市道路分段照明方式的應(yīng)用，可以極大程度的降低電力能源的消耗，提高資源的利用效率，并且這種情況下供電的質(zhì)量也可以得到保障。

3.3 照明燈具的選擇

在進(jìn)行照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)和前期管理的過程中，照明燈具的選擇會(huì)直接影響城市道路照明設(shè)計(jì)環(huán)保功能，因此設(shè)計(jì)人員需要科學(xué)合理的選擇并布置照明燈具（如表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），并對具體照明方式進(jìn)行確定。在對燈具進(jìn)行選擇的時(shí)候，其應(yīng)該滿足相應(yīng)光源和整流器的能效限定值，并且其燈具的效率以及泛光燈的效率都具有一定的要求，因此需要充分考慮照明控制系統(tǒng)與城市道路其它系統(tǒng)的兼容性，在進(jìn)行照明燈具選擇的時(shí)候應(yīng)該本著美觀、實(shí)用、環(huán)保等內(nèi)容，在保障燈具使用成效的同時(shí)，為節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)。例如，選擇LED燈作為道路照明的燈具，這種燈使用的壽命較長，并且相同照明強(qiáng)度其功率會(huì)相對較少，還可以根據(jù)需求對其亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，既可以降低能耗，由可以減少后期維護(hù)的費(fèi)用。另外，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中還要考慮從到照明控制問題，可以將現(xiàn)代化智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)并應(yīng)用到城市道路照明中，對整個(gè)城市道路照明的開關(guān)以及燈具進(jìn)行監(jiān)控，從而降低運(yùn)行過程中電能的消耗。

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

3.4 城市道路照明運(yùn)行方式控制

在進(jìn)行設(shè)計(jì)的階段就需要考慮到運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生的能源消耗，各道路不同時(shí)間段的道路車流量和人流量都會(huì)存在一定差距，例如下半夜道路上的車流量、然流量都會(huì)降低，這時(shí)對道路照明的需求也會(huì)隨之下降，因此要對道路上各時(shí)間段的照明運(yùn)行情況進(jìn)行合理控制。首先可以降低光通量，可以對城市道路照明供電系統(tǒng)的電壓和電流進(jìn)行控制，也可以采用變功率鎮(zhèn)流器，這種方式既可以滿足城市道路對照明的需求，也可以降低電力資源的消耗。其次，可以采用智能化集中控制系統(tǒng)，例如路燈“三遙”監(jiān)控系統(tǒng)，可以遠(yuǎn)程對路燈進(jìn)行監(jiān)控和管理，并對照明度進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。最后，可以采用全、半夜運(yùn)行方式，這種方式時(shí)當(dāng)下城市道路照明控制中最應(yīng)用的方式，其下半夜間隔亮燈的方式，極少會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行故障，并且時(shí)間也可以靈活的進(jìn)行調(diào)整，并且控制較為方便。

4 結(jié)束語

我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展下，人們的生活水平也得到了顯著提升，而城市道路照明系統(tǒng)在人們生活、工作以及城市發(fā)展中有著極為重要的地位。當(dāng)下隨著節(jié)能環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)，對城市道路照明設(shè)計(jì)和管理也有了新的要求，這就需要有關(guān)部門根據(jù)當(dāng)下法律法規(guī)以及城市建設(shè)的需求和實(shí)際情況，對道路照明設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化和管理，科學(xué)合理的選擇照明燈具、運(yùn)行方式等內(nèi)容，為人們提供良好出行安全保障，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。