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摘要：近年来，城市照明设施随着各地经济和交通的迅速发展，其规模及数量越来越大，相伴而生的城市照明的耗电量也不断上升。城市道路照明提高了城市形象、改善城市环境；城市夜景也已经成为一个城市现代化水平的重要标志。然而,城市照明的快速发展,使电能消耗越来越大,在讲求美观的同时我们更应该重视节能。
关键词：城市照明 节能
中图分类号：J914 文献标识码：A文章编号：
1城市照明现状分析
据调查，我国小型城市在夜晚9点后，大中城市在午夜12点后，道路上几乎很少人，即便是北京、上海、广州、深圳这样的繁华都市，凌晨2点以后，道路上也已罕见行人、车辆。从这一时段直至清晨6点路灯熄灭，在低交通流量的道路上仍然保持较高照度显然没有必要。据估计，城市公共照明在我国照明耗电中占30%的比例，约600亿kWh，以平均电价0.68元/kWh计算，一年开支408亿元。在市政开支极度紧张的今天，国内绝大部分的城市和地区几乎不约而同地采用了日本等国家在七十年代就抛弃了的路灯隔盏关灯的省钱方法，其中的弊病不言而喻——不仅导致了路面照度分布不均，给治安及交通安全埋下了隐患，而且不能避免后半夜电网电压的升高对路灯寿命的减损，因此不能称做是真正意义上的节能。当发达国家在讨论什么是“恰到好处的照度水平”的今天，我们这种控制方法就太落后了。
九十年代以来，夜景照明建设成为都市市政设施建设的一个重要环节，各地也取得了相应的成绩，但是市政开支普遍紧张与增设夜景照明形成了很大的矛盾。以沿海某开放城市为例，大批路灯在安装后迫于财政紧张的压力，支付不起沉重的照明电费开支，又不得不关掉近一半的灯，结果近年新装的部分路灯形同摆设，造成变相浪费。
2城市照明节能技术应用
在国家积极推行的节约能源和节能减排政策下，必须高度重视并切实做好城市照明节能工作。本人结合工作实践，认为应着力从以下四方面做好节能工作。
2.1选用优质电器元件，注意维护
要進行节电,使用节能照明系统是最直接和最有效的方法。现行采用的灯具主要是高压汞灯、高压钠灯和金属卤化物灯等,都是气体放电灯,气体放电灯都有较高的启动电压和低放电维持电压,当灯通过高压启动后,电压下降,电流加大,如不加限制,灯电流将不断加大致使灯烧毁,所以必须在放电的点灯回路中串接一个与灯类型、规格匹配的镇流器来提供使灯启动的高启动电压,并限制灯电流使之稳定在所规定的范围。高品质的电感镇流器有良好的稳压性能,能稳定输入功率和输出光通量,在电源、电压偏差很大时,仍能保持光源恒定功率,稳定光照度,有利于节能,以及起点可靠等因素还可使灯管寿命延长。如250W钠灯镇流器质量好的功率损耗只有20-25瓦,而质量差的功率损耗可达40瓦左右。如果在选用配套镇流器时都能注意选用优质产品,那么节能效果还是很显著的。
灯具的主要作用是把光源的光通量分配到需要的方向,以提高光的利用率和避免眩光。因此在推动照明节能工作中,选择高效合理配光的路灯具有很大的节能潜力。选择中,应注意灯具的反光板,高效反光板是一个介于灯管与灯座间的新式结构的反射装置,主要技术是应用点光源反射光学原理,以及修正改良的光学曲率,配合纳米镀膜镜面处理,表面满布凹凸巢面结构,使产品本身的光反射率达到99%以上,将光源利用率发挥到光输出极限。在选用具有高效反光板的灯具的同时还要注意选择透光性能好的防护罩,如透光玻璃或有机玻璃;再就是保证密封性能,尽可能地减少由于污染造成光的损失。灯具效率是指在规定条件下测得的灯具所发射的光通量值与灯具内所有光源发出的光通量测定值之和的比值。任何材料制成的灯具对于光源幅射的光通量在经过反射和透射时,其效率总是小于 1。假设同一功率的光源,一只配用效率较高的灯具,其光通量的70% -80%得到利用,另一只配用效率较低的灯具,光通量只有40% -50%得到利用。两者比较,效率低的灯具其光源所消耗的功率将近30%白白浪费了,未能发挥其作用,这一点往往被忽视。因此,选择灯具时应尽量选择配光曲线好、效率较高的灯具。另外,灯具在使用过程中不可避免地会被污染,势必造成光的损失,定期检修维护是确保电气设备正常工作运行的基本保证,否则光源所消耗的功率大部分就浪费掉了。所以,选择灯具时要选择密封性能达到IP55以上的灯具,以减少维护工作量。在进行照明设计时,灯照明光源的选择也应符合国家现行相关标准的规定,应根据不同的使用场合、各种节能光源的光效及主要技术指标来选择,以使其具有尽可能高的光效,达到照明节能的效果。
2.2减少供电损耗，缩小供电距离
目前,城市零点后用电负荷减少,电压就升高,这样不但缩短了灯泡的寿命,也增加了不必要的能量消耗。这种情况下,可以安装一种智能灯光节电器。智能灯光节电器应用于路灯系统中具有高效节电的作用,是利用微电子技术对路灯供电系统电能质量进行优化处理。在不影响设备正常使用的前提下,它输出一个最优的功率(最优照度),达到节约用电和延长用电设备使用寿命的双重功效。智能灯光节电器由微处理器进行实时动态精密检测和监控,实现大功率稳压, 不间断小电流切换技术,并根据实际需要可选配分时段控制方式、照度控制方式、远程计算机集中控制等方式,真正实现灯光智能化。控制程序一经设定,设备将自动根据设定程序调节照明负载的电压和电流,平衡控制输出功率,改善功率因数,降低了无功损耗,达到节约用电的目的。在路灯设计中也要控制供电线路的距离, 选择合理导线截面,减少由于线路过长产生的电压损耗。
2.2选用自动化监控系统
提高城市照明管理水平,采用先进技术和科技手段,分时间段对道路照明系统电压的调整、控制,用智能化的控制方式达到节约道路照明综合费用的目的(电费和维修费用),与城市的亮化工程并不矛盾,相反还可将节约的大笔资金再投入其他的城市建设及城市亮化工程项目中去。
现行的城市照明控制是通过线控方式一级带动一级控制开关的。随着城市规模不断扩大,路灯控制范围越来越大,现行的控制方法无法及时反映路灯和景观灯的运行情况。在运行过程中的故障只有等巡视人员到达现场后才能发现,或者被动地等待市民电话反映,因此难以做到及时维修。城市照明节能监控系统是随数字化城市发展的需要而产生的自动化监控系统,通过对各种照明设施的遥测、遥信、遥控、遥调,实现数字化的管理和监测,提供了高效的城市管理手段, 节约了大量的能源消耗,通过采用灵活的光控和时控策略,实时地进行管理和控制。系统通过双功率镇流器进行照明监控,具有良好的节能效果。我国多个城市道路、高速公路及特大型桥梁的照明控制中得到应用,节省了一般性的人力资源,提高了工作效率,产生了良好的经济效益和社会效益。实现自动化监控管理能极大的提高了城市照明管理水平,在城市照明节能占有相当大的比例。
2.4分清权责，加强沟通和管理
目前在国内,推广室外照明节能从管理层面存在权责交叉的问题,市政部门、建设部门、节能工作行政主管部门有必要进行足够的交流和沟通,采取切实有效的管理机制和措施。只有管理部门将工作做到实处,将监管切实跟上,才能真正推进城市照明节能工作。我们希望城市的夜景在照亮的同时,能够不仅美观而且更加节能。因此可行稳定务实的城市照明节能环保改造工程势在必行,开展现有照明工程的节能改造,积极推广“绿色照明”,大量使用LED(发光二极管)照明产品取代传统、耗电的霓虹灯。在改造完成后,其耗电量大幅下降。政府并适当干预,做出景观照明的时间限制,并采用合理的管理办法,以有效节约能源。
3结束语
城市照明节能是一项长期的重要任务,只有经过不断探索、实践,从大处着眼,小处着手,才能找到真正达到节能效果的方法,使有限的电能发挥更大的效益,创造一个安全、舒适、经济、有益的环境并充分体现现代化文明的照明系统。
关键词：城市照明 节能
中图分类号：J914 文献标识码：A文章编号：
1城市照明现状分析
据调查，我国小型城市在夜晚9点后，大中城市在午夜12点后，道路上几乎很少人，即便是北京、上海、广州、深圳这样的繁华都市，凌晨2点以后，道路上也已罕见行人、车辆。从这一时段直至清晨6点路灯熄灭，在低交通流量的道路上仍然保持较高照度显然没有必要。据估计，城市公共照明在我国照明耗电中占30%的比例，约600亿kWh，以平均电价0.68元/kWh计算，一年开支408亿元。在市政开支极度紧张的今天，国内绝大部分的城市和地区几乎不约而同地采用了日本等国家在七十年代就抛弃了的路灯隔盏关灯的省钱方法，其中的弊病不言而喻——不仅导致了路面照度分布不均，给治安及交通安全埋下了隐患，而且不能避免后半夜电网电压的升高对路灯寿命的减损，因此不能称做是真正意义上的节能。当发达国家在讨论什么是“恰到好处的照度水平”的今天，我们这种控制方法就太落后了。
九十年代以来，夜景照明建设成为都市市政设施建设的一个重要环节，各地也取得了相应的成绩，但是市政开支普遍紧张与增设夜景照明形成了很大的矛盾。以沿海某开放城市为例，大批路灯在安装后迫于财政紧张的压力，支付不起沉重的照明电费开支，又不得不关掉近一半的灯，结果近年新装的部分路灯形同摆设，造成变相浪费。
2城市照明节能技术应用
在国家积极推行的节约能源和节能减排政策下，必须高度重视并切实做好城市照明节能工作。本人结合工作实践，认为应着力从以下四方面做好节能工作。
2.1选用优质电器元件，注意维护
要進行节电,使用节能照明系统是最直接和最有效的方法。现行采用的灯具主要是高压汞灯、高压钠灯和金属卤化物灯等,都是气体放电灯,气体放电灯都有较高的启动电压和低放电维持电压,当灯通过高压启动后,电压下降,电流加大,如不加限制,灯电流将不断加大致使灯烧毁,所以必须在放电的点灯回路中串接一个与灯类型、规格匹配的镇流器来提供使灯启动的高启动电压,并限制灯电流使之稳定在所规定的范围。高品质的电感镇流器有良好的稳压性能,能稳定输入功率和输出光通量,在电源、电压偏差很大时,仍能保持光源恒定功率,稳定光照度,有利于节能,以及起点可靠等因素还可使灯管寿命延长。如250W钠灯镇流器质量好的功率损耗只有20-25瓦,而质量差的功率损耗可达40瓦左右。如果在选用配套镇流器时都能注意选用优质产品,那么节能效果还是很显著的。
灯具的主要作用是把光源的光通量分配到需要的方向,以提高光的利用率和避免眩光。因此在推动照明节能工作中,选择高效合理配光的路灯具有很大的节能潜力。选择中,应注意灯具的反光板,高效反光板是一个介于灯管与灯座间的新式结构的反射装置,主要技术是应用点光源反射光学原理,以及修正改良的光学曲率,配合纳米镀膜镜面处理,表面满布凹凸巢面结构,使产品本身的光反射率达到99%以上,将光源利用率发挥到光输出极限。在选用具有高效反光板的灯具的同时还要注意选择透光性能好的防护罩,如透光玻璃或有机玻璃;再就是保证密封性能,尽可能地减少由于污染造成光的损失。灯具效率是指在规定条件下测得的灯具所发射的光通量值与灯具内所有光源发出的光通量测定值之和的比值。任何材料制成的灯具对于光源幅射的光通量在经过反射和透射时,其效率总是小于 1。假设同一功率的光源,一只配用效率较高的灯具,其光通量的70% -80%得到利用,另一只配用效率较低的灯具,光通量只有40% -50%得到利用。两者比较,效率低的灯具其光源所消耗的功率将近30%白白浪费了,未能发挥其作用,这一点往往被忽视。因此,选择灯具时应尽量选择配光曲线好、效率较高的灯具。另外,灯具在使用过程中不可避免地会被污染,势必造成光的损失,定期检修维护是确保电气设备正常工作运行的基本保证,否则光源所消耗的功率大部分就浪费掉了。所以,选择灯具时要选择密封性能达到IP55以上的灯具,以减少维护工作量。在进行照明设计时,灯照明光源的选择也应符合国家现行相关标准的规定,应根据不同的使用场合、各种节能光源的光效及主要技术指标来选择,以使其具有尽可能高的光效,达到照明节能的效果。
2.2减少供电损耗，缩小供电距离
目前,城市零点后用电负荷减少,电压就升高,这样不但缩短了灯泡的寿命,也增加了不必要的能量消耗。这种情况下,可以安装一种智能灯光节电器。智能灯光节电器应用于路灯系统中具有高效节电的作用,是利用微电子技术对路灯供电系统电能质量进行优化处理。在不影响设备正常使用的前提下,它输出一个最优的功率(最优照度),达到节约用电和延长用电设备使用寿命的双重功效。智能灯光节电器由微处理器进行实时动态精密检测和监控,实现大功率稳压, 不间断小电流切换技术,并根据实际需要可选配分时段控制方式、照度控制方式、远程计算机集中控制等方式,真正实现灯光智能化。控制程序一经设定,设备将自动根据设定程序调节照明负载的电压和电流,平衡控制输出功率,改善功率因数,降低了无功损耗,达到节约用电的目的。在路灯设计中也要控制供电线路的距离, 选择合理导线截面,减少由于线路过长产生的电压损耗。
2.2选用自动化监控系统
提高城市照明管理水平,采用先进技术和科技手段,分时间段对道路照明系统电压的调整、控制,用智能化的控制方式达到节约道路照明综合费用的目的(电费和维修费用),与城市的亮化工程并不矛盾,相反还可将节约的大笔资金再投入其他的城市建设及城市亮化工程项目中去。
现行的城市照明控制是通过线控方式一级带动一级控制开关的。随着城市规模不断扩大,路灯控制范围越来越大,现行的控制方法无法及时反映路灯和景观灯的运行情况。在运行过程中的故障只有等巡视人员到达现场后才能发现,或者被动地等待市民电话反映,因此难以做到及时维修。城市照明节能监控系统是随数字化城市发展的需要而产生的自动化监控系统,通过对各种照明设施的遥测、遥信、遥控、遥调,实现数字化的管理和监测,提供了高效的城市管理手段, 节约了大量的能源消耗,通过采用灵活的光控和时控策略,实时地进行管理和控制。系统通过双功率镇流器进行照明监控,具有良好的节能效果。我国多个城市道路、高速公路及特大型桥梁的照明控制中得到应用,节省了一般性的人力资源,提高了工作效率,产生了良好的经济效益和社会效益。实现自动化监控管理能极大的提高了城市照明管理水平,在城市照明节能占有相当大的比例。
2.4分清权责，加强沟通和管理
目前在国内,推广室外照明节能从管理层面存在权责交叉的问题,市政部门、建设部门、节能工作行政主管部门有必要进行足够的交流和沟通,采取切实有效的管理机制和措施。只有管理部门将工作做到实处,将监管切实跟上,才能真正推进城市照明节能工作。我们希望城市的夜景在照亮的同时,能够不仅美观而且更加节能。因此可行稳定务实的城市照明节能环保改造工程势在必行,开展现有照明工程的节能改造,积极推广“绿色照明”,大量使用LED(发光二极管)照明产品取代传统、耗电的霓虹灯。在改造完成后,其耗电量大幅下降。政府并适当干预,做出景观照明的时间限制,并采用合理的管理办法,以有效节约能源。
3结束语
城市照明节能是一项长期的重要任务,只有经过不断探索、实践,从大处着眼,小处着手,才能找到真正达到节能效果的方法,使有限的电能发挥更大的效益,创造一个安全、舒适、经济、有益的环境并充分体现现代化文明的照明系统。