浅谈城市道路照明的节能措施

浅谈城市道路照明的节能措施

发表时间：2017-10-23T15:07:19.763Z 来源：《电力设备》2017年第17期作者：杨超

[导读] 摘要：伴随着全球气候变暖尤其今年入夏以来全国各地持续高温，用电负荷巨增加上国内煤炭供应日趋紧张，2004年及未来若干年用电紧张已成定局，各地拉闸限电、错峰用电此起彼伏。

（天津市电力公司路灯处天津 300151）

摘要：伴随着全球气候变暖尤其今年入夏以来全国各地持续高温，用电负荷巨增加上国内煤炭供应日趋紧张，2004年及未来若干年用电紧张已成定局，各地拉闸限电、错峰用电此起彼伏。城市道路照明用电消耗量又极大，这就给我们这些从事道路照明工作的人员提出了一个课题，如何在保证其良好的照明功能前提下又做到节能降耗，本文就城市道路照明的节能降耗问题进行了简单的论述。

关键词：城市道路照明设计；光源；灯具；控制

何为节能降耗？除了大家经常提及的电能之外，还有节省材料、金钱等意思。结合我市现阶段的具体情况及长远规划，在城市道路照明节能的课题上我浅谈几点：

一、合理的道路照明设计及精确的参数计算

现代照明理论提出，决定道路照明优劣的几个重要指标分别是“亮度、均匀度、眩光、视觉引导性、环境系数”，尤其是国际照明委员会CIE给道路照明指定了权威推荐标准,将道路分为五级，并给出相应的推荐照明标准。

1、亮度指标的选择要与道路级别和周围环境相匹配，标准选择过高则会造成不必要的浪费。

2、平均亮度值达标即可，并非越亮越好，因为标准的指定根据的是夜间人眼最佳的视觉适应范围，超过标准不会带来视力的改善相反过分超标不但会产生眩光还会使眼睛容易疲劳。

3、亮度均匀度U0反映前方路面障碍物能否看到，是非常重要的指标，如我们驾车在足够亮的道路上行驶时视线不清，往往不是亮度不够而是亮度均匀度不够。

4、纵向均匀度U1反映前方路面上主观感觉阴暗均匀的程度，是另一个非常重要的指标。众所周知，人眼在明亮的地方瞳孔缩小、在阴暗的地方放大，在这种缩小与放大之间需要一定的时间来调节和适应，就如我们驾车在“斑马线”的道路上快速行驶，瞳孔没有适应反复放大缩小的时间，结果只能是视线不清和眼睛疲劳。

这样在“以人为本、安全第一”的前提下，我们在道路照明设计上找到一种节能的方法：结合所要设计道路的实际情况（因为CIE将道路分为五级是概括性的道路形式，我们日常所设计的道路并不完全是这种“教科书”式的道路，这就需要我们在进行道路照明设计时结合实际），针对路宽、长度、夜间车流量以及周围的环境等确定照明标准，通过合理布灯方式、排列方式以及恰当的灯具安装高度、角度结合精确的参数计算，在保证亮度均匀度和纵向均匀度的基础上通过降低过分超标的照度来降低路灯的能耗，从而确定最合理和节能的道路照明设计方案。

二、合理的选择照明光源

毫无疑问，选择高效率的光源有利于减少电能的消耗，我们拿通常用的路灯照明光源做一比较：

高压钠灯：150W—400W，光效80—130lm/W，显色指数（Ra）=30，色温2000K。

金卤灯：150W—400W，光效67—110lm/W,显色指数（Ra）=65，色温5000K。

高压汞灯因光效偏低，光色较差在现代城市道路照明中已很少用了。

参考以上数据，我们在城市道路照明设计应用中一般选择高压钠灯，因为在相同功率下高压钠灯的光通量要比金卤灯大40%左右。如250W金卤灯光通量为20000lm，而同样250W高压钠灯光通量高达30000lm，因此在相同的照明条件下高压钠灯的电耗低于金卤灯。

然而当我们进一步研究道路照明的要求时，发现在照明的客观物理指标（如Lr(av)\Eav\Uo）接近或相同时，在不同的光源下人们的视觉感受却大不相同，在路面Lr(av)和Uo相同的情况下金卤灯的显色指数和色温要高于高压钠灯因此视觉效果更好，从某中意义上讲现代道路照明的视觉效果反映了人们对照明质量的评价。

当光源光色中红、黄成分较多时，人眼瞳孔的敏感度低瞳孔缩小的程度也低，人们的视觉清晰度差看物体易产生朦胧感。反之，蓝绿光的谱线会使人的瞳孔收缩程度高，从而获得清晰的视觉效果。有文献表明：合适的色温和高显色指数的光源能有效的提高道路照明的能见度和清晰度，给人们带来舒适的视觉效果。例如在相同路面条件下由250W金卤灯（光效=80lm\Ra=80\K=5500）照射下的垂直条纹卡的视觉清晰度及视觉效果和400W高压钠灯（光效=120lm\Ra=30\K= 20000）相同。这就意味着光效高的高压钠灯因光线中含有较多的红、黄成分，视觉度不够好反而不及金卤灯。

但从经济角度上将高压钠灯价格低使用寿命长，而这点上金卤灯稍逊一筹（目前价格稍高，使用寿命比高压钠灯稍短）。

所以在进行现代道路照明设计时，光源的节能要综合考虑：在没有特殊要求的一般城市道路上照明光源还是选用光效高、造价低、寿命长的高压钠灯；在道路交叉口、广场、大型建筑及公园入口和一些需要明显改善视觉环境的场合地点，着重考虑使用金卤灯。

三、合理的选择照明灯具

所谓合理的灯具也就是指高光效、低光衰的灯具。其目地就是为了降低照明设计的初始值，从公式上看，为了降低Lr(av)或Eav的初试值只有降低空气的污染指数、提高灯具的维护系数，然而这在实际上是很难做到的，只要路灯还亮着就很少有人会主动的去清洁、维护灯具。所以我认为现在选择照明灯具，除了考虑通常的电器、维修便易等等之外，要着重考虑灯具的四个方面：

1、配光曲线

在西方道路照明是一样科技含量较高的行业，他们非常注重技术一般研制灯具都是先设计配光曲线再设计反光器，然后是灯具结构最后才是灯具外型。配光曲线是一款高效灯具的重要指标，它反映灯具射向道路中央和灯具两侧的光强是否足够，这也就为降低杆高和拉长杆距作出了准备。

2、反射器

高效的反射器可以大大的提高灯具的反射率。目前国内尚无生产高纯度铝片（99.9%）的能力，因而对其进行复合阳极氧化处理，只能采用经化学抛光后的铝片制成的反光器其反射率还不到70%，而目前国内一些大型的灯具生产企业已采用进口反射器由于其经过复合阳