引言
当前,建设节约型社会已成为我国的一项重要国策,建设部颁发的《“十一五”城市绿色照明工程规划纲要》对城市道路照明要求年节电目标达5%,5年(2006~2010年)累计节电要达到25%,节电已成为城市道路照明管理单位当前一项重要的工作,同时也越来越被地方政府重视,加快了城市道路照明节电的建设。
目前城市道路照明节电工作更多以应用新技术为主,同时新光源如宏源LVD无极灯、LED路灯、陶瓷金卤灯等也作为节能产品以推广应用,城市道路照明节电方案呈现出百家齐放的局面,什么样的节点方案才真正适合道路照明?
根据《“十一五”城市绿色照明工程规划纲要》,节能设备、措施必须达到安全可靠、科学合理、经济使用、维护方便,保证城市照明系统功能达到各项技术指标和节能效果;应根据城市规模和经济实力、严格按标准设计、按规划建设;防止以牺牲照明效果单纯追求节能。因此城市道路照明节电已经不单纯是节电问题,同时要考虑投资成本、运行维护、设备管理以及道路的照明功能技术指标等问题,并在制定节电方案时予以解决,在制定方案时,首先要了解城市道路照明的现状,包括道路照明功率密度、道路亮(照)度、灯具光源。
1、 城市道路照明基本现状分析
1.1、照明功率密度超标是我国城市道路照明普遍存在的问题
在对城市照明发展方向与节能降耗问题研究中,对全国10个城市22条道路照明情况的数据测试结果来看,路面平均照度为66lux,按设计标准主干道30lux,高出120%,属于照明严重超标,照明功率密度值普遍超出设计标准,而其中部分是采用非截光灯具的,更是超标达到2.4以上。
1.2、从对相关测试的数据分析可以得出以下结论:
(1)、照明功率密度超标是道路照明耗电量增加和浪费的主要原因;
(2)、不同道路换算成单位照明功率密度下的照度值差别较大,如此大的差别除了维护的原因,灯具、光源的效率也是不容忽视的,并已成为影响照明功率密度值的重要因素。
(3)、各道路照度差别较大,其中三分之一道路平均照度低于国家标准、四分之一道路(平均照度30~40lux)可能在节电后低于国家标准;在进行道路照明节电同时,应充分考虑到对照明的各项功能指标的影响。
2、照明功率密度标准是城市道路照明节电改造的标准
从以上所说可以看出,城市道路照明中普遍存在亮(照)度过高、照明功率密度超标的情况,而道路照明节电的实质就是降低照明功率密度值,但照明功率密度不是越低越好,还必须保证节电后的各项照明指标满足功能要求,因此在进行节电改造时应依据一定标准进行,以满足节电率和对照明质量的要求。
2007年7月1日实施的《城市道路照明设计标准(CJJ45-2006)》以照明功率密度标准作为道路照明节电的评价指标,并作为强制性标准实施。照明功率密度值保证了在满足节能要求同时满足道路照明的照度要求,新建道路照明在设计时强制要求满足该项标准以达到节电效果。该标准同样适用于对旧有道路照明的节电改造,对超标照明功率密度道路进行节电改造后照明功率密度值、照度应同样满足《城市道路照明设计标准(CJJ45-2006)》节能标准的各项指标。
通常在后半夜,城市道路的行车交通、行人流量大量减少情况下,允许通过降低照明功能指标来达到节电效果,但对节电后的照明功能指标缺少相应的标准,为保证道路照明的基本功能,节电后的照明指标不应低于低一级的照明标准,参照《城市道路照明设计标准(CJJ45-2006)》节能标准,对不同等级的道路允许有2级照明功率密度值和相应照度值,这对于实施下半夜照明节电的道路,可以分别作为节电前后的照明功率密度值和照度值,
为达到节电效果,更为保证道路照明功能指标,道路照明节电应以照明功率密度为标准设定节电后的能耗和道路照度。
3、宏源LVD无极灯的节电方案
3.1宏源LVD无极灯的照明功率密度
宏源LVD无极灯是目前应用非常广泛的道路照明光源,而宏源LVD无极灯无论光源还是灯具技术都已发展的较为成熟,高光效宏源LVD无极灯已得到普遍应用,传统光效最高可以达到80lm/W,有效光效则可高达129lm/W,而灯具的效率也提高75%、甚至80以上。
以主干道为例,按高光效200W宏源LVD无极灯(有效光效129lm/W)、75%灯具效率、维护系数0.7、利用系数0.5,主干道平均照度30lux,按利用系数公式计算:
Eav=KφUM/SW=KηPUM/SW
式中:
K——维护系数0.7;
φ——单位安装间距内总的光源光通量;
U——利用系数0.5;
M——灯具效率0.75;
S——路灯安装间距30m;
W——道路宽度21m;
η——光源发光效率129lm/W;
P——单位安装间距内总光源功率。
从以上公式可以进一步推导出功率密度ρ和平均照度、光源发光效率、灯具利用系数、效率的关系:
ρ=P/SW=Eav/KηUM=0.89<1.05
即照明功率密度为0.89时即可满足30lux的平均照度要求,比照明功率密度标准标准1.05低了20%,由此得出高光效宏源LVD无极灯是完全可以满足节电标准、且作为道路照明节电方案实施的。
3.2、宏源LVD无极灯的节电方案
在对现有路灯节电改造中,即使是高效宏源LVD无极灯也要根据道路实际情况来确定实施方案,常用方案有:
3.2.1、对灯具老化残旧、灯罩破损、配光效果差、光源衰减严重、远达不到正常照明水平或采用非截光灯具的道路,可根据道路情况按设计标准进行光源、灯具的更换,在达到节电效果的同时提高原有道路的各项照明功能指标。
3.2.2、对主要因道路亮(照)过高而造成的照明功率密度超标问题,应对道路的照明功率密度、照度进一步核对,对灯具效率有效合理(比较其单位照明功率密度的平均照度)情况下,可降低光源功率或通过节电设备(调压节电或单灯功率镇流器)节电。
如对使用200W宏源LVD无极灯(有效光通量25800lm)、平均照度大于50lux的主干道,可以更换为120W宏源LVD无极灯(15480lm)。
改造后照度降低为:50×25800/15480 =30lux,仍满足设计要求
改造后节电率:(200-120)/200 =40%
3.2.3、对于光源,灯具参数、亮(照)度合理,符合道路照明功能指标的道路的节电改造从经济角度考虑不需要进行光源、灯具的改造,但可以根据道路的交通情况利用调压节电、可调功率镇流器等节电设备进行下半夜的节电,节电时注意照度的下降不能影响道路交通功能。
使用调压节电设备要根据路灯的工作电压、电压降、光源类型等来设定节电电压,避免节电时电压过低而造成熄灯,节电率易受影响,电压调整多采用多抽头变压器实现,切换处理不好易造成熄灯。
可调功率镇流器是通过改变阻抗参数而改变工作电流,从而改变光源的消耗功率,功率调整幅度较大,节电效果显著,而且对路灯运行影响小,是目前比较应用在宏源LVD无极灯上效果较好的节电方式。
4、结束语
近年来,各地都在积极推进城市道路照明的节电工作,更多的新技术、新产品应用到道路照明中,如近年来的LED路灯的应用已成为很多路灯节电的主要方案甚至是唯一方案,不少城市在制定节电方案时,忽略了对道路照明现状的分析和无极灯的高效性,片面追求新技术、新设备,不但难以达到实际的节电效果,也会造成浪费,如LED路灯,目前正处在高速发展阶段,产品更新快,成本也在不断的降低;现阶段高投入的LED路灯将随着LED技术的发展很快成为过时产品而马上处于淘汰的边缘,同时不合适的光源或设备也会影响到道路照明的功能指标。理智的分析城市照明现状,以有效实现节电目标、降低成本、保证照明功能指标、维护便利为目标,宏源LVD无极灯节电是最简单、直接有效的节电方式。

