城市道路照明节能措施及节能效益.doc

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1、城市道路照明节能措施及节能效益2012年5月第一章 前 言随着我国国民经济快速发展，能源问题越来越成为制约经济发展的瓶颈。照明能耗占我国用电总量的12%以上，其中城市道路照明又占有非常大的比例，而且随着城市建设的发展和高速公路网的形成，道路照明的作用也更加突出。它们对保证夜晚行人和行车的安全具有决定性的作用。城市道路照明与公共区域照明还能有效地防范犯罪、美化城市、促进商业繁荣，在现代城市生活中起到了越来越重要的作用。为此，世界各国在道路照明的功能性与节能方面进行深入的研究。目前国内全年的照明耗电量是三峡水利发电工程全年发电量能力840亿度的两倍多，可以看出路灯照明的节能有很大的潜力，可以带来相

2、当可观的社会与经济效益。第二章城市道路照明节能措施一、 道路照明节能的意义随着我国社会经济和城市建设的快速发展，主要为机动车交通和市民出行服务的城市道路照明也大大加快了前进的步伐。在改善城市环境、提高城市形象的同时，城市道路照明的耗电量也在快速增长。根据“中国绿色照明工程”的统计，目前包括城市道路照明和夜景照明在内的城市公共照明的年用电量约占全国总发电量的3-4%。在我国建设节约型社会，积极推行节约能源和节能减排政策的形势下，道路照明节能已成为节约电能的一个不可或缺的环节。二、 道路照明的节能措施道路照明节能措施可归结为设计阶段的节能措施、运行期间的节能措施和管理方面的节能措施三类。（一） 道

3、路照明设计阶段的节能措施城市道路照明设计标准CJJ45-2006版以设计强条的形式提出了照明节能的标准照明功率密度（LPD）限值，设计完成时就要确保实际能耗低于LPD限值。1. 合理选定照明标准值本文转自：照明标准值设计低了，照明质量就会下降，不能满足正常的照明需要；照明标准值设计高了，既浪费电能又造成光干扰和光污染，破坏环境。所以，设计的第一步就是要选定合理的照明标准值。设计之初，首先应该与道路专业或者当地市政建设管理部门沟通，确定所设计道路的等级，再结合当地的实际情况，考虑所在城市的性质和规模，针对机动车道的宽度、周围的环境等确定道路照明标准和合适的照度。若是一般中小城市，根据城市道路照明

4、设计标准CJJ45-2006的规定，就可以选择同一级道路的低档值。一般，一条较长的道路，其路宽及沿路的环境在各个路段会各不相同。可以采用常规照明标准设计道路的直线路段，而对于像交叉路口或其他事故多发路段，就应该采取适当的方式来提高照明标准，加强驾驶员的视觉效果，防止事故的发生。2. 选择高效照明器材为了减少道路照明能耗，达到节能目的，设计人员应该挑选效率高、耗能低的光源、灯具和镇流器。高压钠灯以其发光效率高，节省能源，寿命长，性能可靠，维护费用低，黄色灯光透雾性强等优点，成为道路照明的首选光源。另外，LED与太阳能、风能装置相结合的新型绿色照明光源，有可能成为未来光源的发展趋势。灯具性能对节能

5、也是至关重要的。随灯具的效率和利用系数的不同，照射到设计路面的光通量也是不同的。要充分利用光源发出的光通量，达到节约电能的目的，就得使用效率和利用系数比较高的灯具。再有就是镇流器。在绿色照明工程中，镇流器是一个极为重要的光源电器配件。目前，对于高强度气体放电光源（100W以上）以电感镇流器为主，小功率气体放电光源（40W以下）以电子镇流器为主，正在大力推广的是节能型电感镇流器。如果把传统电感整流器更新为节能型的，将会取得可观的节能效果，而且在技术上、经济上都是可行的。3. 优化照明设计设计时，先进行照明计算，当确认它符合照明标准的要求后，再计算它是否满足LPD功率密度限值的要求。符合照明标准要

6、求的方案可能会有多种，在进行综合技术经济分析比较以后，设计人员应从中选出先进、经济合理又节约能源的最佳方案。（二） 道路照明运行阶段的节能措施除了照明设计阶段采取的节能措施，在运行过程中还应采取其他节能措施。1. 深夜降低路面亮度、照度水平同一条道路前半夜车多，对照度要求高；到了深夜，车辆减少，对照度水平的要求降低。这时，可以采取一些措施调低路面照度，从而达到节能的目的。其中，有一种最简易的方法，就是在深夜间隔关闭一部分路灯来降低路面的照度。这种方法的优点是简单实用成本低，缺点是照度均匀度大大降低，不能达到照明标准要求。故大中城市一般不推荐使用这种方法。另一种办法比这种关闭部分灯具的效果好，就

7、是采用双光源灯具，深夜关闭同一灯具内的一支光源。这种办法的优点是均匀度保持不变，管理也简单方便。2. 采用双功率镇流器，深夜降低光源功率双功率镇流器是一种节能型的电感镇流器，它的电感量可以进行变换，从而使灯的功率随之发生变化。变化次序根据照明环境的需要而设定，即在正常情况下，路灯按设计要求在额定功率下运行；深夜，行人和车辆很少，路灯不能熄灭，但照度不必很大，而且又要兼顾路面照度均匀性，这时可以使路灯降功率运行。具体方法是变换镇流器的电感量，增大电感量能使灯功率下降。由于节能效果明显（30%以上），又能有效地延长灯与电器的寿命（两倍以上），再加上其结构简单、使用可靠、维修方便，所以双功率镇流器颇

8、受欢迎。3. 在变压器的二次侧安装路灯节电器路灯节能器采用高频大功率电力电子器件实现电压调幅；可设置6时段以上自动控制节能，而多时段电压、节电率、照度等可由用户自行设置调节；电压调节无级连续，每级调节电压步进值不小于1V，调节时灯不闪不灭，无电网闪断冲击；三相独立调节，能适应三相严重不平衡工况。这样，路灯节能器能使电压高度平滑调节，灯内电弧更稳定，降压调亮节能空间更大，节电率更高，更能极大保护灯具和延长灯具的使用寿命，实现“按需调亮”，“实时调亮”。4.采用单灯补偿，降低线路能量损耗路灯负荷的分布有规律而均匀，宜在每盏灯上并联补偿一个电容量相应的电容器。以400W高压钠灯为例，其启动电流为5.

9、6A，正常工作电流为4.5A，原始功率因数=0.42；在并联了50F单灯补偿电容器后，其启动电流为2.5A，正常工作电流为2.25A，功率因数=0.85。可见，补偿后的电流比未作补偿时电流减小了50%，功率因数提高了一倍。单灯补偿减少了照明电路的无功功率，降低了低压照明线路的电能损耗和电压损耗，实现真正的“就地补偿”，达到节约电能的目的。（三） 道路照明管理方面的节能措施加强对路灯设施的维护管理也是实现节能的重要措施。灯具投入使用后，由于长期经受日晒雨淋以及防护罩里外尘埃堆积等，会使灯具透光率下降，光通量减小，造成节能效率的降低。若能按半年或者一年周期进行一次彻底擦拭的话，保持0.65以上的灯

10、具维护系数应该是没有问题的。但是，若长期不进行擦拭或擦拭做得不彻底，同时灯具的防护等级又较低的话，其维护系数甚至有可能减低到0.30.4。即可以通过擦拭灯具来提高光源光通量利用率，这样就有可能在满足照明数量和质量要求的前提下，通过选用功率较小的光源，从而达到节能的目的。本文转自：由此可见，制定合理的养护管理制度，及时修复故障灯，定期更换寿命到期、光通量降低的光源，清洁照明器材，也是一项重要的节能工作。第三章 城市道路照明节能经济效益一、城市道路照明和城市夜景照明 在建设和发展城市道路照明和城市夜景照明的同时，随之而来的就是要支付较高的照明综合费用（电费和维修、维护费）。而为了降低道路照明的综合

11、费用，许多城市所采取的节约方式多为传统的节能方式关断部分照明灯，如“半夜灯”和“斑马灯”。 城市道路照明所采取的“半夜灯”和“斑马灯”是不科学的，这是由于该种节能方式不但给夜间的行人和车辆造成不便和安全隐患，同时也会给城市的治安带来隐患。随着当今经济、科技的发展，应当采取和利用科技手段，科学的节约能源、解决问题，降低城市道路照明的综合费用，逐步取消城市道路照明的“半夜灯”和“斑马灯”现象，营造城市人生活的现代化环境和经济繁荣景象。 二、绿色照明工程 在推进城市亮化工程的同时，充分的利用和节约能耗也越来越得到各级政府的广泛重视。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

12、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），与城市的亮丽工程并不矛盾，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。 早在90年代初，发达国家就已经广泛的使用了智能照明调控系统，来降低城市照明的费用支出。国家发改委、建设部、国家质量技术监督局已在2000年下发了223号文件关于进一步推进中国绿色照明工程的意见的通知，提出推广节能、高效的照明灯具和智能照明调控系统，深入开展绿色照明节能工作。 三、城市的道路照明现状 据调查，各城市道路照明的平均时间为11.5小时，而晚22点后，道路上车少人稀，即便是繁华街道，午夜24点至清晨6点，道路上也已罕见行人和车辆

13、，而在低交通流量的道路上仍然保持原照明的亮度，不能按需调控，显然是白白的耗费资金。四、智能照明调控技术 智能照明调控技术是采用当今国际上流行的电脑智能控制路灯节能技术, 不同于国内目前一般的可控硅斩波和自耦降压的技术。它充分考虑了城市道路照明的实际状况，依据人体工程学中的视觉理论，采用现代控制论中的最优控制方法，实现了对路灯电压及照度的动态智能化管理，即TPO管理(TIME时间PLACE地点OCCASION场合)。此项技术的基本思路就是：在繁忙的时段，控制路灯保持原设计的照度，接近午夜时分，道路上人少车稀时，开始自动调整电压，通过对用电电压的智能控制，减少后半夜因城市整体的用电减少所引起的电压

14、偏高而造成的大量电能浪费。它的主要优点就是：在调整电压的同时大幅降低了电耗，节约有功电耗达30%以上，也就是说；能节约电费达30%。 再则，现有的道路照明的路灯大多使用的是高压钠灯，其设计寿命为20000小时(45年)。但是由于许多地区的电网波动严重，有些甚至超过额定电压的15%，特别是在后半夜，由于电负荷减少使得电网电压有时接近237V245V，致使路灯灯泡的实际使用寿命大大缩短，一般为11.5年。更换灯具劳动工作量大，而且易发生危险和工伤事件，造成维护费用居高不下。 在德国，美国这些耗电大国，此类技术也得到了政府的大力扶持和推广，智能照明调控技术的控制过程是：通过测取城市道路车辆及行人的“

15、时间车辆(人)”统计规律，获取相应的照度调整率，依此来设计计算机的控制程序，根据照度调整率，从某一时刻开始，平滑地对路灯输入电压进行动态调整，使路灯输入电功率与实际照度要求达到最佳匹配，不仅节约了电能，而且稳定了电压，延长了路灯的使用寿命，达到了双重意义上的节能。 五、经济效益可行性分析 为更加具体的阐述各种照明节能方式的优、缺点，以及实际产生的经济效益。我们在北京的城市道路中,选择一条已经采用了一台容量为60KVA的智能照明节能装置的路段，进行全面的实事求是的分析,目的就是为了向广大用户宣传和推广此项先进的道路照明节能技术,并且使用户在此项技术中长期得到收益。 该路段总负荷为40KW，按全年

16、路灯照明时间计算，平均每天为11.5小时。而该路段照明系统的电压高于额定电压的10%之多（电工学原理：电压升高10%，功率升高21%）。该路段的电费为0.6元/度，而道路照明的维修费是总电费的30%,因此只此一条40KW的路段，管理处全年就要支付不低于158464元照明综合费用。 计算方式： 电 费 40kW11.5小时1.21365天=203159kW0.6元=121895.4元 维 修 费 121895.430%=36568.6元 综合费用 121895.4元+36568.6元=158464元 该路段的管理处为了减低道路照明的综合费用，也曾经考虑了几种节能方案，其中包括传统的“半夜灯”方式

17、、“斑马灯”方式和安装智能照明调控装置的方式，而用户通过计算和对城市道路的综合考虑，最后采用了安装智能照明调控装置这一科学的方式，一次性投入，长期收益。 各种节能方式的节能比率的分析： 1、“半夜灯”方式： 前半夜照明时间为6小时，后半夜关灯，节约综合费用比率为47%。 计算方式： 电 费 40kW6小时1.21365天=1059960.6元=63597.6元 维 修 费 63597.6元30%=19079.28元 综合费用 63597.6元+19079.28元=82676.88元与采用此节能方案所节约综合费用比率： 158464元-82676.88元158464元100%=47% 此方法虽然

18、节电率达到47%，但这会造成后半夜整条道路漆黑一片，非常不利于城市形象、交通安全和社会治安。 2、“斑马灯”方式： 也就是隔一个亮一个灯。全夜“斑马灯”方式，节约综合费用比率为50%，后半夜“斑马灯”方式，节约综合费用比率为26%。 计算方式： 电 费 (40kW6小时1.21365天)+(40kW5.5小时1.212365天)=154577.50.6元=92746.5元 维 修 费 92746.530%=27823.95元 综合费用 92746.5元+27823.95元=120570.45元 与采用此节能方案所节约综合费用比率： 158464元-120570.45元158464元100%=2

19、3% 采用这种方法，虽然也有一定的节电率，但这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，因此不能称作是真正意义上的节能。 3、采用在照明系统上安装智能照明调控装置的方式： 该设备具有软启动、稳压、节能功能，用户可根据道路照明的现状，科学的设定节能时间和节能比率。 前半夜18点22点为正常照明时段，设备通过软启动工作过程将灯具的启挥电压从200V缓慢的上升到220V额定电压，上升时间一般为2分30秒（也可由用户根据自己的照明灯具而定），电压上升到220V以后，设备将一直运行在稳压状态直至22点。22点5点设备将工作在节能状态，由22

20、0V的额定电压缓慢的下降到190V185V后稳定工作（节能电压可根据需要在220V负25%之内由用户自行选定），此时功率下降30%，是原功率的70%。因此，节约综合费用比率为26%。 计算方式： 电 费 (40kW4小时365天)+( 40kW7.5小时0.7365天)=1350500.6元=81030元 维 修 费 8103030%=24309元 综合费用 81030元+24309元=105339元与采用此节能方案所节约综合费用比率： 158464元-105339元158464元100%=33% 我们最初对用户承诺的节电比率为33%，维修费50%。而在智能照明调控装置投入运行后的实际测量得到

21、的节电数据为36.3%，也就是说实际的比计算值节约的还高。现在我们仍以该节能方式所节约的综合费用比率33%与其他几种节能方式相比。 综合分析及投资回报 该路段管理处根据计算即：使用智能照明调控装置的方式降低综合费用为33%，有些可达50%；使用“半夜灯”方式降低综合费用为47%；使用全夜“斑马灯”方式降低综合费用为50%，而使用后半夜“斑马灯”方式所降低综合费用为23%。 并且针对各种节能方式的照明效果进行分析；“半夜灯”方式导致后半夜该路段漆黑一片，此种节能方式虽不用再投资，但代价是，不但给夜间的行人和车辆造成不便和安全隐患，同时也会给城市的治安带来隐患。 而全夜“斑马灯”和后半夜“斑马灯”

22、方式会造成该路段的照明出现“死角”，由于路灯一般间隔30米最大间隔为50米，而隔一个亮一个，中间间隔60米甚至到100米，这种黑亮相间的“斑马”现象，尤其对汽车驾驶的视觉感官非常不利，该路在设计建设时就已经考虑了此种节能方式，也不用再投入，但这种节能方式违背了城市道路照明发展的方向，同时造成了行人和汽车驾驶员对该路段照明方式不满意。 与此同时，管理处也考虑过采用节能灯的方式，但管理处的技术人员根据节能灯的特性；节能灯所发出的光为刺眼的白光，无法与道路照明中通常使用的钠灯的柔光相比，而钠灯的最大发光效率为最佳，是130lm/wW，且节能灯的寿命也有待于提高，而将原来的钠灯更换为节能灯同样需要改造

23、费用。不如一次性投入智能照明节能设备，按投资回报期计算，在一年半左右收回成本，事实也是如此！ 用户在采用智能照明节能装置近两年中，不但节约了很大一部分综合费用，方便了行人和车辆的行驶，而且在产品的技术性能和质量方面得到了用户的好评，并在该管理处所管辖的其他路段上逐步采用智能照明调控装置，达到全路段节能的目标。 其他收益 智能照明调控系统为照明设备提供各种自动化控制功能，通过电脑控制和管理软件实现无故障智能化和无人值守，提高安全可靠性，实现城市照明智能化管理。 智能照明调控系统可平均延长灯具寿命2倍以上，大量减少了灯具损耗，节省了灯具的购置费和更换工程费及维护费等。另外，也减轻了维护人员的劳动量

24、。更重要的是，在很多场所，灯具更换有很大的难度和危险性，工伤事件时有发生，灯具寿命的延长可大大降低这种危险的发生。 更深远意义在于，通过节约可观的电能消耗，就可以有效的减少火力发电厂（2002年火力发电占我国年总发电量的81.83%）对大气CO、SO、NO和粉尘、灰渣的排放量，减少污染，保护环境。根据以上的初步计算，结合市的市政照明的具体情况；全市年电费为2000万、年维修维护费600万计算，可节约电费600多万、节约维修维护费300万，全年总节约的综合费用900万。采用智能照明调控设备对全市路灯系统进行节能改造，虽然先期需要一些投资，但一般在一年半左右就可收回全部投入。此项目在市政照明智能调

25、控、设备保护、降低运营费用等方面都是非常理想的投资。无论从节能环保，还是经济、社会效益的角度看，此项投资都具有长远而深刻的实际意义。第四章 道路照明节能设计措施一、根据道路等级合理地确定照明标准根据道路等级合理地确定各级道路照明标准，从而合理地确定灯杆高度及灯杆间距、光源功率等主要设计参数。各级道路照明标准可参考表1（机动车交通道路照明标准值）确定。表1 机动车交通道路照明标准值级别道路类型路面亮度路面照度眩光限制阈值增量T1(%)最大初始值环境比SR最小值平均亮度Lav(cd/m2)总均匀度Uo最小值纵向均匀度UL最小值平均照度Eav(lx)维持值均匀度UE最小值快速路、主干路1.5/2.0

26、0.40.720/300.4100.5次干路0.75/1.00.40.510/150.35100.5支路0.5/0.750.48/100.315注: 1 表中所列的平均照度仅适用于沥青路面。若系水泥混凝土路面，其平均照度值可相应降低约30%。根据本标准附录A给出的平均亮度系数可求出相同的路面平均亮度，沥青路面和水泥混凝土路面分别需要的平均照度。 2 计算路面的维持平均亮度或维持平均照度时应根据光源种类、灯具防护等级和擦拭周期，按照本标准附录B确定维护系数。 3 表中各项数值仅适用于干燥路面。 4 表中对每一级道路的平均亮度和平均照度给出了两档标准值，“/”的左侧为低档值，右侧为高档值。二、合理

27、选择照明方式道路照明设计应根据道路和场所的特点及照明要求确定照明方案。常规照明灯具的布置可分为单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、中心对称布置和横向悬索布置五种基本方式。采用常规照明方式时，应根据道路横断面形式、宽度及照明要求进行选择，并应符合下列要求（一） 灯具的悬挑长度不宜超过安装高度的1/4，灯具的仰角不宜超过15；（二） 灯具的布置方式、安装高度和间距可按表2经计算后确定。表2 灯具的配光类型、布置方式与灯具的安装高度、间距的关系配光类型截 光 型半 截 光 型非 截 光 型布置方式安装高度H(m)间距S(m)安装高度H(m)间距S(m)安装高度H(m)间距S(m)单侧布置HWeff

28、S3HH1.2WeffS3.5HH1.4WeffS4H双侧交错布置H0.7WeffS3HH0.8WeffS3.5HH0.9WeffS4H双侧对称布置H0.5WeffS3HH0.6WeffS3.5HH0.7WeffS4H注: Weff为路面有效宽度(m)。5三、合理选用光源光源节能主要取决于它的发光效率，但光源的选用不能单纯从光效出发，而应根据显色指数、使用寿命、启动特性等综合考虑，合理运用。而光源的选择直接影响到照度及照明功率密度值（LPD）,要同时满足新标准对照度和照明功率密度值的要求，就必须对照明设计进行详细正确的计算。道路照明系统应积极推广高压钠灯、金属卤化物灯；庭院灯应积极推广使用紧凑

29、型荧光灯；在特定场合可用无极灯、半导体发光二极管(LED)灯等。各种光源的适用场所：在快速路、主干路、次干路和支路宜采用高压钠灯；在市中心、商业中心等对颜色识别要求较高的机动交通道路、商业区步行街和人行道路宜采用金属卤化物灯；庭院灯宜采用紧凑型荧光灯；对新型光源(如无极灯、半导体发光二极管(LED)、可再生能源灯具等)可在试点成熟的基础上予以应用 4。四、结合工程实际选用高光输出比的灯具灯具的选择应满足使用功能和照明质量的要求，便于安装维护且长期运行费用低。具体应考虑：（一）光学特性，如配光曲线、眩光控制等；（二）经济性，如灯具效率、初始投资及长期运行费用等；（三）特殊的环境条件，如空气中酸碱

30、等腐蚀性气体含量较高的地区或场所宜采用耐腐蚀性能好的灯具；不方便埋设电缆时可采用太阳能供电的灯具；（四）灯具的外形应与环境相协调6。灯具性能对节能至关重要，衡量灯具优劣的主要参数是灯具光输出比。灯具光输出比是说明灯具对光源光通的利用程度。灯具的光输出比总是小于1，越接近1说明灯具对光源的利用率越高。在选择灯具时，首先要满足光强分布和眩光限制的要求，在此前提条件下再选择灯具效率高的产品(70%)；实际使用中加强灯具的清洁和维护，按不同的环境状况，每半年或一年进行一次彻底清洗，保持0.65以上的维护系数；在保证平均亮度和均匀度的前提下，路灯的灯间距可以适当增大，通过合理的配光灯间距可以增加30%左

31、右 4。 五、合理选用灯具附件（一）推广使用电子镇流器、节能型电感整流器和变功率整流器电子镇流器具有效率高、功率因数高、无频闪、无噪声和节能等优点，用电子镇流器替代传统电感镇流器可节电20%30%。由于气体放电灯具有负伏安特性，而在高频状态下变为正伏安特性，使灯泡能正常启动。与电感式镇流器比较，具有如下优点：电感式镇流器自身能耗为灯泡的10%15%，电子镇流器本身能耗极低，并且有恒功率输出的特点。如果把传统电感镇流器更新为节能型的，也会取得可观的节能效果。表4 普通电感镇流器与节能型电感镇流器的功耗比较表灯功率(W)镇流器功耗占灯功率百分比(%)节电率(%)普通电感节能型电感100152011

32、4915015181236250141810484001214935变功率镇流器是通过一定时控制器(一般在路灯开灯后46小时)，在路灯回路串入一附加镇流器，将灯泡功率降下来，从而达到节能的目的。使用变功率镇流器会使路面平均照度下降30%，但均匀度仍保持不变，在后半夜车流、行人较少时，对使用功能不会有明显影响，如果考虑到后半夜电源电压上升的因素，路面照度的下降还会小些。但变功率镇流器体积比常规镇流器要大，如灯具电器室如果较小的话，安装就会有困难。（二）进行无功补偿对路灯照明电路进行无功补偿，可采用单灯补偿和集中补偿两种方式。单灯补偿就是在每盏灯上并联一个电容量适当的电容器进行补偿，既减少照明电路

33、的无功功率，也能降低低压照明线路上的电能损耗和电压损耗。同时，因为线路电流降低，可选用较小截面的导线。单灯补偿的经验值：250W、400W 高压钠灯补偿电容器电容值分别为32F 、45/50F10。集中补偿是将电容集中装在配电装置中，其优点是安装简单，运行可靠，利用率高，缺点是不能减少低压线路上的电压损耗和电能损耗，只能对电网起无功补偿作用；另外，必须加装放电设备。目前大部分灯具厂家在灯具上已经做到单灯补偿，集中补偿可在低压侧集中补偿以提高变压器效率。六、利用照明软件进行计算校验在确定了道路照明等级、照明方式、灯具之后可利用照明软件进行计算校验，对初选的照明方案进行调整。照明计算软件对于照明设

34、计师而言, 才是真正意义上的计算机辅助设计。照明计算软件作为一种专业软件, 往往由一些知名的或有相当实力的灯具厂商针对自己的产品进行开发, 如Philips 的Calculux；Lithonia Lighting 的Visual, Siteco等11。由于这些软件专业性强, 对于非开发人员来说不易掌握, 因此, 目前被较为广泛使用的照明计算软件当数Dialux 和Agi32 了。Dialux 是由德国的DIAL 公司进行开发设计, 目前主要应用于欧洲。近些年, Dialux 已进入中国的市场, 目前已有中文简体版本, 由于其免费的策略已有很多国人在使用。而Agi32 正式版费用较为昂贵, 在澳

35、洲和美国的一些大学里较为普及, 仅限于英文版本,国内使用者较少8。此外国内照明计算软件有广东东松三雄电气有限公司于2006年推出的Litecalc照明设计软件。Litecalc软件具有专业操作功能，计算速度快、数据准确、中文操作界面、容易操作，数据分析表现直观、易懂的特点；可满足设计人员对照明设计计算的需求。该软件可广泛用于室内外工程、专业体育场馆、户外建筑泛光，景观及园林、道路、隧道等工程的照度计算等用途。设计师也可随意查询该公司的灯具光学参数等资料。软件和参考资料可在Dialux 、Agi32 和Litecalc三款软件都可进行道路照明计算。通过计算机计算可以更加直观、准确、合理的确定理想

36、的照明方案，减少了盲目的增加灯具功率从一味追求高照度、高亮度设计误区中解放出来，达到节能的目的。七、合理划分配电回路、正确选择变压器容量（一）合理划分配电回路、采用先进的控制方式；保证负荷三相平衡随着工业控制、微电子、计算机网络技术的进步，促进了照明控制技术的的飞速发展，照明控制范围也越来越大，其控制功能和和性能越来越强大。照明控制系统也已经从集中控制方式发展到现场总线式结构。在繁华区域的街道和景观照明可以采用诸如Dynalite照明控制系统和C-Bus照明控制总线。一般道路可在确保功能和效果的前提下，合理调整亮灯数量和时间。设计中应合理划分配电回路，全面推广半夜灯，主次干道实行双回路供电，分

37、全夜灯回路和半夜灯回路。在供电方式上，可以采用单相方式，也可以采用三相方式。如果以单相方式损耗值为100%，则三相平衡的方式为其16.7%。三相负荷的不平衡度会增加其线路损耗。因此，尽量保持负荷的三相平衡也能起到节能效果9。如果三相所带负载的大小相差太大，会造成三相电流的不平衡。情况严重的，会造成通过中性线的电流增大，由于中性线的截面积一般比相线截面积小，其承载负荷的能力较小，长时间在三相电流的不平衡状态下工作，中性线会发热，产生比较高的温度，成为隐蔽状态下的电气故障和电器火灾，这是非常危险的。在设计阶段应充分考虑到三相负荷的平衡，核对检查每一回路的灯具数量，按照具体的要求系统地规划配电线路的

38、承载负荷量，合理分配每一单相回路的负荷，使三相趋于平衡，确保在以后的使用中，不出现问题。此外在中性线选择上也可以考虑选择等截面电缆从根本上解决因三相负荷严重失衡出现电气事故和电气火灾。（二）正确选择变压器容量供配电系统的损耗，主要由变压器损耗、配电线路损耗以及开关仪表电气元件损耗组成。其中变压器和配电线路的损耗，约占供配电系统总损耗的95%以上，而配电装置中，各种开关仪表电气元件的损耗，所占比例不超过5%，所以，降低变压器及配电系统损耗是提高供电效率、节约能源的关键。保持变压器在高效率下工作，是减少变压器损耗的基本手段。应根据负荷大小，合理选择变压器容量，使其运行过程中保持较高的效率，从而可以

39、节省电能。采用高效率的变压器，可以节约电能，如配电变压器的空载损耗60年代初的ST型变压器是70年代初期产品S1型变压器的1.32倍，S1系列又比S6系列的大约小14%，而90年代后期以前应用的S7系列变压器又比S6系列的小45%，90年代末国家推广使用的S9系列变压器的空载损耗和负载损耗更小。目前，一种非晶合金的变压器，成为最节能的变压器，其空载损耗比普通变压器下降80%，起到了很好的节能效果。第五章 道路照明节能改造案例以某市一条道路为例：总长5公里,现用500套高12米的双头路灯,每套路灯的光源是250W的金卤灯及400W的钠灯各一盏,现在地面照度是25-40LUX。现光源每套400W钠

40、灯的价位是：380元/只；每套250W的金卤灯的价位是：257元/只。现在地面照度是25-40LUX。现存在的问题是：地面视觉昏暗,容易出交通事故。 依据以上某市该条道路目前的照明设计方案,本着“选取技术先进、经济合理又节约能源”的原则,本期光源论坛邀请部分“节能联盟”单位为该条路设计道路照明的改造方案 改造建议 LED照明是21世纪世界最先进的节能、环保光源,它具有长寿命、低能耗、无频闪、启动无大电流、无污染的特点,它在同样照度的情况下,比白炽灯节能90%,比荧光灯、高压钠灯节能50%,随着LED亮度的不断提高,节能效果更加显著,采用LED照明来替代传统光源,以达到节能减排的目的,特别是道路

41、照明采用LED已是必然的趋势。依据案例内容,建议采用LED的路灯改造方案双灯头采用一高一低方式,12米高度采用150W LED路灯,行人道侧7-8米高度采用50W LED路灯,两个灯头合计光源功率200W。因为LED灯光穿透力强、显色性高,它的显色性在80%以上,而钠灯和金卤灯的显色性小于60%,相差20%以上,使眼睛视觉清晰度增加了20%,因此亮度基本与250W和400W传统灯相差不大,但耗电可以大大减少。依据案例内容,使用500只双灯头路灯,LED路灯与传统路灯的比较：按上表计算：LED路灯投入共需3350000元,传统路灯投入共需2000000元,LED路灯多投入135万元,但年节约电费

42、702260元,1.9年时间即可收回多投入的成本。实际使用测试：测试对象：飞利浦 250W高压钠灯 大益100W LED路灯 测试条件：垂直高度15米处。拍摄条件：自动。无闪光灯。 结论：由于钠灯色温较低,而照度计对暖色光比较敏感,照度高于LED路灯。而钠灯的显色性差,对比LED所照下的光,显得昏暗,对于肉眼来说,100W的LED路灯在视觉上亮一点。绿色照明工程就是实现节能降耗的重要一项工作。所谓绿色照明是指通过科学的照明设计,采用高效节电照明产品,达到节电、保护照明环境和提高照明质量的统称。 实施绿色照明包括：1、推广使用高效节能电光源(如纳米六基色等离子无极灯、高光效钠灯、金卤灯等),2、

43、提高显色性、反射率等,3、采用先进照明设计等几项。本案例中,现有方案存在的问题是：耗能高,维护周期短,光衰大,显色性差。 节能改造方案节能改造流程如下：无极灯(纳米六基色等离子)以同等数量替换:用210W光源替换原400瓦钠灯,用125W光源替换原250W金卤灯,灯具安装高度不变,灯间距不变。替换后一晚使用时间内数据对比见表一： 一、使用无极灯改造后,维持当前照度,节能55%,事物能见度提高50%,增加夜间行车安全。二、维护周期由1.5年提升到10年,节省了大量的劳动力,减少安全事故。三、无极灯每天可少使用2085度电,合1668元；折算为256.2吨标准煤,即可减排2.6吨硫或者说1.3吨二

44、氧化碳。对减缓温室效应做出贡献。四、投资回报(光源均含电器,不含灯具)：回报周期：1.5年 这是在节能改造的情况下计算,如果是新修工程,则还应计算路灯使用电缆规格不同而节省的投资。 总结： 无极灯作为绿色节能照明光源,近年来在市政、工厂、学校、体育场馆等受到了广泛的应用,其显著的节能、回报快、维护率低等优点,受到越来越多消费者的信赖。 表4 编号：浙江省道路照明节能示范工程申报表道路工程名称 _建 设 单 位 _ （盖章）主 管 部 门 _实施起止年限 _申报时间 年 月 日浙江省住房和城乡建设厅编制说 明1申报表一律采用A4规格的纸和4号宋体字型打印，一式四份；2每项内容打印不完，可加页；3

45、工程可行性研究报告（含节能篇），节能专项设计方案，各一式十份；工程立项核准文件复印件一式二份；作为申报表附件一并报送；4工程可行性研究报告（含节能篇）、节能专项设计方案以及申报表的内容应制成软盘或光盘随申报表一并报送；5节能示范工程申报单位应是建设单位;6. 电与标准煤的换算关系：1kwh=0.35kg标准煤;7. 所申报工程规模要求：用电量不小于3kw;8. 公园、小区和厂区道路照明，也可申报该类示范工程，其基本要求为用电量不小于3kw。一、道路情况1道路类型（1）新建道路 （2）既有道路（选项打）2节能照明技术（1）LED （2）光伏 （3）LED+光伏（选项打）3（1）道路长度 m（2）每根灯杆装灯数量 盏（3）灯具安装 双侧 单侧（选项打）（4）灯杆间距 m（5）照明系统预算 元/m（6）安装路灯数量 盏（7）设计节约标煤 吨/年（8）照明系统总预算 元4工程所在地建委（局）传真通讯地址