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赵建平:道路照明节能的关键环节在于路灯设计  

2011-03-27 08:05:34|  分类: 设计灵感 |  标签: |举报 |字号 订阅

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赵建平:道路照明节能的关键环节在于路灯设计 - 美人鲍 - 路灯设计=LED+太阳能低碳设计

  近年来,我国的城市道路照明发展迅速。1999年全国还只有近298万盏路灯,2010年已经达到约1320万盏,安装功率达到214万千瓦,一年的耗电量约为61亿度。这个数字还是比较庞大的,有很大的节能文章可做。

       日前媒体报道,德国小镇莱姆葛采用路灯随用随开的节能措施,一年节约电费4万英镑。如果有居民晚间出来活动,他们只需拨打一个预先设定的号码,对着电话说出自己的必经之路以及需要路灯何时开启,电话另一端的电脑将控制路灯适时点亮,闲置时自动熄灭。

  为了让路灯随用随开,德国小镇莱姆葛动用了很多科技手段,可能有些人会觉得小题大做,但最后他们成功节约大笔电费,证明辛苦是值得的。实际上,道路照明节能的确潜力巨大。

  被忽视了的路灯设计环节

  道路照明节能措施有很多种,可归为三类:一是道路照明设计阶段的节能措施,二是运行期间的节能措施,三是管理方面的节能措施。

  在这三类措施中,目前国内比较重视第二类和第三类,实际工作中做得也还不错。比如很多地方在路灯运行中采取半夜关灯、降低功率的措施,将一盏路灯中的两个灯泡关掉一个,整体降低路面照度,节省能源。

  但要真正做好道路照明节能,实际上第一类措施即照明设计最重要。它是节能的龙头,节能指标往往靠设计去完成,其他措施只能起辅助作用。我国目前的问题恰恰在于对道路照明设计环节的节能不够重视,相关标准已经有了,可执行力度却不够。

  新修订的《城市道路照明设计标准》中规定了机动车交通道路照明功率密度限值,要求设计时确保实际能耗低于标准规定的限值,在路灯实际运行和管理工作中不过是进一步采取措施,尽可能降低能耗而已。

  现在,管理道路照明的一般是各地的路灯管理处或照明管理处。这些机构往往管不到设计环节,只在道路建成后接手负责路灯的运行和管理。道路照明在设计环节往往因为人为的原因提高了能耗。有时候甚至就是领导部门的一句“不能太暗了”,设计照度就大大提高。也有相当多的路灯设计部门或技术人员无设计资质,随意选灯、装灯和布灯,以致严重超标或不能达标。

  归根结底,问题的关键在于我国的道路照明设计在能耗方面缺乏审查和监督环节。道路照明工程验收时,只强调安全、消防等问题,对照度控制不严。

  路灯绝非越亮越好

  道路照明设计工作首先要做的,就是合理选定照明标准值。

  这里需要关注两方面的问题。一方面,节能不等于降低照明的标准或者不开灯。去年,国内几大城市的商业中心曾搞过景观照明熄灯半小时体验,游客、顾客的心情显然大受影响。合理的城市照明可以对经济起积极的拉动作用,经济发展与节约能源之间的矛盾并非不可调和。

  另一方面,很多人认为道路照明越亮越好。实际上,道路照明不需要那么亮。道路照明的主要目的是为机动车驾驶员提供良好的视觉条件,使他们能及时发现前方60~160米范围内的障碍物,一般最高照度需30勒克司(沥青砼路面)。大量的试验研究表明,驾驶员评价为“好”的道路照明所对应的平均照度约为15勒克司,并非越亮越好!过亮不但浪费,还会导致光干扰和光污染。

  国际照明标准中规定:M1级路为20勒克司,M5级路才5勒克司。资料表明,美国主要道路照明的照度一般为10~20勒克司之间,著名的法国巴黎香榭丽舍大街的平均照度只有17勒克司,澳大利亚的路面照度也在10到20勒克司之间。

  调查显示,国内一些大城市,北京、上海、常州、扬州、武汉、长春、成都、无锡、宝鸡、杭州、银川等都有一些道路照明的平均照度在45勒克司以上,甚至有的道路路面平均照度达140勒克司。而我国新修订的《城市道路照明设计标准》规定,沥青路面平均照度维持值为20到30勒克司之间。若能一开始就把这些超标的道路都降下来,能节省很大一部分能源。而且,设计超标带来的能源浪费,远不是后期运行中调压降压所能弥补的。

  正确的做法是,在进行道路照明设计之初,就应该和当地市政建设部门、交通管理部门沟通,确定所设计的道路属于哪一级,据此选定相应的照明标准值,然后才开始照明设计。

  新产品新技术在争议中前行

  照明设计工作还包括选择合适的照明器材,减少能耗。这包括选择高效节能的光源、配光合适的灯具、节能的整流器以及控制设备等产品,甚至与电缆也有关系。

  值得注意的是,很多地方忽略了道路照明的功能性,过多注重装饰性效果。有些地方要求一条路一个灯型,过多强调路灯的艺术性要求,忽略了功能性。道路照明应该以功能性为主,两者综合起来考量。

  节能光源方面,目前高压钠灯用得较多,它在世界上来说都是一个节能王,技术比较成熟也比较稳定。但近年来也有很多新产品问世。目前的热点是如何将LED(发光二极管)用到道路照明上,国内外的专家学者都在研究这个问题。LED的未来前景还是不错的,国内已有很多示范工程,尤其景观照明效果不错,但将它用于道路照明,争议还很大。目前,LED路灯的散热、封装等技术问题还没有完全攻破。理论上,LED寿命比较长,能达到10万小时,但实际上仅能做到3万小时。而且,配光,即光电分布的问题没有解决。LED的直射光比较强,而路灯光源需要散开型的,尽可能变成蝙蝠型配光,即不但要求把灯底下照亮,还要照亮灯和灯之间的距离。如果两个灯很亮,灯之间很暗,不论是从暗处突然走到亮处,还是反过来,人的眼睛都难以很快适应,开车容易出问题。我国城市道路照明设计标准规定照度的均匀度(最小值与平均值之比)不应小于0.4。

  此外,这几年我国也做了很多太阳能路灯示范工程。但太阳能路灯的电池技术还不太成熟,寿命短,投资高,用两三年以后就不行了。谁来维护谁来换是一个大问题。现在的示范工程多以小功率为主,照明效果不太好;大功率所需要的电池板体积也大,价格也随之上涨。而且电池带来的环境污染问题也需重视。

  不过,笔者相信,这些新产品和新技术还是会在争议中不断改进,继续前行。

  而确定了合适的照度,选择了合适的照明器材,剩下的设计工作就是进行细致的计算和安排,保证满足道路照明的各项评价指标。

  总之,只要能把设计环节重视起来,相信我国的道路照明节能工作能上一个台阶。

       赵建平:中国建筑科学研究院建筑物理研究所副所长、教授级高工,中国照明学会室外照明专业委员会主任委员,中国工程建设标准化协会采光照明委员会主任委员。

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