国家路灯照明的具体标准(6篇)
国家路灯照明的具体标准篇1
【关键词】城市道路照明工程设计节能
国家建设部、发改委于2004年,在《城市道路照明设施管理规定》的基础上经过修改,发出《关于加强城市照明管理促进节约用电工作的意见》的通知。文中指出“大力推广节能技术,提高电能利用效率;严格按照照明设计标准规范进行照明设施的建设,不得超标准建设;新建、改建照明项目必须采用科学的照明设计方法,推广采用高效照明电器产品和节能控制技术。”等以上规则。随着我国经济建设的高速发展,社会城市化建设突飞猛进,因此,与之相匹配的城市道路照明的改造和新建工程也急剧骤增。但是伴随而来的是能耗的大幅度提高,特别是近年来能源价格大幅度提升,使电力耗费成为负担。因此,路灯的节能必然成为一种趋势。
一、城市道路照明工程设计与节能
城市道路照明的目的是为驾驶员和行人创造一个良好的视看环境,使人们安全、迅速、舒适地到达目的地;以及为了减少对人身及财产的犯罪行为发生。城市的人行道上一般是行人较多,所以城市主要道路照明不但要照亮车行道路面,而且还要适当照亮人行道,而且使半柱面照度达到标准要求,这样有利于迅速发现人或动物横穿道路等潜在的不安全因素。
设计是节能的源头。城市照明工程设计应由专业设计人员进行,在设计时应严格遵循道路的性质、功能对照相应的照度和能耗密度标准,确定最节能的布灯间距、光源、供电路线、控制系统等等。这就要求道路照明工程师不但有良好的职业责任感,较全面的技术素质,能掌握科学的照明设计方法。设计人员在进行道路照明设计时,在保证照明的效果,达到城市道路照明的目的前提下,做到最大限度地节能和节省投资,并降低运行维护费用。
二、采取合理的布灯间距
路灯的布灯间距是否适当直接关系到照明的效果。安装间距对节能尤为重要,尽可能加大安装间距。
如采用双侧对称布置,间距30米时,每公里66个灯,如250w,按每亮灯10小时,每公里耗电量为66*250*0.001*365*10=60225kwh(不计镇流器损耗);若间距为40米时,每公里50个灯,耗电量为50*250*0.001*365*10=45625kwh,每公里就节约14600度电,假设全国以每年新增城市道路2.5万公里计算,就可节省电力3.65亿KWh,并可节省灯具杆投资20亿元(每杆以5000元计),相当可观。当然,这是经计算满足标准的前提下并未考虑道路交叉口和隔离带分段而影响间距布置。从上可看出,在满足标准的前提下,布灯间距对节能非常大的意义。
三、路灯光源的选择
目前,路灯照明所采用光源的主要类型有:金属卤化物灯、高压钠灯、白炽灯、紧凑性荧光灯等。在相同的电功率下,高压钠灯光能量比金卤灯高40%左右,且钠灯的透雾性能比较好;按照同样照度标准的道路照明要求,金卤灯光源的电耗多于高压钠灯。因此高压钠灯在城市道路照明工程中使用非常广泛。
随着科学的发展,LED光源的技术成熟,LED光源在许多大中城市大力推广应用。LED光源的特点是长寿命、高效、节能、安全、绿色环保。据专家介绍,和高压钠灯相比,新型大功率LED路灯可节约80%的电能,在照明效果上基本也可以取代路灯普遍所采用的高压钠灯。
LED光源耗电量是高压钠灯的18.7%,可节约80%以上的电能。
高压钠灯更换成本和维护费用是LED路灯5倍。可见LED路灯不但能比高压钠灯节能,且更换成本和维护费用节省的多。所以,LED光源在城市道路照明方面的广泛应用,必将是大势所趋。
四、供电路线设计
路灯工程的特点是线路较长,线路上的电流不一定很大。路灯配电回路供电半径长一般达800米,随灯具与供电端距离的增加,电压逐渐下降,若线路设计不当,有可能出现远端电压不能满足光源所需正常维持电压;解决线路压降问题的方法就是安装补偿电容。
目前国内城市道路照明工程设计中采用的电容补偿方式有两种:一是在路灯电源处集中补偿,二是在灯具处分散补偿。采用路灯电源处集中补偿方式,并不能减少低压配线的耗电;采用单灯分散补偿,无疑减少了路灯电源至路灯灯具这一段线路上产生的损耗,将起到较好的节电效果。
路灯采用的光源,基本是气体放电灯,其功率因数相当低,一般在0.40~0.6,从而使回路电流大,在线路上产生的损耗相当可观。电容补偿后单灯功率因数不小于0.80。据测算,对一条道路上安装的100盏250W高压钠灯进行电容器无功补偿,将功率因数由0.44提高至0.80,结果供电电流由补偿前的300A降低至141A,工作电流下降了大约一半,表明该照明系统通过无功补偿为供电电源系统腾出了一半的容量空间,使电源设备能够再发挥相当数量的供电潜能。
另一方面,由于照明系统供电线路上减少了一百多安培电流的徒劳往返,必将大幅减少线路上的电压损耗和功率损耗,同时也降低了线缆的温升,可谓一举多得。
五、控制系统与节能
多年以来,我国路灯的管理和控制手段主要采取以下手段:开关灯采取时控方式;故障巡检依靠人工巡查的方式。随着城市的扩大,路灯数量的迅速增长,这种控制方式在故障实时监控处理、按需控制、节能等方面已越来越不能适合城市发展。
无线监控路灯控制系统应用计算机网络、超短波通讯、数据传递、大屏幕投影等技术,组成具有无线遥控、遥测、遥讯和数据信息处理等功能。它实现了在总控制室和各道路分控制站之间,用数据的形式通过无线电的方式,对各路灯控制箱进行监视、测量和控制,实现路灯监控的智能化管理。可对大中城市城区路灯进行准确的遥控开关灯,避免因早开或晚关造成的能源浪费。
该控制系统操作回路一般2~3回,分别用作上半夜路灯、下半夜路灯和其他路灯,每一操作回路可以有多个出线空气断路器。电缆出线采用道路单侧单独供电(即单回路供电)的方式,但在接线方式上采用单侧单条电缆出线的异型接线方式。即其灯杆电缆的接线方式按照正常的ABC排序,但在控制箱内将供给道路两侧的电缆(分别为上下半夜的电缆)的同一相(如:C相)电缆芯对换接线,使之在上半夜灯全部亮,下半夜是一边亮2P3(即1#、2#、4#、5#……亮灯),而另一边亮1P3(即3#、6#、9#……亮灯),这样在下半夜变压器仍能三相平衡供电,其照度也基本均匀,因下半夜车辆和行人稀少,能满足行走安全的要求。比如我市的路灯电费每年大约500万元,若采用全夜灯及半夜灯分时段节能控制方式,也就是在晚上12点以后,关闭一半的灯具,每年就可节约电费125万元左右。
六、结束语
城市道路照明是城市夜景照明的一个重要组成部分,并且作为城市最基本的构成要素之一,是展示城市形象的最直观的场所。城市道路照明工程的节能设计,对提高能源利用效率,减少不必要的能源浪费,有很重大的意义。
参考文献:
[1]国家行业标准《城市道路照明设计标准》.
国家路灯照明的具体标准篇2
关键词:城市;道路照明;节能措施
1前言
随着经济的发展和社会的进步,城市照明设施越来越引起人们的高度重视和社会各方面的关注。因为它在提高城市形象、改善城市环境同时,不可避免的带来用电费用的大幅增加,增加了各地政府的负担。因此,在不降低照明标准、满足更高的照明质量和视觉环境的前提下,城市照明的节能是必要的。
本文结合笔者自身工作实践,谈谈城市路灯照明和节能,希望能收到一些社会效益。
2道路照明设置
2.1道路照明主要参数计算
2.1.1路面任一点的照度计算
路面上设置的灯具i对路面任一点P的照度可按式(1)计算:
EPi=Iγβcos3γ/H2(1)
(1)式中,EPi为灯具i对路面上P点的照度值;Iγβ为对P点的垂直角γ和水平角β在灯具样本的配光曲线或光强中对应得值;γ为灯具i的光轴与P点光线的夹角;β为P点与光源在水平面内对应的夹角;H为灯具i的安装高度;照度计算如图1。
图1照度计算
一般在道路中,对应于一个点,同时有若干个点光源在该点投有光通量,而在道路设计照明计算时,一般只要求计算该点附近3~4盏灯具的光照叠加值,将叠加后的照度值作为该点的亮度值,如式(2):
EP=ΣEPi(2)
2.1.2平均照度和均匀度
按灯杆宽度和路面宽度选择若干个有代表性的点,求出其中的照度值。其中必然会出现极大、极小值。利用式(3)~式(5)可计算平均照度Eav、均匀度E0和纵向均匀度E1:
Eav=(ΣEP)/n(3)
E0=Emin/Eav(4)
E1=Emin/Emax(5)
式中,n为所取采样点的个数;Emin为所取得采样点中照度最小的值;Emax为所取得采样点中照度最大的值。采样点取得越多,计算值精度就越高。
2.1.3亮度指标的计算
由亮度系数Q0和照度换算系数P0的公式:
Q0=L/E;P0=E/L=1/Q0(6)
式中,Q0为路面的亮度系数;P0为路面照度换算系数;L为路面某单元的亮度值;E为路面某单元的照度值。
由式(6)可得路面亮度的计算式(7):
L=Q0E=E/P0(7)
亮度系数决定于路面的材料性质、光源、光环境和观察者相对于观察单元的位置。我国公路行业对水泥混凝土和沥青路面的P0值取为15和21;在隧道内则改取为13和22。
2.2道路照明设置
2.2.1照度标准
照度标准是为各类场所制定的人工电气照明照度水平值,其数值一般指水平照度。多少年积累照度标准的研究,都是依据视角的研究来确定的。我国建国以来照度标准曾修订过数次,其中一项是1991年的《城市道路照明设计标准》(GJJ45-91)。
衡量照度的指标:照度的好坏除能否看清物体外,还有看清物体的难易程度,心里感觉舒适性等,衡量照度水平要综合考虑视角功能、舒适感、经络性、节能等因素。不同的社会条件,不同的地区照度水平可能存在较大的差别。如深圳地区常规做法是将设计照度标准比现行城市道路照明标准高一至两个等级要求。
照度标准是有分级的,照度级差大体为1.5倍的系数,我国的照度标准的分级如下:0.5、1、2、3、5、10、15、20、30、50~3000Lx。在城市道路照明设计时,可以选用其中的部分标准。新标准的特点:过去以工作面上最低照度为标准,现在改为工作面上平均照度为标准;过去标准是单值,新标准改为照度范围,更适合实际情况,有利于灵活运用。例如某一级照度标准为75-100-150Lx,其中值100Lx是推荐值,采用75Lx和150Lx均可。照度标准是设计时重要技术参数之一,必须贯彻执行。
2.2.2主车道照明设置
主车道照明有杆柱式、高杆式、悬索式和高栏式等几种,通过它们的优缺点对比,采用其中的杆柱式作主车道照明比较合理。而且在实际主车道照明工程中,已被广泛采用。因为其优点颇多,在杆柱的顶端安装照明器,杆柱沿道路配置,其特点式照明器可以沿线形任意布置,并能有效地照到路面,也就是说用小光通量的光源就能满足要求,经络性、诱导性均比较好。随着灯具安装高度的增加,眩光越来越少,整个照明的舒适性相应增加,同时亮度分布面积扩大,得到同样均匀度所需灯具数量减少。根据以往的经验,气体放电灯的杆高,在10~15m是经济的。照明器的眩光和人眼的位置有关,并与照明器的垂直照度成比例,除限制照明水平方向发光强度外,灯具的安装高度也有很大影响,当安装较高时,杆的间距变大,视野内的灯数减少,产生眩光亮度的视角减少,从而使眩光减弱,为了限制眩光,表1给出了按光源光通安装灯具的最小允许高度值。可作参考。
表1按光源光通安装灯具的最小允许高度值
用于主车道照明的杆柱式结构,包括杆柱、悬臂长度和悬臂仰角(即灯具安装仰角),杆柱的悬臂有单边和双边两种,一般单边悬臂杆柱安装在车道边,悬臂伸向车道,双边悬臂杆柱一般安装在车道中央绿化带,两悬臂分别伸向来往车道,有些也安装在车道边,一悬臂伸向人行道,一悬臂伸向车道。为了获得主车道合理照度和抑制眩光,保证照明质量,除优选杆柱尺寸外,对悬臂优化尺寸选定同样重要,一般悬臂外伸的长度是按灯具发光部门长度(即沿道路横断方向发光部分的长度)来决定的,CIE建议悬臂长度不能超过杆柱高度1/4,比较具体要求见表2。
表2杆柱悬臂外伸部分光度选择表
悬臂倾斜角度(即灯具安装倾角)选择,应当重视车道和人行道照明器的光通分配,必须使车道和人行道有相同的宽度,因而照明器尽量采用水平安装。因为倾角较大时,会增加眩光,慢车道和人行道的亮度降低。实践证明,悬臂倾角可以作成5°或15°,一般选在5°以下合理。倾角过大,虽然车道侧的照明利用率增加,但人行道的照明利用率则下降。
3城市道路照明的节能措施
城市路灯照明节能的渠道方法很多,综合起来节电效果较好的有光源合理选择、先进的设计、控制系统合理、提高功率因数和定期维护等几项,分述如下:
3.1光源的选择
选用节约电能的光源和灯具,是节电的重要内容,所以要选择经济性好,消耗电能和投资、维护费用低、发光效率高、寿命长、光色和显色性好、光通量高、气体放电等配套的镇流器,启动设备等性能要好的光源。如表3可以参考:
光源和灯具的合理选择,对节约电能影响很大,如选择不当,电能损失可高
表3常用光源发光效率、寿命比较表
达30~40%,反之,就可以大大节约资金。
光源的发展大约分为三代:白炽灯为第一代,荧光灯和高压汞灯为第二代,高压钠灯为第三代。从4可见,高压钠灯的发光效率和寿命最高,效率是高压汞灯的2~2.3倍,寿命是4~4.8倍,效率是白炽灯5.6~11倍,寿命是16~24倍。用高压的钠灯取代白炽灯,可节约电能80%以上,代替高压汞灯可节电60%。同时高压钠灯还具有结构牢固、抗绣蚀能力强,技术性能稳定、光通维持性好,维护系数高、透光性强等优点。所以高压钠灯已成为被广泛采用的光源,城市路灯照明已大量采用。
3.2合理的道路照明设计
道路照明设计应遵循国家的规范和标准,设计前要做好调研工作,调研道路的种类、路线形式、道路平剖面、路面反射率和交通情况,区别主干及分支道路、管理形式,推算交通量与行车速度。特别要注意重要交叉点,人行横道的附近情况,其次调查道路周围有关情况、气象条件、供电电源等。重视影响道路照明设计质量的主要因素:①路面的平均亮度;②路面亮度分布的均匀程度;③采用照明器的技术指标与眩光抑制程度;④道路照明器布置的诱导性等。合理的道路照明设计十分重要,如果图纸有缺陷或设备选择不当,都会造成损失,损失就造成浪费。
3.3控制路灯的设置更合理
控制路灯的开关,要控制方便、准确和安全,不管采用人工、时钟自控、光电自控或微机控制的启闭时间都要准确,这是可以节电的一个方面。以某市为例,装灯容量从97年底统计为700kW,如果控制路灯启闭时间不精确,提前亮灯或延迟熄灯都会浪费电能。以每天少亮灯5min计算,每年可以节电2180kWh;采用自动时间控制开关控半夜灯和长夜灯,当夜深行人、车辆少时,自动控制路灯熄灭一半(照度是适当降低些,但不影响道路照明正常使用),亦可以节约电能;在老的路灯照明线路上,因历史原因,当初可能未考虑节能或考虑得不全面,可以在原来的线路加装节能装置,据测试可以节电20%左右;在某些电压波动较大的线路,当用电设备少时,电压升高,不利节能,可以考虑增加稳压器控制电源电压达到稳定,同样可以收到节能效果。控制路灯节能例子很多,难于尽举。
3.4降低照明线路无功损耗和缩小供电半径
现在随着供电质量不断提高,电网电压日趋稳定正常,而到下半夜当用电明显减少时,供电电压升高较多,则照明用电量的功耗也随之上升。这样不但缩短了光源的寿命,也增加了不必要的能量消耗。现在有关单位研制了一种节能器,安装在照明线路内,能按照用户设置的电压值自动投入运行,当电网电压低于设置电压时,负载电压直接由电网供电,节能器不参加工作,当电网电压高于设置电压时,节能器自动投入工作,电网电压经节能器降压供给负载,使照明设备始终在额定电压下运行。而且,节能器本身功率损耗极小,这也节省了照明设备的电能消耗。
3.5路灯系统和灯具定期维护
灯具的造形、结构形式是由使用场合决定的,为提高灯具的发光效率,很多灯具在制造时都增装了反光板。在灯具使用过程中,反光板会锈蚀减少反射率,降低亮度;灯具玻璃会粘上粉尘、油污等,降低玻璃的透明度。所以对灯具要定期检修,力求保持正常发光效率。灯具能发挥其照明作用,就是把光源产生的光通量透过玻璃灯罩,照射到需要的地方,灯具发光效率就光源光通量的利用率,任何灯具的光源的光通量及反射光板的反射效果,其总发光效率总是小于1,如果同一种功率的光源,一种使用在高效灯具上,光通量利用可达70~80%;另一种使用在低效率的灯具上,光通量只能利用40~50%。那么使用在低效率灯具就浪费电能。所以说明选用高效灯具,定期检修路灯系统,是节能和保证城市道路照明质量有效措施。
国家路灯照明的具体标准篇3
关键词:路灯系统;照度;节能问题
中图分类号:TD625文献标识码:A文章编号:
引言
近年来,道路照明设施随着各地经济和交通的发展,其规模及数量越来越大,道路照明耗电在迅速上升。
照明节能,尤其是城市道路的照明节能,因其用电量大而成为相当重要的突破口。目前,政府部门通过听取专家意见、具体测试,已将路灯节能工作提到政府议事日程点,取得成功经验后稳妥推进。
其实,路灯照明节能技术与方案,在全国还没有大家一致认可的成功案例和经验。路灯节能工作在政治和商业两大良好环境下,似乎形势一片大好,但对熟悉照明节能技术与电力技术的工程技术人员来说,却深感忧虑。
本文站在技术角度,分别从路灯布置方式、配电系统、灯具配件等方面,就如何以科学、合理的方式,实现道路照明系统节能,阐述个人的一点体会。
2合适的照度
合适的照度,是我们在道路照明节电工作中首先需要重视的问题。它包括两个方面。其一是为所设计的道路选择合适的照度标准;其次,是采用适当的计算及设计方式,实现合适的照度。我们不难观察到,国内不少城市道路照度偏高,既增加了路灯照明的耗电,也削弱了道路两侧景观照明的效果。
我们必须根据现行有效的标准《城市道路照明设计标准》(CJJ45-2006)来进行照度的设计,不应过分的选择较大的照度造成能源的浪费和光污染。根据《城市道路照明设计标准》(CJJ45-2006)以及我们工程中的实践,推荐按(表1)和(表2)的标准选择照度。具体工程中,可视乎道路所在城市的性质和规模、交通信号的完善程度、道路与周边环境分隔状况在表中高档值与低挡值之间选取照度。
照度标准确定后,如何进行照度计算,是设计师们头疼的问题。常规的利用系数法计算粗糙,且无法确定均匀度。手工逐点计算法计算精度虽高,但需要收集大量的灯具资料,计算工作量也很大。以上两种计算方式在工程实践中均不适用。笔者建议,目前已有多家国内外灯具厂家编制了照明计算软件,计算中虽然只能对相对应厂家生产的灯具进行照度计算,但对于路灯系统设计还是有相当的参考意义。建议在设计中选择一到两家的软件对照度进行计算,从而快速方便地确定灯具布置形式、杆高、路灯间距、光源容量,实现合适的照度,避免或减少路灯系统设计的盲目性。
(表1)
(表2)
3电容补偿
路灯采用的光源,基本是气体放电灯,其功率因数相当低,一般在0.45以下,从而使回路电流大,在线路上产生的损耗相当可观。《城市道路照明设计标准》中,要求气体放电灯应加电容补偿,补偿后功率因数应不小于0.8。但标准中并没有明确是在路灯电源处集中补偿,还是在灯具处分散补偿。目前国内城市路灯系统采用的电容补偿方式两种均有。笔者认为,由于路灯设施是均匀分布在道路纵向两侧,由路灯电源至路灯灯具的低压配线较长,道路照明系统产生的损耗主要发生在这一段。采用路灯电源处集中补偿方式,并不能减少低压配线的耗电。而采用单灯分散补偿,无疑减少了路灯电源至路灯灯具这一段线路上产生的损耗,将起到较好的节电效果。电容量与路灯常用光源---高压钠灯的配套建议(按表3)选择,补偿后单灯功率因数将不小于0.85。
(表3)
4关闭半数光源
显然,关闭半数光源的方式节电效果直接而且显著,节电运行时段节电达50%,总体约在25%左右。在电力紧张的背景下,政府出台了一些文件,要求在后半夜,采取“亮一隔一”或“亮一隔二”的措施,关闭部分光源。笔者认为,这只能作为缓解电力紧张局面的权宜之计。因为,“亮一隔一”或“亮一隔二”不仅减小照度,同时区别于不同的灯杆布置方式,照度均匀度将不同程度、甚至是严重的下降,对交通、行人安全、对维护社会治安产生不利影响。七十年代的世界性能源危机中,日本曾在道路上进行间隔点灯的试验,结果导致治安、道路交通事故的大幅上升。另外,这种方式由于需要在同一路径上敷设两根路灯供电电缆,也增加了建设投资。
因此,应区别于不同的灯杆布置方式,谨慎采用关闭半数光源的方式。
常规灯杆布灯时,往往采用车道侧单光源灯具。灯杆布置有单侧布置、交错布置、对称布置。
单侧布置时,若选用这一方式,则后半夜车道明暗悬殊,照度均匀度远低于道路照明设计标准的要求。如某单侧布灯的工程,前半夜全亮时均匀度高达0.53,采用“亮一隔一”后均匀度则下降至0.07。我们不应顾此失彼,单侧布灯时,不宜推广关闭半数光源的方式。
交错布置、对称布置时,采用这一方式,虽然均匀度稍差,但若选择配光合适的灯具,均匀度还是可以达到或略低于道路照明设计标准的要求。工程实践中,可根据车道宽度、道路交通量、周边人流量等,有选择性的使用这种方式。
在照度要求高、机动车道较宽的快速路、主干路上,常规灯杆布灯时,可考虑采用车道侧同杆双光源灯具方案,两个光源可等功率或不等功率。采用这种布灯方案时,上半夜两个光源全亮,后半夜关闭其中一个光源。这种方式,对照度均匀度基本没有影响,单侧布置、交错布置、对称布置时,均可采用这一方案。
5环形电感镇流器
采用气体放电灯的路灯照明系统中,除光源自身的功耗外,与气体放电灯配套的电感镇流器也要消耗一部分电能。电感镇流器的工作效率高低、节能与否,对路灯照明系统的电力消耗有一定的影响。相对于传统的电感镇流器而言,环形电感镇流器,由于其采用圆环形铁芯和线圈,使环形铁芯卷片的几何形状与磁力线回路和曲线更加适应,磁路分布更趋合理,进一步改善了磁通,降低了铁损,减少了总的电力消耗。可广泛适用于高压钠灯、汞灯和金属卤化物灯。需要注意的是,这种方式仅仅是减少了镇流器的损耗,对路灯系统电耗中占主要比例的光源的电耗并没有减少。钠灯用环形电感镇流器与传统型电感镇流器电能损耗比较详见(表4)。
表4
6智能光源降压—稳压—调光技术
智能光源降压—稳压—调光技术,是将装置安装在路灯配电回路的起端,在前半夜控制路灯回路为全压,接近午夜时分,开始降低回路电压,在后半夜车稀人少时,进一步降低电压。它的节电原理有二,其一是高压钠灯的亮灯维持电压低于220V,因此,降低回路电压光源不会熄灭;其二是由于后半夜电网用户少,负荷低,电网电压高于220V,而过压将额外消耗部分电能,采用该装置则避免了这部分的浪费。根据工程实践,它的节电效果在15%左右。采用这种装置,不仅节约了电能,不影响照度均匀度,而且能够避免光源过压运行,延长了路灯寿命。需要注意的是,这种方式是对配电回路降压,回路内所有灯具都将在低电压运行,对下述问题应予注意:①,随着使用时间的增加,光源端电压及电流等电气参数发生变化,同时光源本身质量上又具有离散性,降电压运行时就可能出现同一回路中一些灯具灭灯的现象;②路灯配电回路供电半径较大时,随灯具与供电端距离的增加,电压逐渐下降,若线路设计不当,有可能出现远端电压不能满足光源所需正常维持电压;③路灯系统中往往会外接公交站台广告灯箱、电话亭照明,而这些照明由于功率小,一般采用直管型荧光灯、紧凑型荧光灯,低于正常工频电压时,这些光源不能正常工作。④回路中接有电动升降式高杆灯时,由于电动装置为感性起动特性,起动电流大,与这种装置过载电气特性不匹配。
7可变功率镇流器
可变功率镇流器,利用气体放电灯在工作电流适当减少时,仍能正常运行的原理,通过后半夜增加镇流器电抗,从而降低光源电流,减少路灯系统电耗中占主要比例的光源的电耗,达到路灯系统整体节能的目的。
7.1降功率控制原理
可变功率镇流器工作原理见图。
图1可变功率镇流器原理框图
图右边的虚线框为标准的路灯设备电路图,左边虚线框为节能型单灯控制器框图。其中电子开关用来控制路灯降功率投入。其工作过程如下:1)正常情况下,LCU控制电路控制电子开关闭合(短路),外部电压直接通过电子开关加到路灯电路上,使路灯工作在额定功率状态。2)降功率控制情况下,控制电路控制电子开关打开(开路),控制外部电压只能通过降功率电感加到路灯电路上。此时,路灯电路感性负载增加,路灯工作电流降低,从而使路灯功率下降,耗能降低,达到节能的效果。3)当电网电压偏低或光源状况不佳,降功率运行将可能出线闪烁时,即使在降功率运行时间段,控制电路也将自动控制电子开关在闭合状态,避免路灯熄灭。
7.2节能控制方案设计及节能效果分析
不同的节能控制程序会产生不同的节能控制效果,按每天照明11小时,前5小时处于正常照明状态,后6小时处于节能照明状态。各功率光源节电效果如(表5)。
(表5)
这种方式由于是在灯具处安装,因此,适用于各种路灯布置方式和光源组合方式。
对于原有道路照明工程,可采用附加型变功率镇流器进行改造,其特点是,对原灯具配套的镇流器不予更换,既方便改造施工,又降低系统改造造价。
可变功率镇流器方式,具有智能光源降压一稳压一调光技术的优点,也避免了智能光源降压一稳压一调光技术的缺点,值得推广。
国家路灯照明的具体标准篇4
关键词:LED照明灯;道路照明节能改造;高效照明;碳减排量引言
随着能源危机的加剧,节能减排成为共识。我国也把控制温室气体排放作为积极应对全球气候变化的重要任务,国家“十二五”规划明确提出了“到2015年单位国内生产总值能源消耗降低16%,单位国内生产总值二氧化碳排放降低17%”的约束性指标。目前我国照明用电占全社会用电量的12%左右,因此在照明行业推广使用高效节能的照明产品,对于节能减排和照明产业转型升级具有重要意义。有数据统计,地级以上城市,每年路灯耗电量达1000万度以上,电费支出超800万元,二氧化碳排放量达7000吨。因此,为积极贯彻和落实国家“节能减排”的方针政策,实施城市路灯节电改造是城市节能减排的一项重要措施,也是用实际行动建设低碳生活的重要举措。
同时,国家发展改革委办公厅已《关于开展碳排放权交易试点工作的通知》,批准北京、天津、深圳等7省市为试点开展碳排放权交易工作,计划于“十二五”期间逐步建立庞大的国内碳排放交易市场,但由于国内碳交易市场处于刚刚建立和起步阶段,如何科学有效地计量某些项目层面碳减排量或减排潜能仍然是一个技术难题,而各个行业作为碳交易的重要参与方,也必然需要尽快的建立相应的行业规范、科学适用的温室气体核算体系,以使各行业完成的减排量具有公信力和可交易性。
1LED节能路灯定义及其特点
LED路灯(LightEmittingDiode,发光二级管)即半导体照明灯。它是一种基于半导体PN结形成的用微弱的电能就能发光的高效固态光源。LED路灯与常规高压钠灯路灯不同的是,大功率LED路灯的光源采用低压直流供电、由GaN基功率型蓝光LED与黄色荧光粉合成的高效白光二极管,具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点,可广泛应用于城市道路照明。
2LED节能路灯碳减排量计算方法
LED节能灯性能优越,是引领全球低碳和负碳经济社会发展的一个突破口。推广使用LED节能灯可以大大减少电力消耗,从而减少能耗和碳排放量,虽然对于节能灯一类的低碳产品的推广使用而言,每一个低碳产品所产生的减排量是很微小的,但当推广使用数量累计到一定量的后,其整体减排收益则非常巨大。
据有关方面统计,中国现有路灯总数大约在一亿盏以上,并以每年20%的速度增长。如果将这一亿盏路灯折合成6000万盏250瓦的路灯进行对比,假定每盏路灯每天工作10小时,现在普遍的使用的高压钠灯每年将会产生将近1100千克的二氧化碳,若全部改造成LED路灯,那么总共可以节约1300万千瓦的功率,在1年内将节约597亿度电,从而也大大减少了二氧化碳的排放量。
我国目前的碳排放量计算方法主要是参考《京东议定书》中的清洁发展机制(CDM)基于项目的核算体系。其中与照明领域节能灯相关的CDM方法学主要有:AMS-II-C需求方采用特定技术提高能效的小型方法学;AMS-II-J高效照明技术的需求侧应用活动;AMS-II-N需求侧再建筑安装节能灯及节能控制装置的能效提高方法学等,本文主要参考LED灯相关的碳减排量核算方法,对LED灯道路照明节能改造项目的碳减排计算方法进行了探索,并应用于具体产业化实例中,试图对该类项目的碳减排量计算方法提供借鉴意义。
3项目案例
3.1项目简介
本项目计划将某城镇道路原有的钠灯及汞灯全部更换为LED节能路灯;同时,城镇道路新安装路灯也将全部采用LED节能路灯。项目改造及新安装路灯总里长数为463.65公里,改造及新安装路灯总数25,253盏。具体方案如下:
路灯改造:
3.2LED节能路灯替换项目碳减排量计算
根据项目特点,替换或新建LED路灯,是通过替代传统的高压钠灯减少了电力消耗,从而减少碳排放量。年碳减排量可由年节省的电量与相应的电网二氧化碳排放因子相乘得到,能耗由照明系统的功率与运行时间相乘得到。
3.2.1项目边界
根据项目特点,该项目边界包括所有改造及新安装路灯消耗的电力及电力生产所涉及的华中区域电网。
3.2.2项目碳减排量计算
现以该城区路灯改造项目中某具体乡镇安阳乡改造为例,即用300盏56W的LED节能路灯改造功率150W的钠灯,并新建200盏56w节能路灯,计算碳减排量如下:
(1)项目基准线排放量
项目的基准线确定为使用钠灯及汞灯用于公路照明。
首先计算项目的基准耗能量
4结束语
本文简要介绍了LED照明路灯的节能减排潜力,并通过项目案例,借鉴现有温室气体排放核算方法,对具体LED照明路灯改造项目碳减排量进行了简化核算,可以得出结论,LED路灯作为低碳产品当推广使用达到一定数量后,将会产生较大的减碳效益。中国的路灯总数很庞大,且以较快的速度继续增长,且LED路灯的技术也日趋成熟,未来凭借其绿色环保、高效节能的优势,必将作为节能先锋普遍应用于路灯的节能改造中,从对照明领域的节能减排做出重大贡献。
参考文献
[1]国家发改委,2013年区域电网基准线排放因子.北京.2013
[2]节能灯技术与低碳照明[M].河北科技出版社,2011
[3]王志艳.能源世界[M].呼和浩特:内蒙古人民出版社,2007
国家路灯照明的具体标准篇5
明确目标
按照“十城万盏”实施方案的要求,到2011年底,厦门市财政计划共投入1.5亿以上资金,推广应用3万盏以上LED功能照明灯具(包括城市道路、隧道照明等),实现年节电约700万度以上,相应年减少二氧化氮CO2、二氧化硫SO2、氧化氮NOx、粉尘排放9000吨以上。未来,厦门市将陆续对现有公路和市政道路、公共场所、政府机关的照明灯具进行更新,同等条件下将优先采购本地半导体照明应用产品。
推进情况
创新性探索工程推广模式。为了更好地促进LED照明产品的推广应用,创建国家“十城万盏”半导体照明应用示范城市,厦门市采取突出重点、分批稳妥实施、按试点示范大面积推广的顺序分步分批推进的模式。目前,已成功实施的创新推广模式有:
推动联盟项目攻关,探索推广模式创新。2008年7月,厦门市组建光电产业技术创新联盟。2009年光电产业技术创新联盟为主,投入市科研经费7500万元,对“半导体照明LED外延、芯片和封装关键技术攻关与产业化项目”及“LED路灯技术创新及示范工程项目”两个项目进行联合技术攻关,提高了企业自主创新能力和核心竞争力,为“十城万盏”提供了技术经验和保障。其中,LED芯片项目产业化水平达到国内先进水平;LED路灯项目在厦门市的岐山北路、文园路等4条道路进行186盏路灯示范,经厦门市光电技术专家分别三次对路灯现场进行测试,结果表明,示范工程照明效果良好,技术指标符合要求,节能效果达30%以上。
引导企业使用地产光源,加强产业链之间协作能力。为促进本地芯片、封装和应用LED技术发展,加强厦门市LED产业链上、中、下游企业之间的技术协作,办公室多次组织有关企业进行研讨,由市光电技术专家推荐,有11家企业采用地产芯片生产的LED路灯和室内照明灯具送到市LED检测中心进行产品测试合格后,在科技局办公楼、吕岭路、悦华路等场所应用示范。
标准先行,严格检测,编写“十城万盏”工程技术规范和技术规定。为确保“十城万盏”应用示范工程的产品质量,组织“十城万盏”专家组在参考美国能源之星、国家半导体产业联盟及台湾地区的LED路灯标准的基础上,结合厦门本地实际情况,历时一年编写LED技术规范和技术规定,并先后召开二十多次讨论会议,进行修改完善,最终完成了《LED道路照明灯具》、《LED道路照明驱动电源》等七项技术规范和《厦门市LED室内照明工程技术规定》等两项技术规定。其中,今年5月15日市建设局和市科技局联合行文下发《厦门市LED室内照明工程技术规定》两项技术规定;《LED道路照明灯具》等七项技术规范已完成专家评审和市质量技术监督局的审查,正在行文中。七个技术规范和两个技术规定为市“十城万盏”半导体照明应用示范工程的顺利推进提供了技术支撑。
发挥检测中心的优势,为工程保驾护航。为确保厦门市“十城万盏”工程产品质量,更好发挥检测平台的优势,2010年6月初,办公室组织了16家LED照明生产企业3批次47个样品送到厦门市部级LED检测认证中心进行严格测试,为厦门市“十城万盏”工程提供技术保障。
建设公共服务平台,支撑产业快速发展。从2006年到2009年,厦门基地建设了部级LED检测与认证中心、厦门产业技术研究院、光电子信息材料与器件工程技术研究中心、光电子孵化器、海外科技企业孵化器、台湾科技企业育成中心、集成电路设计公共服务平台等一系列扶持光电产业的平台机构。针对半导体照明产业,厦门重点打造三大平台:
检测平台:2007年以来,厦门市科技局共投入市科技专项资金3020万元,带动总投资规模7532万元(不含场地费用),组织市产品质量技术检验所、厦门大学和市LED促进中心组建“厦门市半导体照明检测认证中心”。该中心的检测设备已达到国内领先、国际先进水平,并被科技部列为‘863’计划立项支持的全国两大平台之一,一期工程已顺利通过验收,正在建设二期工程。此外,2008年1月,国家质检总局批准厦门市在原检测认证中心的基础上筹建“国家半导体发光器件(LED)应用产品质量监督检验中心”。
设计平台:依托厦门思明区,打造厦门LED照明创意设计园,项目总投入1200万元,面积7100平方米,重点发展LED应用产品、照明应用产品、照明工程为主的工业设计。
厦门市现代照明应用设计与创业中心目前也即将营业,该中心通过整合全市的资源,引进台湾和国际智力资源,提高厦门市LED照明光源、灯具的设计水平,加快LED照明应用产品的商品化和市场化,为厦门市半导体照明产业基地提供设计技术服务和支撑。
营销平台:依托厦门湖里区,打造厦门LED营销中心,面积达11500平米,目前该中心已经建成封顶,并将于今年9月正式运营。该中心针对LED各类产品,汇集了贸易、品牌展示推广、仓储物流、电子商务等现代商贸功能于一体,建成后将成为海西最重要并具有国际影响力的半导体节能照明营销平台。
以上公共服务平台的建设将有力地支撑和推动厦门市LED产业的发展。
未来推进计划
按照厦门市“十城万盏”半导体照明应用示范第一阶段工程实施方案(草案),厦门市“十城万盏”第一阶段工程拟推广40多项示范项目,共实施20896盏的LED路灯、隧道灯和室内照明产品三类灯具,其中,LED路灯10149盏,太阳能路灯396盏,隧道灯1863盏,室内照明8488盏。
国家路灯照明的具体标准篇6
【关键词】建筑电气设计;节能措施;照明节能
一、前言
我国是能源短缺的国家,但能源浪费却很严重。无论是供配电系统或用电设备,都存在着节能的巨大潜力。节能工作的重点是:建立和健全节能管理机制,正确设计供配电系统,改革高耗能工艺,选用节能产品,更换改造低效设备,通过科学管理和合理组织生产,实现供配电及用电设备的经济运行。
二、建筑电气设计的节能措施分析研究
1、产品的选择。工程设计中,在对电气产品的设计进行选择时,应采用国家认证机构确认的标准产品,并优先选择高效、节能、环保的电气产品和设备,绝不采用国家明令禁止的、淘汰的和高耗能产品。
2、变压器的选择。变压器的损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗两部分。变压器节能设计中主要考虑的是减少其有功损耗,提高运行的效率。变压器的有功损耗包括空载损耗和负载损耗,变压器的空载损耗又称为铁损,它是由铁芯的涡流损耗和漏磁损耗组成,其值与铁芯的材质等有关,而与负荷大小无关,是基本不变的;而铜损与负荷电流平方成正比,负载电流为额定值时的铜损又称短路损失。降低空载损耗和负载损耗的途径有:1)采用优质硅钢片,改进铁芯结构,降低空载损耗。2)改进绝缘结构,适当减小电流密度,降低负载损耗。因此,在变压器设计中应优先选用S9-S11或SC9-SC11等低损耗节能变压器。近年来,非晶合金铁芯变压器由于其噪声小、低损耗的特点在市场上得到了很好的使用,它的空载损耗只有传统钢材铁芯变压器的1/10。
3、供配电系统的节能措施。具体节能措施为:根据工程性质、规模、负荷容量、防火分区及业主要求等因素综合考虑,合理选择变电所、配电小间的位置,配电小间的设置一般以800m2~1000m2左右设一个为宜,末端配电箱的供电半径宜为30m~50m,同时配电线路敷设时尽可能走直线,少走弯路,不走或少走回头路,避免出现“支线沿着干线倒送电”的现象,以减少来回线路的电能损失。
4、无功功率的合理补偿。无功补偿时首先应减少用电设备的无功消耗,提高自然功率因数,具体措施:1)正确选择变压器的容量和台数,以便可以切除季节性负荷专用的变压器。2)荧光灯、气体放电灯灯具功率因数小于0.9时应做单灯电容补偿。3)减少供配电线路的感抗,采用正确的电线、电缆的敷设方式及采用同心结构的电缆等措施。4)正确选择电动机的容量。当采用提高自然功率因数的措施后,仍达不到供电部门及节能要求时,在变、配电室内集中进行电容补偿,对容量较大、负荷平稳且经常使用的用电设备宜单独就地补偿。
5、照明节能。
1)合理选择和确定照度标准值。GB50034-2004建筑照明设计标准规定了各类场所的照度标准值,实际设计中执行的照度值可能提高或降低一级。在一般情况下设计照度值与照度标准值相比较,可有±10%的误差,使照度标准值的选择具有一定的灵活性。对于规范条文规定的房间或场所,在选定的相关参数条件下,须达到规定的照度值并确保LPD值不超标,该比值的量纲是Lm/W,表示投入的光通量相对于输入功率的比值,可作为照明设计参考的能效指标,规范条文规定的照度标准值与对应的照明功率密度值之比作为能效指标下限。
2)应用高光效照明光源。照明光源的节电指标是发光效率,它是指每瓦所产生流明数的大小,数值越大表示发光效率越高,越节省电能,荧光灯的发光效率比白炽灯高得多。使用直管荧光灯的场所,应选用细管径(即T8或T5型)、稀土三基色直管荧光灯,不应使用卤磷酸钙荧光粉制的荧光灯,这样提高光效、显色指数,而且使用寿命更长,节能效果好。在办公、教室、商场和工业厂房一般功能性照明场所,使用直管荧光灯满足照度均匀度要求条件下,应选用功率较大的灯具(T8不小于36W,T5不小于28W),可提高能效约30%~40%。旅馆客房、会议室应用直管荧光灯或紧凑型荧光灯,应尽量不用或少用白炽灯,紧凑型荧光灯具有光效较高、寿命长、显色性较好,用它取代白炽灯可节约电能,其他场所应严格限制白炽灯的应用。积极推广应用高光效、长寿命的金属卤化物灯和高压钠灯。商场营业厅、展览厅、候机厅等中等高度(如灯具安装高度4m~6m左右)的公共建筑显色要求高的宜采用较小功率的陶瓷金卤灯,其光效更高;大件仓库、锻工车间、炼铁车间显色性要求不高的场所以及道路照明,应采用光效更高的高压钠灯;高大的工业厂房采用金属卤化物灯。对设计选用的灯具(直管荧光灯、单端荧光灯、自镇流荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯等光源)应选择其光效符合“节能评价值”的产品,以满足节能的要求。
3)选用高效的灯具:灯具发出的总光通量占灯具内光源发出的光通量的百分比为灯具的效率,它说明了灯具对光源光通的利用程度。影响灯具效率的主要因素有:反射器和保护罩的材料。目前这些材料很多,一般地对反射器而言经镀铝处理的反射镜其反射率达80%以上,保护罩以透明玻璃的透过率为最高,其次为棱镜塑料。因此,在灯具选型时,应优先选用高效的节能灯具,实现设计时阶段的节能。
4)照明控制:光源的选择可以达到照明节能,照明控制是关系运行中节能的重要因素。公共建筑和工业建筑的公共场所,宜采用集中控制,为了节能,宜按建筑使用条件和天然光状况分区、分组控制;体育馆、影剧院、候机厅、报告厅等公共场所应采用集中控制,并按需要采取调光或降低照度的控制措施。每个照明开关所控灯数不宜太多。每个房间的灯开关数不宜小于2个。房间或场所装设两列或多列灯具时,所控灯列与侧窗平行;生产场所按车间、工段或工序分组;电化教室、会议厅、多功能厅等场所按靠近或远离讲台分组。
5)合理利用自然光节能降耗:充分利用天然光,把照明和天然采光相结合。建筑物的照明设计应充分利用自然光节能降耗。在进行照明设计时,应尽量利用自然光,白天少开灯。室内墙壁以洁白干净为准,可提高光的反射率,增加亮度。
6)严格执行照明功率密度(LPD)限值:照明设计中应按选用的光源、灯具及布置计算照度,在符合GB50034-2004建筑照明设计标准规定的照度标准值后,再验算实际的LPD值,以不超过标准规定的LPD限值为合格,低于LPD限值更为节能。不能用规定的LPD限值作为单位面积功率去计算照度。
三、结语
节能降耗是国家的基本国策,我们在设计时应大力推广和实施国家的节能方针,精心考虑各种可行技术措施,合理配置各种电气设备,并对其进行有效、科学的控制和管理,减少能源消耗,提高能源利用率,为国家节能方针贡献一份自己的力量。
参考文献
[1]JGT16-2008,民用建筑电气设计规范[S].