摘 要：隨著社會進步與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在人們越來越關(guān)心我們賴以生存的地球,，各國都在采取積極有效的措施改善環(huán)境,，減少污染。這其中最為重要也是最為緊迫的問題就是能源問題,，“從根本上解決能源問題,，除了尋找新的能源，節(jié)能是關(guān)鍵的也是目前最直接有效的重要措施”.本文主要介紹我市道路照明節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用,，所采取的三類節(jié)能措施,，即城市照明設(shè)計節(jié)能、照明供電和控制節(jié)能在實際應(yīng)用的可行性作一探討,。

關(guān)鍵詞：道路照明 節(jié)能技術(shù) 照明器材 控制節(jié)能

2006年7月,，建設(shè)部頒布《“十一五”城市綠色照明工程規(guī)劃綱要》,，提出以2005年為基數(shù)，城市照明每年節(jié)電5%,、2006年至2010年累計節(jié)電25%的目標(biāo),。這五年，是照明人堅持不懈地學(xué)習(xí),、研究新型節(jié)能技術(shù),，勇于創(chuàng)新、不斷自我提高的五年,。作為照明人,，如何節(jié)約能耗，如何更有效的節(jié)能,，是我們義不容辭的責(zé)任,。而我們認(rèn)為更重要的是如何對城市照明中的節(jié)能處理有一個正確的認(rèn)識和對待，怎樣結(jié)合城市道路照明的現(xiàn)狀,，因地制宜地開展多種節(jié)能措施,，用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、科學(xué)的精神實事求是地提出系統(tǒng)解決方案才是我們作為專業(yè)人員肩負(fù)的重任,。

目前,，照明節(jié)能措施大致分為三類：照明設(shè)計節(jié)能、照明器材節(jié)能,、照明供電和控制節(jié)能,。

一、照明設(shè)計節(jié)能

毫無疑問,，照明設(shè)計是實現(xiàn)照明節(jié)能的核心環(huán)節(jié),，其設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣對正確選用照明節(jié)能器材、應(yīng)用和推廣照明節(jié)能措施起著決定性作用,。我們必須高度重視照明設(shè)計,，遵照確保為車輛和行人創(chuàng)造良好的照明環(huán)境，提高道路交通安全性,、方便人民生活的原則,；嚴(yán)格按照城市道路照明的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和照明能耗密度標(biāo)準(zhǔn)選擇照明方式、進行設(shè)計和建設(shè),，以最少的能源消耗達到最優(yōu)質(zhì)的照明效果,。

目前，城市照明設(shè)計中,，變壓器的負(fù)荷計算與容量確定存在的問題比較突出,，城市照明行業(yè)對變壓器的設(shè)置有貪多、貪大的傾向,，很多變壓器的實際負(fù)荷率僅為30%-40%,大馬拉小車情況十分普遍,。不考慮實際照明需要,、盲目的安裝大容量變壓器，不但導(dǎo)致變壓器空載損耗加重,、更是對資源的浪費,。要徹底杜絕這種情況，務(wù)必從源頭上采取措施,，在滿足變壓器設(shè)計冗余時,，應(yīng)合理設(shè)計變壓器經(jīng)濟負(fù)荷率，盡量確保實際負(fù)荷不低于額定負(fù)荷的70%.當(dāng)然,，以最少的能源,、資源消耗達到滿足照明設(shè)計的最佳照明效果也是照明設(shè)計節(jié)能的靈魂所在。

二,、照明器材節(jié)能

照明器材即光源,、鎮(zhèn)流器、燈具,、燈桿及其它電氣元件等,。下文將結(jié)合烏魯木齊實際情況，介紹節(jié)能型光源,、節(jié)能型鎮(zhèn)流器及風(fēng)光互補型路燈的應(yīng)用情況,，分析和比較各種節(jié)能照明器材的節(jié)能效果與實際可行性。

（一）光源

1,、高壓鈉燈

高壓鈉燈光源有光效高,、壽命長，顯色性也符合一般道路照明要求的特點,，是機動車交通道路照明的首選光源,，在全國得到了普遍推廣和應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計,，截止到2009年年底,，烏魯木齊市城區(qū)共有路燈5萬余盞，其中高壓鈉燈的應(yīng)用率占87%.在烏魯木齊市快速路,、城市主次干道、支路全部更換,、應(yīng)用高壓鈉燈光源,。

目前，另一種高光效,、節(jié)能型暖白光高壓鈉燈作為普通高壓鈉燈的升級產(chǎn)品,，有逐步替代高壓鈉燈的趨勢。通過簡單的照明技術(shù)改造,，在同等光通量下,，最多可節(jié)能13%,燈尺寸與普通鈉燈相同,，能夠適配普通鈉燈電器及變功率調(diào)光系統(tǒng)。節(jié)能型高壓鈉燈具有產(chǎn)品替換簡單,、方便,、節(jié)能效果明顯的特點，應(yīng)提倡在城市照明領(lǐng)域大力推廣,。

2,、節(jié)能燈、無極燈的應(yīng)用比較

近年來,，大功率節(jié)能燈,、無極燈作為新型節(jié)能光源在城市道路照明中也有大量運用。但節(jié)能燈普遍存在的問題是：光衰較大,，2000小時大于20%,功率因數(shù)不高,，壽命短，低溫啟動慢,。無極燈由于它沒有常規(guī)電光源所必須的燈絲或電極,，故名無極燈。工作頻率2.5-3MHz,比普通白熾燈,、日光燈等燈的工作頻率50Hz高出5萬-6萬倍,，具有節(jié)能、高亮度,、無頻閃等特點,，具有很強的環(huán)境適應(yīng)性，在環(huán)境溫度零下40℃時,，仍能正常啟動,。我們對雅瑪里克山南北隧道進行了光源改造，用128支120w,、88支150w,、128支200w無極燈替換了原雅山隧道 116盞150w高壓鈉燈、228盞250w高壓鈉燈,。

那么,，能否將無極燈在城市照明領(lǐng)域中大面積推廣呢？我們認(rèn)為目前條件仍不夠成熟,。無極燈的激勵源,，功率耦合器工作在2.65MHZ的射頻范圍內(nèi)，無論如何都會產(chǎn)生對外電磁輻射,，我們假設(shè)功率為200W的無極燈電磁輻射功率為0.01%,它泄漏的電磁輻射功率就為20Mw.（20000μW）,。根據(jù)《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB9175-88）、《電磁輻射防護規(guī)定》（GB8702-88）等國家標(biāo)準(zhǔn)；《輻射環(huán)境保護導(dǎo)則-電磁輻射環(huán)境影響評價方法與標(biāo)準(zhǔn)》（HJ/T10.3-96）,、《微波輻射生活區(qū)安全限制》（GB475-88）等標(biāo)準(zhǔn),，規(guī)定在連續(xù)長時間工作的環(huán)境中電磁輻射功率不能超過50μW/cm2.由此可知，在無極燈下長時間作業(yè),，人體承受的電磁輻射功率累計下來的是相當(dāng)驚人的,。所以無極燈，根據(jù)他壽命長的特點,，應(yīng)用范圍是只適合于長期照明,、高空、震動大,、不便于維修和短時間工作的場所,，而不適合在城市主次干道及居民區(qū)、人群密集和長時間活動的區(qū)域使用,。

3,、LED路燈應(yīng)用情況

LED路燈有光源體積小，光色好,，壽命長等特點,，在我國研發(fā)的生產(chǎn)廠家很多，有一定的群起效應(yīng),，近年來有向功能性照明領(lǐng)域拓展的趨勢,。LED路燈在城市道路照明中應(yīng)用的效果怎樣，是否適合大面積應(yīng)用呢,？2009年6月在明華街安裝了四個廠家LED路燈產(chǎn)品,，經(jīng)過半年不間斷地進行電氣、照度,、能耗等測試,，結(jié)論如下：

（1）同功率LED與高壓鈉燈相比，測量路段的亮度偏低,、光衰大,、均勻度和縱向均勻度偏低。

（2）不同品牌的LED路燈燈下照度水平,、照度均勻度差異較大,，質(zhì)量良莠不齊。

（3）LED路燈散熱方案目前沒有很好的解決方案,，產(chǎn)品壽命不如高壓鈉燈,。

（4）各廠家的LED產(chǎn)品可替代性差，這也是LED路燈在城市道路照明中應(yīng)用的瓶頸,。

如將LED燈在城市功能照明領(lǐng)域中大面積推廣，前提是：LED路燈的設(shè)計應(yīng)遵循現(xiàn)行道路照明規(guī)范、設(shè)立行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)使產(chǎn)品規(guī)范化,。而LED路燈想要超越傳統(tǒng)路燈照明方式,，須更進一步的提高光效、反光器的二次配光,、壽命及低維護成本,。

另一方面，LED光源相對傳統(tǒng)光源具有更強的配光適應(yīng)性,、更強的控光適應(yīng)性,，更強的空間分布適應(yīng)性，應(yīng)當(dāng)推薦在城市景觀性照明領(lǐng)域廣泛使用,。

（二）鎮(zhèn)流器

電子,、電感型變功率鎮(zhèn)流器技術(shù)已相當(dāng)穩(wěn)定和成熟；配合定時控制器使用,，在夜間交通流量相對較低的時間段自動降低光源功率,，普遍降低路面亮度（照度），節(jié)能效果明顯,。烏魯木齊市還沒有推廣應(yīng)用這種變功率鎮(zhèn)流器的節(jié)能措施,，但在國內(nèi)其它地區(qū)已被廣泛應(yīng)用。目前,，我們正進一步籌劃和探索實現(xiàn)調(diào)光,、可控的集中控制節(jié)能方式。

（三）風(fēng)光互補型路燈

能源緊張的今天,，具有天然,、節(jié)能環(huán)保特點的風(fēng)能和太陽能無疑是我們可利用的最好的能源，風(fēng)光互補型路燈也應(yīng)運而生,。新疆地域廣袤,、風(fēng)光資源豐富，風(fēng)光互補型路燈在新疆具有良好的環(huán)境適應(yīng)性,，它以每盞路燈的太陽能板檢測的照度為基準(zhǔn),，實現(xiàn)路燈啟閉的自動控制，也是目前國內(nèi)大力推廣應(yīng)用的新型節(jié)能路燈,，其發(fā)展前景可觀,。

但考慮到烏魯木齊市區(qū)冬季漫長、空氣污染重,、光照條件差,，市區(qū)內(nèi)高樓林立，可利用的風(fēng)能資源少等因素,，風(fēng)光互補型路燈不適合在烏魯木齊城區(qū)街道照明中大規(guī)模使用,。目前只是在烏魯木齊市南山風(fēng)景區(qū)（地處烏魯木齊市郊，轄區(qū)內(nèi)四季太陽能、風(fēng)能資源充足）安裝了風(fēng)光互補型路燈用于道路照明,。

三,、照明供電、控制節(jié)能

（一）基于降壓-調(diào)光技術(shù)的路燈節(jié)能器

城市道路照明用電存在一定的特殊性,，一般在晚上零點后城市用電負(fù)荷減少,，電網(wǎng)電壓逐漸升高，從而造成光源電器使用壽命降低,，照明設(shè)施的能耗增大,。采用降壓-調(diào)光節(jié)能器在深夜自動降低路燈光源功率，降低路面亮度,，從而達到節(jié)能的目的,，也是《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》所推薦使用的一種節(jié)能措施。

我們選擇照明負(fù)載三相均衡,，照明線路設(shè)施完好的同一路段,、同一地點，在路燈配電線路中安裝降壓-調(diào)光節(jié)能器,，將節(jié)能器運行和未運行時的數(shù)據(jù)進行比較,，分析如下：

1、從電度表測量的數(shù)據(jù)比較,，降壓調(diào)光節(jié)電器的確能夠達到節(jié)能的目的,。這種配電線路由于加裝降壓調(diào)光裝置以后，相當(dāng)于在電路中增加了一個大電感阻抗,，須加裝電容補償裝置,，提高線路功率因數(shù)。依照《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：采取節(jié)能措施后,，氣體放電燈線路的功率因數(shù)不應(yīng)小于0.85.

2,、后半夜，由于降低照明設(shè)備的供電電壓,，光輸出也隨之降低而減少,，過大幅度的降壓，導(dǎo)致路面亮度過低,，影響駕駛員正常行駛,。同時也導(dǎo)致末端電壓過低，造成氣體放電燈閃斷,，無法正常工作,。

采用這種節(jié)能措施前，須實地測量和掌握線路電參數(shù),、慎重選擇照明線路,；并充分考慮道路功能類別,、分析實際照明需求。如果照明供電半徑較大的線路采取這種節(jié)能措施,，可能出現(xiàn)未端電壓不能滿足光源所需正常維持電壓,，路燈出現(xiàn)閃斷的現(xiàn)象。另外考慮到居民區(qū)道路本來照度就不高,，在確保居民安全出行的前提下，即使再降壓,，節(jié)能效果也不是很明顯,。因此不宜用于居民區(qū)，但深夜車流量較少的城市主,、次干道,，非常適合運用這種節(jié)能措施。

（二）根據(jù)特定的地理環(huán)境,，采取分時段開關(guān)路燈,。

烏魯木齊特殊的氣候和特定的地理環(huán)境，使路燈照明也存在其特殊性,。實事求是,，因地制宜，是我們分析問題,、解決問題之根本,。充分考慮城市照明需求，細(xì)化路燈管理,，進一步優(yōu)化路燈監(jiān)控方案,、科學(xué)地啟閉路燈照明是我們的解決方案。

烏魯木齊市地形南高北低,，市區(qū)南北狹長,，東西較窄。城南較城北風(fēng)大,，冬半年采暖期長,，霧氣大，天氣多陰沉,，夏半年天氣多晴朗,。從市民來電、投訴分析,，相對而言,，冬半年城北的市民（上班族、學(xué)生）對傍晚路燈開燈時間的要求更為迫切,，而夏半年城南的市民（晨練）對早晨路燈關(guān)閉時間的要求稍高一些,。居住在烏魯木齊的市民不難發(fā)現(xiàn),，冬半年采暖期以烏魯木齊紅山為界，城南城北路燈啟閉時間段,，光照度差別明顯,。經(jīng)實地測量，因光照差別,，南北開關(guān)燈時間相差約10分鐘,，不同的光照度在相同的時間啟閉，其電費支出也是一筆可觀的開銷,。

2010年10月,，在城南人民路建成監(jiān)控基站，設(shè)立照度采集點,，并以此照度為依據(jù),，將城南、城北路燈設(shè)施分為兩組,，城南采集照度作為城南路燈啟閉的依據(jù),，原長沙路監(jiān)控中心采集照度作為城北路燈啟閉的依據(jù)。如此一來即可同時滿足城南城北居民不同的照明需求,，實現(xiàn)人性化照明,。同時也為將來市區(qū)面積不斷擴大，監(jiān)控區(qū)域隨之不斷擴大,，提供了優(yōu)秀的范例和實際解決方案,。

（三）城市道路照明監(jiān)控系統(tǒng)的升級與單燈控制方案

（1）城市道路照明監(jiān)控系統(tǒng)的升級

選擇合理的控制方式，采用具有可靠度高和一致性好的控制設(shè)備,，科學(xué)有效地利用能源,，進一步降低道路照明用電，也是一項重要的節(jié)能措施,。我市早在2003年建設(shè)了路燈監(jiān)控系統(tǒng),。一改原來由每條街道安裝的時控器、光控器分時獨立開關(guān)燈,，開燈時間不統(tǒng)一的模式,。實現(xiàn)全市統(tǒng)一光照度集中控制開關(guān)燈。由于第一代USSD通訊方式的監(jiān)控系統(tǒng)暴露出現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)與監(jiān)控顯示明顯滯后的問題,。2009年6月我們對整個監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件進行了全面的升級改造,，用先進的GPRS通訊方式替換了USSD通訊方式，目前路燈監(jiān)控系統(tǒng)415個路燈監(jiān)控實現(xiàn)一次終端開關(guān)燈操作僅需3分鐘,。到目前為止監(jiān)控系統(tǒng)已建成2G,、3G通用通信平臺，同時配合系統(tǒng)的擴建,，在原監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上融入了照明設(shè)施的防盜報警系統(tǒng),、生產(chǎn)與管理系統(tǒng)以及設(shè)施維護車輛調(diào)度系統(tǒng),，系統(tǒng)的全面升級大幅地提高了烏魯木齊市城市照明的綜合管理水平。

（2）單燈控制方案

為更充分更有效地利用監(jiān)控系統(tǒng)資源,，我們嘗試運用新產(chǎn)品,、新技術(shù)，探索新型照明節(jié)能系統(tǒng)的解決方案,。我們認(rèn)為采用照明監(jiān)控中心控制變功率鎮(zhèn)流器的節(jié)能方案,，是單燈變功率鎮(zhèn)流器節(jié)能監(jiān)控技術(shù)的新突破。

我們不妨將基于照明監(jiān)控系統(tǒng)的單燈控制方案,、單燈鎮(zhèn)流器調(diào)光技術(shù)節(jié)能方案以及目前運行的照明集中監(jiān)控系統(tǒng)方案進行比較：

綜上所述,，我們認(rèn)為要做好城市照明系統(tǒng)的節(jié)能工作，還是要認(rèn)真按照城市照明的實際需求,，進行科學(xué)的照明規(guī)劃和設(shè)計；并積極學(xué)習(xí)新技術(shù),、大膽嘗試運用新型節(jié)能產(chǎn)品,，綜合提出系統(tǒng)解決方案。

另外,，我們在選用節(jié)能產(chǎn)品時應(yīng)結(jié)合城區(qū)道路照明的實際情況,、注意分析比較節(jié)能效果和運行維護的費用，而不能盲目跟隨潮流,、簡單選擇產(chǎn)品,。希望行業(yè)內(nèi)的廣大同仁能多學(xué)習(xí)，多交流,，共同為中國城市照明事業(yè)的發(fā)展和節(jié)能環(huán)保做出貢獻,。