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1引言

城市道路照明系統是夜間人行和車行交通的安全保障，在滿足照明功能的條件下必須重視節(jié)能減排問題。雖然道路照明的要求越來越高，但并不是照明越亮越好，研究出適合城市道路照明節(jié)能方案與技術還有很多工作要做。目前，節(jié)能作為我國的一項基本國策，已經越來越受到各行各業(yè)的重視。道路照明是一個很大的電力用戶，在保證道路照明水平的前提下，節(jié)能是很有必要的。根據建設部《“十一五”城市綠色照明工程規(guī)劃綱要》提出的節(jié)能減排要求和目標，需要大力推廣應用綠色節(jié)能照明新產品、新技術，合理控制道路照明亮燈時間，嚴格控制高耗低能的道路照明設施建設，加大節(jié)能改造力度。當前，隨著led照明技術的不斷發(fā)展，主要是以其功率的增加，效率的提高，成本的下降，LED照明越來越多的被各類照明工程所采用。LED不但在裝飾性照明領域，在功能性照明領域也已占有一席之地。如信號燈、汽車尾燈、防水防爆型電筒，包括一部分室內照明及道路照明。本文對城市道路照明的發(fā)展現狀進行研究，深入討論LED節(jié)能燈在城市道路照明建設與改造當中的應用前景，分析影響城市道路照明節(jié)能改造效果的主要因素，提出適合我國城市道路照明建設改造的建議，為今后的城市道路照明設計與改造起到一定的借鑒作用。

2道路照明的發(fā)展現狀

城市道路照明有其特殊的功能性，道路照明的設計需要考慮眾多的因素，比如包含照度充足、照度均勻度、節(jié)能以及維護便利等。此外，照明燈具應具備高效率，照明利用率佳、恰當的配光、壽命長以及防水防塵等特點。對于城市道路照明已經進行了嚴格的規(guī)定。為了滿足道路照明的指標．同時為了加大路燈的間距、減少燈桿數以降低造價以及減少對環(huán)境的影響，道路照明設計應選用合理配光的燈具，通過計算來平衡和確定路燈的間距，桿高以及功率。現今，常規(guī)的道路照明設計應根據不同的路幅，采用100-400W的大功率高壓鈉燈，燈桿的間距約為20-40m，桿高約為8～13m[1]。在發(fā)達國家，各大城市都建設有完好的道路照明系統。為了兼顧安全和節(jié)能性能，一般將城市道路進行分區(qū)定級，再分別規(guī)劃與施工。比如，美國某城市將道路照明分為機動駕駛照明、行人照明、公共廣場照明、標志建筑物照明等。根據這些等級分類，市政系統將道路主支干分區(qū)域，施以不同標準的照明密度、照明強度、照明設施等建設。國內部分學者也做了大量的研究[2，3]，重點闡釋了當前我國城市道路照明取得的成績以及存在的不足，存在的問題主要有兩條：（1）未嚴格參照有關標準來指導城市道路照明規(guī)劃與建設。一些城市雖然意識到照明系統的重要性，卻不肯投入資金建設道路照明；而有些城市則過分地強調夜間形象，投資大量資金，卻不合理規(guī)劃照明線路，耗費大量的資源。（2）忽視節(jié)能減排。有些城市道路照明過分貪圖虛華，忽視了場所自身的屬性，盲目采用大量高科技、高功率的照明產品。

3LED節(jié)能燈具在道路照明改造中的應用前景

不管是從功能性上還是從美觀性上考慮，燈具起到了決定性作用。隨著節(jié)能燈泡技術的迅速發(fā)展和瓶頸突破，在城市道路節(jié)能照明建設與改造當中有效利用節(jié)能燈泡將會直接提高照明系統的節(jié)能減排能力。商品化的、發(fā)光效率大于100lm/W的照明級高亮度白光LED（HBW-LED，以下簡稱為LED）技術的飛速發(fā)展，其能耗僅為白熾燈的1/10，另外其工作壽命可達10萬小時以上[4]，為第四代照明帶來了前所未有的機遇，是一種具有廣闊應用前景、性能優(yōu)良的道路照明光源。隨著科技的不斷進步，特別是近幾年來，半導體材料應用技術的高速發(fā)展，LED在顏色種類、亮度和功率都發(fā)生了極大的變化。LED路燈在道路照明中的應用也越來越引起各方面的關注。LED作為一種固體照明光源，以其長壽命、高光效、多光色及一次配光定向照射功能，可在安全低電壓下工作，也可連續(xù)開關閃斷，能輕松實現0~100%調光功能等諸多優(yōu)勢，成為新一代光源的發(fā)展趨勢。超長壽命：LED光源有人稱它為長壽燈。固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點，比傳統光源壽命長5－l0倍。綠色環(huán)保：光源中沒有水銀，沒有污染；光譜中沒有紫外線和紅外線，而且廢棄物可回收；低電壓，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。節(jié)能：LED作為點光源，如果設計合理，很大程度上可以直接解決傳統光源必須依靠光發(fā)射來解決的二次取光及光損耗問題。因其對光照射面可控，理論上可以做到在目標區(qū)域內完全均勻，能避免傳統光源“燈下亮”現象中的光浪費[5]。同時其技術進步空間很大，隨著LED效率的快速提升，LED路燈在節(jié)能方面顯示出了巨大的潛力，符合節(jié)能減排的國家政策。光效優(yōu)勢：因為人眼在道路照明的背景亮度中處于中間視覺狀態(tài)，人眼視覺響應是隨環(huán)境照明變化的，在中間視覺狀態(tài)下LED路燈比常用高壓鈉燈路燈的發(fā)光效率高，通過光譜加強等優(yōu)化方法可以得到發(fā)光效果令人滿意的LED光源[6]。調光優(yōu)勢：LED燈具可實現0~100%連續(xù)調光，可根據環(huán)境光照及交通狀況靈活調整光輸出，在保證照明質量的同時降低不必要的功耗。采用傳統鈉燈及金鹵燈的路燈，一般只能實現小范圍的調光控制，應用中不可避免的受到其最低工作電壓要求的局限性。正因為LED擁有如此巨大的優(yōu)點，似乎全世界的目光都聚焦在LED這個新型的光源上，被譽為2l世紀的綠色照明產品，甚至人們預言未來會取代大部分傳統光源。為此，我們在部分道路上安裝了幾款國內規(guī)模較大的幾個廠家的LED路燈，對目前LED路燈能否在城市道路照明發(fā)揮應有的作用進行了試驗。

4佛山市某項道路照明節(jié)能改造

4.1項目概況

佛山某道路全長約2400米，道路的路燈安裝情況見表1。

4.2節(jié)能改造方案

實施節(jié)能改造工程之前，首先應對改造項目現有的能耗情況、運行效果進行診斷，診斷的方法主要包括資料搜集分析、理論計算及現場測試等三種。其次是根據診斷結果對項目進行改造的可行性及預計達到的節(jié)能量進行合理的評估，從而制定科學的改造方案。

4.2.1改造前診斷本項目在改造前，對道路照度、照明配電系統進行了現場測試，測試方法及相關結果如下：（1）照度測量范圍在道路縱向應為同一側兩根燈桿之間的區(qū)域；在道路橫向，現場燈具采用對稱布燈或雙側交錯布燈，宜取二分之一的路寬。（2）照度測量布點方法道路照度測量應將測量路段劃分為若干大小相等的矩形網絡。照度檢測采用數字式照度計。照度測量的測點高度應為路面，道路照度測量可采用中心布點法和四角布點測測量。（3）照明配電系統佛山某道路的照明配電系統共設置2個配電箱進行控制。其中L1配電系統（自編系統），其大概控制約56盞燈的道路照明，L2配電系統（自編系統），其大概控制約56盞燈的道路照明。L1及L2配電系統的整體測試數據見下表2。

4.2.2改造主要采用的技術措施（1）合理優(yōu)化照明設計參數通過抽檢機動車道23個區(qū)間的路面平均照度，檢測結果均達到《城市道路照明設計標準》（CJJ45-2006）的要求，且遠高于標準要求（道路路面平均照度實測值為20.5lx，標準要求為15lx），通過合理優(yōu)化照明設計參數從而實現節(jié)能。（2）更換高效的節(jié)能燈具將現有的高壓鈉燈置換成能效較高的LED燈。（3）重新規(guī)劃配電系統對照明系統進行合理的改進，尤其是要合理布置配電系統，并做好相關維護工作。

4.3節(jié)能效果計算

改造方案制定完成后，應對節(jié)能效果進行理論計算，通過計算進一步核實改造方案的可行性。（1）節(jié)能量估算值各配電系統的節(jié)能量計算公式如下：△P=PY-P''''H（1）式（1）中：△P—節(jié)能量，kW；PY—改造前能耗值，kW；PH—改造后能耗值，kW。若改造前后各配電系統管轄燈具數量不變，則改造后1小時的節(jié)能量計算見表3。（2）節(jié)能率節(jié)能率計算公式如下：ξ=ΔPPY×100（2）式（2）中：ξ———節(jié)能率，%；ΔP—節(jié)能量，kW；PY—改造前能耗值，kW。根據以上公式即可計算出L1配電系統的節(jié)能率，改造后的L1配電系統節(jié)能率約為51.2%，L2配電系統節(jié)能率約為48.6%，節(jié)能效果明顯。

5小結

綜合以上方面，通過現場測試及理論分析說明城市道路照明應充分重視節(jié)能，需要從以下三個方面著手：一為設計理念要杜絕越亮越好的觀念，如改造前照度值設計偏大，改造后可按照國家標準或者行業(yè)標準適當降低照度值；二為選擇好性能好的光源和燈具，充分發(fā)揮LED節(jié)能燈的優(yōu)勢；三是要對照明系統進行合理的改進，尤其是要合理布置配電系統，并做好相關的維護工作。另外，政府也要積極支持節(jié)能照明，在政策上給予寬松的環(huán)境與鼓勵性補貼，努力探索道路照明節(jié)能的新途徑。