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关键词:隧道 照明 施工
随着时代的进步,科技的发展,我国在隧道照明设施的建设方面也投入了大量的人力物力进行改进。为了提高隧道照明的施工质量,设计人员在设计阶 段需要提前对施工场地的环境进行勘测,争取将施工的细节和需要都照顾到,提出最合适的设计方案。但同时,由于我国的施工条件和技术的限制,还存在着一些不 足。
1 公路隧道照明设计
1.1 入口段照明设计
人眼对光线的明显变化需要一定的适应时间。如果隧道内外的光照度差异过大,容易造成驾驶员在进入隧道后产生短暂的“失明”不能够对隧道内的情 况进行反应,造成事故。因此,公路隧道的入口段照明设计非常重要。假设该公路隧道为南北走向,隧道的限定车速为60km/h。则《公路隧道通风照明设计规 范》洞外亮度选择4000cd/m2,按照沥青道路来进行设计,则应为88 cd/m2。
1.2 过渡段照明设计
这一段路程的照明应该是渐变的,从入口段的较强照明逐渐下降到与基本段的强度类似。因为人眼对光照的适应度限制,亮度变比应小于1∶3。过渡 段应该以基本段照明强度三倍为结束。过渡段的照明与基本段照明的衔接不应差距太大。这样容易造成人眼对亮度变化的不适应。因此将过渡段照明分成三段,具体 的设计应根据《公路隧道通风照明设计规范》来进行计算。
1.3 基本段照明设计
基本段作为整个公路隧道中最长的部分,也是过渡段和出口段之间的衔接部分。基本段的照明设计应该根据公路隧道的实际情况来进行设计。主要取决因素为该隧道的限定车速以及隧道及周边路段的交通情况。可根据《公路隧道通风照明设计规范》来进行计算。
1.4 出口段照明设计
出口段的情况跟入口段相似。为了不造成大的亮度差异,减少驾驶员对光照的适应时间,出口段的照明设计也应该根据隧道外部的光照亮度来决定。一 般情况下,隧道内部的亮度不及外部的亮度,因此人眼需要从黑暗到光明的适应时间。照明的作用是减小隧道亮度与洞外亮度的比对,否则驾驶员在由于受到突变的 光线影响,视觉受到影响眼睛产生眩光。出口段一般设置为60m,将亮度设置为基本段的五倍。
2 施工工艺改进
2.1 存在问题
(1)我国的大多数公路隧道照明设计灯具都为三排或四排。这样的设置在灯具方面的投入过高。
(2)很多公路隧道的施工都没有严格按照《公路隧道通风照明设计规范》来进行施工。例如,规范中规定在100m以上的隧道都需要进行照明的布置。但在实际的情况中往往不是这样,甚至一些500m~600m的隧道都没有进行照明的布置。
(3)在我国投入运营的隧道中,灯具普遍没有按照设计全部开启。大部分公路隧道只是开启了一部分,有的甚至不开启照明。
(4)在规范中,照明控制应根据季节和光照等六种情况进行控制,但实际的操作中很少能够达到。
2.2 产生原因
(1)基础研究方面不足。隧道内照明的设计的主要参照数据是隧道外的基础亮度。正确的测试出隧道外的照明亮度,是设计隧道照明的基础。通常需 要根据季节、天气、时间等不同的因素分别测试隧道外的基础亮度,这样得到的数据才更准确。而且在土建结束后,也需要再进行基础亮度的实测,并且根据实测得 到的数据进行修正。但是实际上,由于成本和施工条件等多种原因,大多数隧道的基础亮度设计都没有进行完整的测试,因此基础亮度的数据不够准确,影响设计的 效果。
(2)没有严格按照规范执行。在规范中规定的洞口减光措施,例如在两侧植树,洞门冷色等。但实际上,很多的隧道只是采取了一定的绿化设计,对洞外的基础亮度没有实质的影响。
(3)规范造成的误差。规范还有一些值得讨论的地方。例如对车速的限制,隧道设计的车速与实际的车速不同,通常隧道设计的车速较实际的车速小,影响对设计的数据处理。并且没有对见光措施的对应折减系数也没有进行说明。在出口栈道线形的影响也没有说明,都有待研究。
2.3 改进措施
理论上。
(1)严格按照规范要求,在不同时段、天气、季节对隧道外环境的基础亮度进行实测,并研究各种减光措施的实际效果。所得到的数据在规范中进行完善。
(2)在实际的隧道照明设计中,针对特长的隧道进行专门的基础亮度实测。实测的内容应包含了不同时段、天气、季节等因素的影响。
(3)对驾驶员在视觉的特性在气候、车速等多种情况下的影响。并针对驾驶员对光线突变适应的时间和强度变化接受程度,并将研究结果运用到公路隧道照明路段的设计中,并根据结果对照明的标准进行适当的修改。
(4)针对现有的宽光带、逆光照明技术的运用,研究隧道电力照明的效果和影响。特别是在单向公路隧道中,灯具的角度与隧道情况,路面的情况, 交通标志的反光等多种因素的影响。并根据这些关系对灯具的设置进行最细致的研究设计。争取让隧道内的灯具布置与隧道内的各项设施完美配合。
技术上。
(1)在隧道的电力照明设计中充分利用减光措施。例如在洞口设置的棚洞、洞门设计等。
(2)在隧道内合理设置交通诱导标志。特别是LED的反光和发光标志。这些对于隧道内的设置相配合,能够让驾驶员的行驶更加安全。
(3)根据规范中提出的照明控制情况进行照明控制。特别是季节、天气、时段等六种照明方案进行严格的照明控制,保证隧道内照明的效果,让电力照明的作用充分显示出来。
(4)对于特长和长大的公路隧道照明标准,应该根据我国的实际情况进行适当修改。在无监控的长、中场隧道,可以按实际情况,进行逐渐过渡,关闭中间段照明。对于达到条件的中、短公路隧道的夜间照明,可以进行关闭。条件以交通诱导标志的设置情况为标准。
(5)在隧道电力照明中进行节能设计,采用新能源。
(6)灯具的选取应以节能高效为标准。
3 结语
我国隧道电力照明施工工艺还有很多方面需要进行改进。我国的公路隧道多,超过百分之九十的隧道都有照明设置,因此,每年花在隧道照明方面的费 用都很巨大。深入地对隧道照明进行研究,改进隧道电力照明施工工艺,对于降低生产、运行成本,提高隧道的运行质量,都有很大的意义和作用。
参考文献
[1] 贾永发.对隧道电力照明施工工艺改进的探索[J].西铁科技,2003.
Abstract: According to the dining room, this paper summarizes the design project experience in electrical design, and briefly introduces the route laying, leakage protection, measuring, equipment load.
关键词:线路敷设;漏电保护;计量;设备容量
Key words: route laying;electricity leakage protection;measuring;equipment load
中图分类号:TU2 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)22-0080-01
0引言
饮食建筑属于民用建筑的范畴。饮食建筑包括营业性餐馆(简称餐馆);营业性冷、热饮食店(简称饮食店);非营业性的食堂(简称食堂)。建筑设计应保证饮食建筑的质量,使饮食建筑符合适用、安全、卫生等基本要求。建筑电气设计应符合国家、地方、行业相关规范,如《饮食建筑设计规范》JGJ 64-89,《城市道路和建筑物无障碍设计规范》JGJ 50-2001,《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008,《低压配电设计规范》GB 50054-95,《全国民用建筑工程设计技术措施》电气2003,《建筑照明设计标准》GB 50034―2004。
以某食堂为例,该工程地上三层,建筑面积3732.88m2,主要结构类型为钢框架结构。本工程用电负荷等级均为三级。从室外箱变引来两路220/380V一般电源,分别供给本建筑物的动力负荷及照明负荷。动力负荷包括电梯、风机、厨房用电设备等用电负荷;照明负荷包括厨房、餐厅、各功能用房及公共照明等用电负荷。公共照明设火灾应急照明和疏散指示,采用自备蓄电池灯具,供电时间不小于30分钟。室内的照明及动力电源进线电缆从室外埋地引至首层配电间,再穿线槽引至二、三层配电间。
1浅谈在该工程建筑电气设计中的几点体会如下
1.1《饮食建筑设计规范》4.3.2条,厨房及饮食制作间的电源进线应留有一定余量。配电箱留有一定数量的备用回路及插座。电气设备、灯具、管路应有防潮措施。因食堂厨房中电气设备较多,负荷容量较大,应考虑扩容及留有一定裕量。厨房、饮食制作间照明均采用密闭防水型节能荧光灯。
1.2《饮食建筑设计规范》4.3.4条,厨房、饮食制作间及其他环境潮湿的场地,应采用漏电保护器。
食堂厨房、饮食制作间及其他环境潮湿的场地的照明设备、小型动力设备、插座等,均装设漏电保护器,漏电动作电流为30mA。
1.3 《城市道路求和建筑物无障碍设计规范》7.8.2条,专业厕所无障碍设施与设计要求规定:距地面高0.4~0.5米处应设求助呼叫按钮。本工程首层设有男女无障碍卫生间,在无障碍坐便器扶手所在的侧墙处设置求助呼叫按钮,距地面高0.5米。并在走廊内设置自带蓄电池电铃,距地面高2.5米,按钮与电铃之间通过控制线可靠连通。
1.4 《民用建筑电气设计规范》8.3.2条,明敷于潮湿场所或埋地敷设的金属导管,应采用管壁厚度不小于2.0mm的钢导管。明敷或暗敷于干燥场所的金属导管宜采用管壁厚度不小于1.5mm的电线管。《低压配电设计规范》第5.2.8条,明敷或暗敷于干燥场所的金属管布线应采用管壁厚度不小于1.5mm的电线管。直接埋于素土内的金属管布线,应采用水煤气钢管。
因套接扣压式薄壁钢管(KBG)的壁厚为1~1.2mm,套接紧定式钢管(JDG)的壁厚为1.6mm,焊接钢管(SC)的壁厚为2.8~4.5mm。焊接钢管(SC)的壁厚为2.8~4.5mm。食堂插座、照明配电线路均考虑穿焊接钢管(SC)。
1.5《民用建筑电气设计规范》8.12.4条,竖井的井壁应是耐火极限不低于1h的非燃烧体。竖井在每层楼应设维护检修门并应开向公共走廊,其耐火等级不应低于丙级。楼层间钢筋混凝土楼板或钢结构楼板应做防火密封隔离,线缆穿过楼板应进行防火封堵。《全国民用建筑工程设计技术措施》电气20035.9.2条,配电间在每层楼应设维护检修门并应开向公共走廊,其耐火等级不应低于丙级。4.2.4条第6点,配电间的门应向外开,不宜低于乙级的防火门标准。配电间的墙壁应是耐火极限不低于1h的非燃烧体。
由此,食堂各层配电间的门均开向公共走廊,其耐火等级不低于丙级;配电间的墙壁是耐火极限不低于1h的非燃烧体。hhhhh[[的非燃烧体。
1.6 计量问题。根据《民用建筑节能条例》(国务院令第530号)第十八条“公共建筑还应当安装用电分项计量装置”的要求,施工图设计文件还应满足下列要求:①电梯用电应设计量。②餐饮厨房的动力设备用电应设计量。③每栋建筑物应设总计量。
食堂两路总进线处分别设置计量表。电梯以及一~三层厨房的动力设备用电设置总计量表。
1.7 厨房备餐间、消毒间内设置紫外线消毒灯,按不大于15m2一盏的原则设置。可考虑在适当高度预留照明电源插座。
1.8 食堂各功能用房照度参照《建筑照明设计标准》相关规定。厨房操作间、加工区、餐厅照度均为200lx,主副食库照度为100lx。餐厅照明灯具采用嵌入式直管型铝格栅荧光灯(T5型);厨房照明灯具采用密闭防水型直管荧光灯(T5型);主副食库照明灯具采用直管荧光灯(T5型)。各功能用房在满足照度标准的前提下,照明功率密度值应满足《建筑照明设计标准》相关规定,满足节能要求。
1.9 厨房内电气设备较多,包括三相负荷、单相负荷。配电系统考虑三相负荷平衡。
厨房小型动力设备如磨浆机、压面机、切菜机、绞肉机等,其配电采用聚氯乙烯绝缘铜芯导线,穿金属管及金属线槽沿墙及顶板敷设至设备接线盒,设备由厂家安装到位。小型动力设备如售饭台,因其接线部位位于设备下部,其配电采用聚氯乙烯绝缘铜芯导线,穿金属管埋地敷设至设备接线盒,各售饭台由厂家安装到位。如烤箱、煮浆机、洗碗柜等较大容量的用电设备,配电采用交联聚乙烯绝缘、聚氯乙烯护套铜芯电力电缆穿金属管及金属线槽敷设到其配电箱的位置(配电箱随产品配套,由厂家负责安装)。小型冷库及保鲜库由专业厂家设计完成,电气专业设计仅根据用电容量大小预留电源开关及管线。
各用电设备容量参考《建筑电气常用数据》04DX101-1 P25~P27,《05D1》P167~P170,以及甲方提供的用电设备容量。
【关键词】 城市道路 照明设计 环保节能 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。城市照明是城市基础设施的一个重要组成部分,不仅为亮化城市、美化环境发挥积极作用,还为交通安全、社会治安提供了有力保障,同时在提升城市档次、提高城市形象、改善城市环境发挥了极其重要的作用,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、稳压降压调光节能 在道路照明工程中,照度受电网电压影响,而电网电压受负荷影响,在负荷高峰时电压偏低,在负荷低谷时电压偏高。而傍晚为道路交通量高峰,此时电网电压低,光源光通量低,路面照度低;接近午夜时为道路交通量低谷,此时电网负荷是低谷,而电网电压偏高,光源发出的光通量高,路面照度高。这种不合理现象,造成既影响交通安全,又严重浪费能源和资金的现象,将智能光源稳压降压调光装置安装在路灯的控制端,在电压波动较大时,人流较小的后半夜,采用该装置在合适的照度情况下,降低较高的电压,达到节能。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。
关键词:单相短路 ;短路容量; 断路器; 箱式变电站; 远程监控系统; 光源
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:
改革开放以来,我国的城市照明发展很快,对完善城市功能,改善城市环境,提高人民生活水平发挥了积极作用。作为城市道路照明设计现行设计标准,《城市道路照明设计标准》对照明标准、光源和灯具的选择、照明设计、照明供电和控制以及节能措施等方面做了较详尽的规定和要求,标准提出“安全可靠、技术先进、经济合理、节约能源、维修方便”五项设计原则。
1 电缆选择
电压降引起的照明质量下降与单相短路电流不满足电气保护灵敏度要求对电缆截面选择孰轻孰重。
1.1 在道路照明配电中,由于配电线路较长,配电线路零序阻抗较大,同时引起电压偏移和单相接地(零)短路电流相对较小两个问题。电压偏移将对照明质量产生直接影响,根据有关设计规范规定,灯具的端电压允许电压偏移值不超过额定电压的105%,对于道路照明,低压照明线路的末端电压不应低于额定电压的90%或不应低于始端电压的95%。而对于单相接地(零)短路电流相对较小的问题,现有的热磁式自动开关瞬时过电流脱扣器的整定电流值一般较难满足开关可靠动作的灵敏性要求。单相电流短路危害电流危害,主要在于短路电流小,使得电气保护元件不能技术切断短路电流,从而造成电缆发热燃烧,甚至产生局部电弧放电引起火灾,严重危害电气系统正常运行。所以合理选择电缆配电长度和电缆截面,对于路灯照明供电设计至关重要。
由于单相接地电流较小,现有的热磁式断路器瞬时过电流脱扣器的整定电流值最小为3倍脱扣器额定电流,一般较难满足灵敏性的要求。如用过电流长延时脱扣器做后备保护,容易使电缆长时间过电流,轻则烧毁电缆,重则引起火灾。由于道路配电属于单相配电,即使配电中尽量使三相平衡,零序电流仍较大,也不能使用另加零序保护装置的措施。按“JB1284-73”的规定,非选择型配电用断路器的瞬时过电流脱扣器的整定电流值为10倍脱扣器额定电流(可调式为3~10倍),只具有瞬时过电流脱扣器的断路器,其脱扣器整定电流值为1~3倍或3~8倍脱扣器额定电流。遗憾的是,至今尚未查到如上面规定提到的只具有瞬时过电流脱扣器的热磁式断路器产品,包括像ABB,Schneider,Moeller等国外大公司也无此类产品。目前解决这个问题的办法:(1)加大电缆截面,降低配电线路的零序电阻和电抗,一般道路照明设计中,线路电压降都能满足规范要求,在不影响投资和施工难度的情况下,这不失为一个好办法。(2)使用电子式脱扣器,其保护短路时磁脱扣可最小做到1.5倍脱扣器额定电流。能满足保护要求。(3)减小配电距离,以满足电气保护可靠性,具体做法可参照根据单相短路电流确定配电最小距离的相关资料。
1.2 电压降计算。在长距离配电设计中,电压降引起的照明质量下降与单相短路电流电气保护灵敏度要求相比,对电缆截面选择决定性的影响也较大。如果考虑高压钠灯加装电容器进行无功功率就地补偿,单相短路电流电气保护灵敏度要求的问题尤其突出。所以,二者统筹合理,才能做到设计经济合理。
2 配电设备选择
2.1 短路电流与计算电流相结合,同时应考虑相关设计规范,正确选择配电断路器。
现在一般道路大多采用断路器保护,本文也只考虑断路器保护。对于道路照明配电断路器的选择,主要应结合短路电流与计算电流进行选择。
通常,道路照明供电电源由电力公网引高压电源到照明专用变压器,变压器的容量不大,一般在80kVA~250kVA之间,即使高压电力系统短路容量按照无限大考虑,变压器低压侧短路电流也不大。假设以下两个条件:1.10kV侧线缆阻抗忽略不计,短路容量无穷大,这样短路电流大小仅取决于前级变压器容量的大小。2.04kV侧的变压器保护主断路器和低压母线上的阻抗也不加考虑,使低压母线三相短路电流也仅取决于10/0.4kV变压器容量的大小。
2.2 美式箱变与欧式箱变的选择及注意的问题。
道路照明配电中心多采用箱式变电站,它们具有成套性强、体积小、占地少,能深入负荷中心、提高供电质量、减少线路损耗,缩短送电周期,选址灵活、对环境适应性强,且能美化城市环境、安装方便、运行可靠及投资少、见效快等一系列优点,所以组合式变压器有着广阔的使用范围,是城市建设的必需设备。现今箱式变电站主要分两类:组合装置型(又称欧式箱变)和一体型(又称美式箱变)。
欧式箱变是将变压器及普通的高压电器设备装于同一个金属外壳箱体中,变压器室温很高,引起散热困难,影响出力;另一方面欧式箱变在箱体中采用普通的高压负荷开关和熔断器、低压开关柜,所以欧式箱变体积较大。美式箱变与欧式箱变结构上不一样。从布置上看,其低压室、变压器室、高压室不是目字型布置,而是品字型布置。从结构上看,美式箱变分为前、后两部分:前面为高、低压操作间隔,操作间隔内包括高低压接线端子,负荷开关操作柄,无载调压分节开关,插入式熔断器,油位计等;后部为注油箱及散热片,将变压器绕组、铁芯、高压负荷开关和熔断器放入变压器油箱中。避雷器也采用油浸式金属氧化物避雷器。变压器取消油枕,采取油加气隙体积恒定原则设计密封式油箱,油箱及散热器暴露在空气中,没有散热困难。低压断路器采用塑壳断路器作为主断路器及出线断路器。由于结构简化,美式箱变的占地面积和体积大大减小,由于其体积很小再加上只是一侧开门,其所需占地面积仅是欧式箱变的1/4,体积仅为同容量欧式箱变的1/5~1/3。国产化美式箱变在低压侧加装低压配电柜,增加低压保护及计量方式功能,更能满足国内用户的需要。所以使用这种箱变的场合也越来越多。
由于箱式变长期处于太阳的直晒下,影响塑壳断路器的散热,使得断路器不能正常开断负载及短路电流,易引发高压侧故障。所以室外使用箱式变时布置位置也需要设计注意。
3 灯具光源选择
目前道路照明中较多采用的是高压钠灯,它光效高(100lm/W),黄光透雾性好,视觉敏锐度也较高。由于道路照明的亮度一般为1~2cd/m2。对眼睛来说是处于中间视觉状态。此时视网膜杆体细胞和锥体细胞同时起作用。若采用白色的金卤灯(短波光线多)照明有助于边缘视觉(杆体细胞为主)发挥作用,对周围环境的视觉信息灵敏度高。近年来,随着制灯工业的进步,金卤灯光效日益提高(>100lm/W),寿命已达到上万小时,且它的显色性好,故在道路照明中应用已日益增多。特别是居住区内的道路采用小功率金卤灯照明已相当普遍。市中心,商业区等对颜色识别要求高的道路也宜采用金卤灯。
光源的选择不能简单化,单一化,要贯彻以人文本的设计思想,结合具体工程情况,合理正确选择光源。
4 照明控制的设计标准
标准中涉及照明的控制只有三条内容,能满足照明控制基本要求,但已不能适应现今技术发展要求。城市照明的管理水平,应该随技术与经济的发展同步发展,逐步完善管理,可以节约降耗,节省运营成本。建立道路路灯照明的远程监控系统,应该是城市公共市政管理的必然要求。道路路灯照明的远程监控系统是结合了现代化的通讯手段、计算机技术、自动控制技术、网络、多媒体技术的控制系统,可实现对道路路灯照明系统的远程监测和控制,系统建设规模可根据当地经济情况灵活扩充,进而实现对周边的景观照明、建筑泛光照明等照明系统的远程监控,从而实时掌握照明系统运行状况,快速发现照明系统故障,提高照明系统运行质量。通过GPRS/GSM、无线电台、ADSL、CDPD、光纤以太网等多种通讯方式,实现各配电中心的联网,满足中心调度监控功能。
参考文献:
[1] CJJ45-91.城市道路照明设计标准[S].中国建筑科学研究院,2009.
关键词:节能;控制策略;城市道路照明;开关灯时间
中图分类号:TP393 文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)22-5490-02
Discussion of Intelligent Control Strategies of Street Lighting System
ZHANG Lu-yan, YU You-ling, ZHANG Zhi-ming, WANG Cui-xia
(College of Electronics and Information Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China)
Abstract: Focused on urban lighting power consumption, intelligent energy-saving and control strategies of street lighting system are proposed with consideration of various factors and mechanisms, such as the road condition, the lighting source, switch time determination, night lighting environment, weather climate, road classification and influence of holidays. Using these control strategies, energy-saving technology applied to street lighting system could be more efficient and reliable.
Key words: energy-saving; control strategies; urban street lighting; switch time
1 概述
随着社会的发展,能源问题得到了越来越多人的关注,能源危机己经成为全人类所面临的主要危机[1]。近年来,我国的电力能源日趋紧张,用电高峰时期在很多城市甚至出现了大规模的拉闸限电。电力紧张正在阻碍着我们的日常生产、生活,甚至会严重影响到我国经济的发展与社会文明的进步。照明用电在我国的整体用电中占有很大的比例,随着我国经济的快速发展,城市路灯的数量也越来越多,城市路灯照明占我国照明耗电30%左右的比例并呈上升趋势。城市道路照明的主要目的是使行人和驾驶员能很好地识别前方路面上的情况,从而保证夜间交通的安全与社会治安稳定[2]。目前很多城市为了城市形象,盲目的追求高亮度的夜间照明,在美化了夜景的同时能源消耗也在不断增加。事实上,道路照明并不需要太高的亮度,更不是越亮越好。过亮的路面照明会浪费电能,对于人们的夜间休息也会产生一定的影响,并有可能产生光污染。在强调可持续发展、注重能效的今日,道路照明节能已具有紧迫意义[2]。在我国的“十二五”规划中也提到了节能减排的问题。本文主要通过制定城市道路照明的控制策略来达到节能的目的。
2 智能道路照明系统控制策略
2.1 道路照明光源选择
光源对于电能的影响很大,选择适当的光源,可以节约电源,从而达到节约资金的目的。在道路照明系统中,所使用的光源主要是气体放电灯,有荧光灯、高压汞灯、金属卤化物灯、高压钠灯、低压钠灯、无极荧光灯、发光二极管(LED)、太阳能路灯等。就目前状况看,高压钠灯是城市道路照明中的首选光源,因其具有光效高、寿命长、价格低等优点,而且高压钠灯的透雾性能也比较好。随着科学与技术的发展,照明领域出现了LED这种新的光源。LED光源具有节约能源、污染少、光指向性好、寿命长、低电压、反应快的特点,有成为未来光源的趋势[3]。通过实际的对比测试可见:由于LED的光输出具有高度的定向性,通过特殊的灯具配光设计,高效率60 W的LED路灯在路面上所达到的照明效果可以与250 W高压钠灯相当,90 W的LED路灯可以与400 W的高压钠灯相当,节能效果非常明显[4]。由于LED灯的众多优点,本文中采用LED路灯作为分析对象,这对于整个系统的节能也具有重要的意义。
2.2 开关灯时间的确定
为了尽可能的节省电源,城市道路的控制应以时控为主,光控为辅。时控是指计算出某地的日出日落时间,当然这不是最终的开关灯时间,还应根据当时是否达到了城市道路的开关灯照度水平,来决定是否执行开关灯的操作。由于每个城市所处的经纬度不同,其对应位置的日出日落时间也不相同;并且由于地球的自转轴相对于地球和太阳的平面是倾斜的,加上地球公转作用,因此每天的日出日落时间也是不尽相同的。为了更精确地控制城市路灯的开关时间,需要根据城市所处的经纬度计算出当地的日出日落时间,并以此为依据确定城市路灯的开关时间[5]。根据日出日落计算算法,通过在上位计算机中编写程序,能够快速得到每天的日出日落时间。若以上海道路状况为研究对象,可以根据上海的地理位置(东经121°4′,北纬31°2′)来确定日出日落时间。
根据城市道路照明设计标准,开灯照度水平为15lx,关灯照度水平为30/20lx(道路照明开灯时的天然光照度水平宜为30lx,次干路和支路宜为20lx),因为不同级别道路照明有不同的照度水平,因此关灯时的照度水平原则上也应分别与其对应。但为了便于管理和控制,规定了30lx和20lx两种照度水平[6]。开灯时间的确定的流程如图1所示。
同理可得关灯流程图,与此类似,不再赘述。
在日出的时候,照度值有可能还没有达到30/20lx,这时如果关灯,将对交通造成不堪的后果。在日落的时候,照度值还远远大于15lx,这时开灯,必然使得电能浪费。通过时控光控结合的方法,既能节能又能保证路面的正常照度。
2.3 半夜路灯的控制方式
在夜间,到了一定的时段,道路上的行人和车辆将会变得稀少,这时如果维持恒定的道路照明亮度,必将导致大量电能的浪费。所以,制定夜间路灯的控制策略也有利于节能减耗。在一天的开灯时间和第二天的关灯时间之间,交通流量将会发生很大的变化。这种变化每天都会略有差异,但就一段时间(一个月或几个月)的统计规律来看,这种变化的波动并不很大,所以完全可以按照平均交通流量变化规律把一年的照明周期划分成若干照明季节[7]。一般情况下,天热时,人们会适当延长夜晚活动时间;而当天气变冷时,人们又会减少夜晚活动时间。在天文学上,一般以春分、夏至、秋分、冬至分别作为每个季节的开始,据此,可把一年分成四个照明季节。
开灯时间一般为一天的18点左右,那时正是下班高峰期,车流量比较大;在半夜的时候,绝大多数居民已经入睡,只有极少数的人员在外活动,这时路上的车流量相对比较小;在临晨将近关灯的时候,人们也开始一天的活动,车流量开始增大。根据以上的情况,可以把一天的开灯时间和第二天的关灯时间之间分成几个时间段,在每个时间段根据当时的车流量大小来确定光照,可以节能。比如在夏季这个照明季节,可以把一天分成若干个时间段,如表1所示。时段一为交通高峰期,应该保持正常的照度值;时段二为交通次高峰期,可把照度值降低为原来的70%;时段三为交通的低谷期,可把亮度降低到原来的50%,隔盏亮灯或部分开关灯来达到节能的目的。
2.4 特殊天气
夏天的时候,雷电等恶劣天气比较频发,甚至有可能出现白天变黑夜的情况,如果路灯没有及时的点亮,可能会对交通产生意想不到的影响。所以在这种情况下,必须考虑自然环境照度,从而执行相应的开灯或者关灯的操作。除了夏天的雷电天气之外,特殊天气还包括浓云蔽日,日全食以及突降暴雨等,这些天气都有可能对路面的照度产生影响。
为了应对特殊天气,应采用光控的方法,即根据当时的环境照度是否满足最低的照度要求来操作开关灯。由于光照计可以根据设定的时间间隔,在上位机软件上实时显示当时环境的光照度。当环境照度低于15lx的时候,上位机软件应该自动的对路灯进行开启;而当环境照度再次高于30lx的时候,上位机软件应关闭路灯。当然这仅限于一般的特殊天气。当遇到闪电这种特殊情况时,在进行环境照度采集时必须采取延时检查等措施消除环境照度尖峰干扰[7]。控制流程图如图2所示。
光照计在一直实时的测量环境的光照度,当出现特殊天气时,从光照计第一次检测到低于15lx开始,如果持续若干时间(如:五分钟)都低于15lx,则判断出现了特殊天气,排除了闪电的干扰,反之亦然。当开灯时,若光照计采集到高于30lx,且持续5分钟,则关灯。
2.5 根据道路分类
在智能道路照明控制策略中,还应根据道路的类型来采取节电措施。根据《城市道路设计规范》CJJ37-90[8]对城市道路的分类,并结合道路照明本身的特点,将城市机动车道路照明按快速路与主干路、次干路、支路分为三级。根据《城市道路照明设计标准》,这三种道路的标准照度值如表2所示。
在《城市道路照明设计标准》中,对同一级别的道路规定了两档的照度标准值,因为道路照明标准值是根据车辆行驶速度、交通流量等因素来确定的,与城市的性质和规模没有必然的联系。一般情况下,在规模小的城市中,车辆的数目比大中型的城市少,因而路面的交通流量也会相对的较小。所以,为了合理的配置能源和节能,在中小城市中,可选择照明标准的低档值,而在大城市可以选择照明标准中的高档值。采取这种措施后,既能保证每个路段的可见度,又能节省电源,避免不必要的浪费。
2.6 节假日
在比较重要的节假日,人们的作息时间会和平时不同。在这种情况下,若还是采取分时段控制,就会出现偏差,因为交通流量曲线与平时会出现较大的波动。这时可以通过其他的方式来控制路灯的亮暗。就一定年份来说,每年的同一个节假日的车流量的数值不会波动很大。根据上述情况,可以向各地的交通部门查阅某个路段在每个节假日的车流量,从而把这些历史数据存入数据库。当到了某个假日的时候,通过调用数据库中的历史数据和当前数据来进行路灯照明的预测控制。
3 总结
城市道路照明节能是一个长久且复杂的系统性工程,需要注重多方面的问题。本文从光源选择、开关灯时间的确定、半夜路灯和特殊天气的控制方式以及根据道路分类和节假日的控制出发,制定了一系列的控制策略,通过这些策略的实施来达到节能的目的,从而使节能工作在道路照明工程中得到彻底的贯彻和实施。
参考文献:
[1] 冯玉如.城市LED道路照明的二次节能技术及其集控管理系统[J].自动化应用与技术,2010,29(5):118-122.
[2] 杨韬.城市道路照明的节能设计[J].灯与照明,2006,30(4):19-22.
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[5] 景春国,舒冬梅,顾德英.城市路灯监控系统中日出日落时间算法的实现[J].现代计算机:专业版,2003(5).
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[7] 刘晓胜,胡永军,张胜友.城市道路照明中的场景控制策略及其实现[J].电气应用,2005,24(11):1-6.
关键词:公路隧道照明“低碳经济“节能减排”
中图分类号:U459.2文献标识码: A 文章编号:
1 前言
在高速公路建设中采用隧道节能照明技术可以节约电能,降低运营成本,提高高速公路的经济效益和社会效益。目前隧道照明的节能,主要是采用高功率因数的照明灯具(配高效电子镇流器)、隧道内两侧铺反射率高的装修材料、尽量缩短供电电缆长度以减少线路损耗、合理布置配电房的位置、集中调光控制、减少洞外亮度等方法。为了进一步节能,设计者还把隧道内的灯具分为全日灯、黄昏灯、白日灯和应急灯等几个回路进行人工或自动的控制。这些方法,虽然有一定的节能效果,但在实际营运中电能的浪费还是十分严重,营运过程中为了节约电能产生了照明与行车安全和隧道监控之间的矛盾等问题。
2公路隧道运营照明存在问题
近20年来,我国交通运输部门投入大量科研经费,围绕公路隧道照明工程的实际问题开展技术研究并取得许多重要成果,强有力地推动了我国公路隧道照明技术的进步。但在工程设计、运营管理中仍存在诸多问题,主要表现为以下方面。
2.1 照明设计参数有待完善
《公路隧道通风照明设计规范》颁布实施至今已有10余年,在这期间,我国公路隧道数量、规模及类型都发生了较大变化,同时新理论、新技术、新设备、新材料不断涌现,因而部分照明设计参数有待进一步修正和完善 ,如短隧道照明设计方法、洞外亮度L。 (s)参考取值、各照明区段亮度指标等。国际照明委员会(CIE)制定的《公路隧道和地道照明指南》 固然对我国公路隧道照明设计有借鉴之处,但并不完全适用。
2.2 照明控制方式较为落后
部分高速公路中、短隧道照明无法实现远程人工现场实时自动控制,甚至需要隧道管理人员在现场人工控制,若高速公路全线中、短隧道数量较多,则每日现场工作量较大:一方面,造成不必要的电能浪费;另一方面,耗费较大的人力、物力去开关照明灯具,运营管理效率太低 。绝大多数公路隧道照明采用时序分级调光控制法,虽然其控制模式简单、可靠,但无法结合天气、洞外亮度、交通量等时变参数从宏观层面对整个隧道照明系统进行自适应控制,同时受照明配电回路所限,只能实现3~6级照明控制等级,“过度照明”、“无效照明”现象较为严重。
2.3 照明节能理念存在误区
公路隧道照明节能并非简单地开关某些灯具,而是要求建立在行车安全基础上的最大节能,即公路隧道照明节能不能以牺牲交通安全为代价。部分隧道管理人员一味追求节电省钱,致使公路隧道照明控制方案的随意性、主观性很大 ,这种做法其实忽视了公路隧道照明的特点和本质,对隧道行车安全危害极大。
2.4现有隧道照明控制营运中节能与隧道监控的矛盾
隧道监控是隧道管理的重要组成部分,目前隧道照明与监控之问产生的矛盾主要在夜问。部分营运者为了省电,夜幕降临时关闭隧道内所有的灯,由于目前国内隧道普遍采用非红外线摄像头,隧道内部一片漆黑,使得无法发挥有效监控,夜间直接造成从摄像头到监视器之问大量设备电能的浪费。这种问断的监控也不符合重要隧道内所需的监控要求。夜间,在有人进入隧道或发生偷盗、破坏等现象,很难被及时发现,在车辆发生故障或发生交通事故时,不但监控不到,而且在处理时不能提供必要照明。在设计中应考虑在隧道发生紧急情况时,隧道内灯具能够根据需要自动控制照明亮度。比如隧道内发生火灾或拥挤堵塞时,为帮助隧道及时排除危险,系统自动将全部灯点亮,系统的手动控制应能够可以在多处实现,如监控中心,隧道管理房或隧道内的其他位置等。从安全、监控,节能及所能提供便利等方面综合考虑,夜问隧道内提供适当的照明是必要的。
3 公路隧道照明节能技术应用
针对新建公路隧道和在运营公路隧道不同的照明节能需求,本文给出了上述节能措施的应用方案。工程实践表明,综合运用公路隧道照明节能技术,可实现公路隧道照明综合节能20 %以上的总体目标。
(1)采用先进的隧道照明控制和管理系统在隧道实际运营过程中,隧道照明取值与车速、车流量、洞外光照有密切的关系。隧道照明控制参数研究的一个目标,是在确保安全的前提下,实现隧道照明的高效节能。隧道照明节能综合控制系统,以检测得到的洞外亮度、车速、车流量等交通参数为输人,以照明节能控制器为执行设备,开发照明节能控制系统,该系统能够根据交通参数和环境参数,自适应调节控制灯具亮度,使隧道进出I:1段的加强照明的自动调光系统与外部光线的强度对应,设置信号反馈控制装置,力求做在保证安全行驶条件的前提下,实现灯具照明的最优控制。
(2)采用隧道照明分区控制方法
在隧道照明系统中,除按照规范要求,分为入口段,过渡段,中间段,过渡段,出口段外,并设置灯光分区域分组控制系统,当夜间车流量减少时,自动采集跟踪筛选调整照明灯具数,从而减少照明能耗。
(3)增大光反射比
选择合适的灯具,设置合理的安装角度,并且处理增大顶棚和墙壁的反光比,使隧道顶棚、墙和路面之间产生多次反射作用,预计可使隧道照明反射光增量系数比表面未作处理的隧道约增大20% ,即可达到节电20%左右的效果。
(4)制定有效的管理维护操作规程
管理维护操作规程应有效的制定长效机制,对隧道内光源、灯具等按规定进行维护,对灯具进行定期清洁工作,对光源和附件进行检修,尤其是检查气体放电光源的无功补偿电容有无击穿,此外还需要对照明控制装置进行调整等,提高照明灯具的维护系数,使照明系统处于良好的工作状态下,使隧道照明系统不但满足照明要求,而且达到节能要求。总之,隧道照明系统从以上角度,可以有效达到隧道照明管理节能。
关键词:用电负荷;供电设计;配电设计;低压线路;安全系统
Abstract: Distribution design plays a decisive role of residential area of the safety and comfort of life. Residents of the electricity demand increases the power supply of residential district are increasingly high requirements. The residential supply process and security distribution design of residential areas, power supply design reference.
Keywords: electric load; power distribution design; design; low-voltage circuit; security system
中图分类号:TM714文献标识码:A 文章编号:
随着我国经济的飞速发展,国民的生活水平不断提高,住宅建设高速增长,各种的商品楼房,住宅小区和花园别墅被开发建造。全球不可再生能源日趋紧缺,我国石油气价格提高,居民对电能的需求不断提高,对住宅小区供配电的要求也越来越高。
1住宅小区弱电系统概述况
住宅小区内的弱电系统一般由通信、安全、管理、服务等方面的内容组成,集成了居室报警紧急呼叫、边界监控、远程抄表、车库管理、机电设备自动化管理、卫星接收和有线电视、互联网和综合信息服务等部分,便于为居民提供一个完整、舒适、幽雅的生活环境。现谈谈智能住宅小区弱电系统的功能和特点。
1.2设备管理系统
在住宅小区内设置物业管理中心,由物业管理部门对住宅小区的公共设备进行监控和检测。比如对供电、供水、供热、电梯、公共照明等系统设备状态的监测。
1.3住宅区为了便于管理,常与保安中心合建,主要包括水、电、气自动抄表计费系统、停车场管系统、楼宇自控系统和家电自动控制系统。基于自动抄表系统的数据采集系统定时采集居民家的水表、电表、气表的数据,在此之前要指定好当地水、电、气三者的价格,就可方便地自动计算费用,并打印出读数、计费的情况。并存储在存储器中。
2小区内道路及景观照明
2.1住宅综合小区的园林化,要求居住环境照明设计不仅包含以往的道路照明,还应包括草坪照明、树木照明、小品照明、水景照明等,居住环境照明设计的重点要放在给居民提供一个安全、舒适、轻松的环境,设计中不仅要考虑照度,还要考虑灯光亮度的变化、色彩的搭配,以及对小品和水景照射的光效果。
2.2出于节约用电的考虑,道路照明应采用小功率钠灯和节能荧光灯等光源;配电应按功能的不同分类配线,以便于控制和节能。线路敷设以铠装电缆直埋敷设为主。其控制设备一般就近设在附近的变电所内,交流接触器按工作电流的2.5倍选取。采用光控或时间控制。当夜幕降临、照明度达不到设定值时,光电控制器自动接通电源,灯光点亮;当黎明到来时,灯光熄灭。如果小区范围较大,可在一处安装控制设备进行“接力”控制。
3小区供电设计及配电设计
3.1小区供电设计
3.1.1资料收集和分析
一个好的设计方案,设计前的准备是很重要的。收集小区楼盘建筑图纸和相关信息,通过仔细阅读分析相关的资料图纸,对小区的总体布局和风格有全面的了解;与开发商进行广泛的交流,充分听取他们的要求与建议;确定住宅小区的面积、户型、套数及相关的配套设施。
3.1.2负荷计算
首先确定负荷等级,按我国现有的有关规范规定,住宅小区用电均按三级负荷供电,多层住宅客梯及消防设备按二级负荷供电。
3.2小区配电设计
3.2.1变配电所的设置
变配电所宜靠近用电负荷中心,并且应考虑变压器的搬运及消防抢修通道。变配电所的位置还应充分考虑其对住户住宅噪音、热量的影响。中小型住宅小区宜设1~2个变配电所,大型住宅小区设多个变配电所。具体可考虑从变配电所到住宅楼总配电箱的0.4kV低压出线电缆不宜超过300米,避免由于电压损失影响末端用户的用电质量。对二级负荷备用电源的设置,一般设置备用电源配电房,设置发电机房。
3.2.3配电系统
一般采用单电源放射式供电或采用双电源环网供电,具体需配合供电部门确定。变配电所10kV电源进线开关宜采用断路器或带熔断器的负荷开关。住宅小区低压柜宜采用GCK抽屉式配电柜。可采用发电机作为二级负荷的备用电源。根据各负荷情况设计出高、低压配电系统图,并进行变配电所电气布置设计,当然这是一个综合的过程。
4小区用电的特点
综合性住宅小区用电的特点在于用户的多样性。小区内除了住宅外,还包括很多的配套服务设施,如物业会所、水泵房、锅炉房、商业服务设施、停车场、学校和幼儿园等。其用户既有一般用户,又有重点用户;既有多层和高层住宅,又有小区级公共建筑和少数市级公共建筑。生活用电包括居民住宅用电、给排水用电、集中供热用电等;公共建筑用电一般包括物业会所、水泵房、锅炉房、学校、小区道路照明、楼道照明和景观照明等。因此,在详细规划阶段,应针对不同的建筑采用不同的指标来进行用电负荷计算,通常采用单位建筑用地面积负荷指标法进行负荷预测。
5小区的室内配电系统及供电安全
在JGJ·T16-92《民用建筑电气设计规范》中,未对居民用电负荷作详细规定。参照国际标准,结合我国小区居民用电现状和发展趋势,每户计算负荷系数一般取0.4,因此,每户计算负荷按4~12 kW 考虑较为适宜。厨房卫生间设置较多的插座,其供电回路可视住宅面积大小适当放大,配电线路可选为BV -3×4。每个单元内分户计量表集中在首层电表箱内,采用放射式供电至各户配电箱。住宅内的照明、插座、空调应分回路。GB 50096-1999(住宅设计规范》规定,除空调电源插座外,其他电源插座电路应设置漏电保护装置。实际上在现代多层住宅中,柜机已进入千家万户,并安装在人员活动较频繁的客厅。尽管其外壳绝缘,但一旦绝缘击穿也会漏电,所以,对于柜机的预留插座电路也应设置漏电保护装置。在室内线路设计中,一般每个单元楼集中设电表箱,每幢楼独立设总漏电开关,漏电电流≯500 mA。用户内配电箱总开关设置能同时断开火线及中性线的开关,其漏电电流为300mA,以防止照明、空调线路漏电而引发火灾的可能。室内各插座支路除空调回路外,均设30 mA带漏电保护装置的断路器。厨房、卫生间的插座应选择密闭防水型的,其内的灯具、通风机电源应装在漏电开关的插座支路上。
【关键词】:城市照明;监控;节能;维护方法
在城市发展过程中,城市路灯安装与日常维护作为城市经济发展的一项重要工作,就目前来看,我国城市路灯安装质量还不够高,日常维护工作没有做到位,影响到了路灯功能的发挥以及路灯的使用寿命,进而不利于城市经济的发展。
1城市照明设施维护工作的重要性
1.1城市照明设施维护工作对美化城市夜景提供有力保障。
加强城市照明设施维护工作,保证城市照明设施的完好率和亮灯率是城市形象在夜晚得以充分重塑和再造的保证,可以表现出白天无法表现的魅力与特色;创造出明亮宜人的环境和令人愉悦的夜晚城市景观,展示出城市文化与环境相和谐、统一的整体形象;营造出特定的城市文化氛围,推动了城市文化的发展,烘托出城市的文化底蕴和内涵。
1.2做好城市照明设施维护工作,为人民群众的出行安全提供有力的保障。
通过对城市照明实施的维护,保证城市照明设施的完好率和亮灯率,为人民群众创造出了安全明亮的夜间环境,能够清晰辨别道路状况,避免潜在的危险障碍,提供交通安全和人身安全保障。
2在维护管理中采取的措施
2.1在城市道路照明的设计中就要充分考虑节能减排这一理念。
照度标准通常指水平照度,指各类场所人工电气照明照度水平值,《城市道路照明设计标准》就是其中较重要的一项设计规范。照度的衡量指标主要包括:照明好坏对看清物体的影响,舒适度,视角功能、节能等因素。
2.2选用高效节能的光源电器。
2.2.1道路照明系统应积极推广节能型的高压钠灯、金属卤化物灯及大功率高光效LED
高压钠灯的特点是寿命长、光效高、透雾性强。可广泛用于道路照明、泛光照明、广场照明等领域。用高压钠灯替代高压汞灯,在相同照度下可节电37%。金属卤化物灯是一种在高压汞灯的基础上在放电管内添加金属卤化物,它的特点是寿命长、光效高、显色性好,用它替代高压汞灯,在相同照度条件下,可节电30%。大功率高光效LED是近年来国内外快速发展起来的新型光源,在同样亮度下,LED灯的耗电量仅为普通白炽灯的1/10,而其寿命却可延长100 倍,特别符合绿色照明的理念和要求,因此积极推广LED路灯具有重要的节能意义。
2.2.2积极推广节能型的电子镇流器
电子镇流器的工作原理是将50Hz工频电源先整流为直流电,再经高频振荡电路变为高频交流电亮灯。电子镇流器采用有源功率因数校正的方法,其功率因数可达0.99,降低了输入电流,降低了供电线路的负荷与损耗。电子镇流器与电感镇流器相比,节电30%以上,对电网输电损耗减少70%以上,对节能也起到重要的作用。
2.3做好路灯供配电系统节能。
2.3.1保护变压器,使变压器的损耗降到最低,最基本的手段就是保持变压器高效率的工作。路灯供电系统应根据负荷的大小,合理选择变压器容量和高效率的变压器,使变压器达到高效运行的状态。合理分配负荷,保持负荷的三相平衡,减少线路损耗,是在供电时就达到节能的目的。
2.3.2加装单灯补偿电容,由于道路照明灯具绝大部分属于感性负荷,运行功率因数往往不到0.5,所以线路中存在较大的无功电耗。如果将现有的供电系统电容集中补偿形式改造成单个灯具内进行功率因数补偿,则可将功率因数补偿到0.9以上,则可降低线损70%以上。
2.3.3规范电工操作工艺及流程,在路灯安装的过程中,通过合理的布局,减少导线的接头、改善导线接头工艺质量、做好连接导线处的绝缘恢复等工作,来积极降低导线接触电阻的影响,达到电能传输线路损耗降低的目的。
2.4在控制手段上做到节能减排。
2.4.1合理确定照明标准。根据道路类别、所在环境及在城市路网中的重要性等,确定所设道路的合适照度值,不应盲目追求高照度。在设计中根据根据道路的宽度就车流量、人流量及道路的实际需要,及《城市道路照明设计标准》确定照度值,实现电能的有效利用。
2.4.2执行半夜灯控制,是实现路灯节能的最重要的手段。在城市的主干道路幅较宽,较多的考虑使用了双臂灯或单臂灯,而下半夜,车流量及人流量均有所减少,对照明质量的要求也可适当降低。此外,在有快慢车道的道路中,路灯的设计和分配也应该考虑其实际情况。而在后半夜,慢车道的非机动车和行人很少,对照明的要求不高。对于这些情况,采用下半夜合理关掉慢车道路灯照明,这样及不影响道路照明,也达到了节能的目的。
2.4.3合理的养护与管理制度。在路灯的正常使用中,照明灯具和光源不可避免的会受到污染,影响光通量,这也是造成能源浪费的原因之一。这就要求相关部门制定合理的养护管理制度,对路灯进行定期检查,及时修复损坏的路灯,更换光通量降低的光源电器,并及时维护供电线路,以实现能源节约。同时,还应对灯具表明的污垢和灰尘进行定期清洁,使路面的平均照度值不降低,也可达到节能的目的。
2.4.4使用先进的路灯控制装置,实现智能控制节能。“三遥”系统是指具有遥测、遥信、遥控功能的系统,又称遥控遥测遥信系统。这是路灯照明行业的专业术语,有关部门应尽量多采用这种路灯控制系统,以实现节能的目标。路灯管理人员应通过调查,确定夜间路灯的照明情况,在保证照明功效的前提喜下,减少路灯数量,并根据天气情况、节令变化控制路灯的随时开启和关闭,可以根据昼夜时长的变化调整路灯照明的时长和明暗度,从而有效地降低了路灯的用电量,达到节能的目的。
3结束语
目前道路照明建设中仍旧存在高投入、高耗能、高浪费的现象,不注意对现实照明情况的分析,存在着浪费能源的现象,不可避免的出现了光污染。这些都与相关部门监管力度缺乏、道路照明的投资多元化建设模式,维护管理工作不到位有关。我们应该以开放的胸襟,引入和采用先进的照明技术,使用并开发先进的照明产品,根据绿灯实际使用情况,定时管理和维护,促进城市道路照明不断向科技、环保、绿色、可持续发展的目标迈进。
【参考文献】:
关键字:园林景观;照明设计;问题;建议;原则
Abstract: our landscape lighting work just start, with the international level in the practical level still save the gap. For the landscape lighting the system and complex work, in addition to borrow beyond ore, more or want to rely on landscape lighting workers own efforts to exploration and practice, the problems in practice constantly sum up, the only way to create a suitable for China's national conditions, with our own characteristics of the landscape lighting culture. This paper mainly introduces the principles of landscape lighting design and the existing problems and Suggestions.
Key word: landscape; Lighting design; Problem; Suggestions; principle
前言
“园林景观照明”有运用灯光对园林景观进行艺术再创作的意味, 侧重于社会、文化、心理的精神因素和审美情趣, 设计意义是为了让游人更舒心地欣赏园林景观。优秀的园林景观照明设计来源于对园林景观的明确理解和对照明技术的熟练应用, 来源于对视觉信息的综合处理和对光环境掌控经验的深厚积淀, 来源于双向思维的互动, 是融艺术与科学为一体的综合设计。现在,随着我国城市园林化建设水平的逐步提高及电力产业的高速发展, 园林景观照明事业有了较大的改观。本文就景观照明设计工作中遇到的一些基本问题进行初步探讨, 以求使得景观照明系统设计更趋于合理, 从而最大限度地发挥其系统功效。
1 园林景观照明设计中存在的问题
1.1 缺乏系统的园林照明技术规范
目前,国内各大城市的园林照明技术规范一般都是参照 国家住房和城乡建设部《城市夜景照明设计规范》(JGJ/T163-2008)。这个文件虽然对园林景观照明做了粗线条的技术规定,但是具体到实际的工程中,其可操作性就显得不强。具体表现在,不同的园林照明对象需要不同的技术要求,如建筑物等主体照明、广场照明、植物照明、水体照明、道路照明等;电气设计需要明确的技术规范,如供电系统、电力负荷、电缆敷设、接地与安全、自动控制、防雷控制、弱电控制等;园灯的选择需要符合低碳、环保、耐用等要求,如目前一般使用的汞灯、金属卤化物灯、高压钠灯、荧光灯和白炽灯。至于时下最为流行的LED光源的使用,在技术层面仍然没有统一的执行标准。此外,园灯的灯光处理技术也需要加以规范。总之,园林景观照明设计是一项艺术性、技术性很强的工作,园林植物及景点需要在灯光的形状、纹理、色调、质感等细节中加以精确地表达,从而塑造丰富、和谐、人性化的夜景意象和夜景文化。
1.2 缺乏复合型园林景观照明设计人才
目前,我国的园林照明设计行业尽管发展态势迅猛,但仍处在初期发展阶段。这不仅表现在园林照明设计行业仍然处于无序、混乱的竞争状态,更重要的是缺少复合型的专业设计人才。对人才的要求,既需要有过硬的园林设计技术,又需需具备正确的审美标准和理论知识,还需要有精通景观照明设计技术。北京林业大学朱建宁教授曾经批评园林界存在一种建筑化倾向:园林设计师在照明设计中不顾照明效果,却热衷于有“档次”的豪华灯具;另一方面,一些公共绿地使用的灯具简单粗糙,夜晚照明基本符合要求,但白天景观效果却较差。
1.3 缺乏协调统一的照明与园林景观设计理念
从理论上讲,照明设计与园林景观二者协调统一,方能相辅相成、相映成趣、相得益彰。但一些园林景观灯光夜景既没有主题,也不考虑当地的生态和周边环境,使得灯光对园林景观的表现力难以发挥,夜间景观变得平淡无奇;还有一些园林景观只注重照明功能性,但艺术性差,灯光环境缺少基本的韵律感、层次感。总之,照明设计与园林景观设计理念没有有机统一,园林元素、灯光元素之间不能形成有机的联系,导致光色混乱,相互干涉,光照过度,造成视觉污染、资源(能源)浪费。
2 园林景观照明设计应遵循的原则
2.1 以人为本原则
“天地之间,莫贵于人。”在城市园林景观照明设计中突出人文思想就是要求每个设计细节必须从人的角度出发,满足人的心理和生理的要求。按照马斯洛的需求理论,园林景观照明设计要考虑不同的要求,反映不同的观念,突出人性化和个性化。比如,根据园林植物不同特性,选择适宜的光源、光色、照度,满足城市园林的夜间观赏性。此外,灯光管线的安全性、光污染等问题都要引起足够的重视。
2.2 低碳节能原则
在低碳经济时代,园林设计师一方面是提高环境保护责任意识,自觉践行国家节能降耗指标的要求;另一方面是把低碳节能的理念贯穿于园林景观照明设计的各个方面。比如,合理布局灯光和适度的用光量,选择高效、节能、低能耗的照明器具(如LED)以发挥光源的最大效益,避免资源浪费。又比如,结合园林植物的生长习性,最大限度减少照明工程对植物生态的破坏和损害,减少由于景观照明造成的机械性或生理性伤害。从这个意义上讲,可将南京农业大学研发的LED植物生长灯(2009)加以适当的改造,应用在园林景观照明中,既可以对促进植物的生长发育、开花结果、抗病抗虫、抗寒抗旱等加以选择性的调适,又能在园林夜间造景中启用低碳、节能、环保新光源产品,实现真正意义上的低碳节能。
2.3 文化特色原则
千城一面似乎成了国内园林景观照明的一大弊病。优秀的园林景观照明设计,将对挖掘和传承历史文化,打造城市特色文化品牌,提升城市品位的需要起到推波助澜的作用。人们评价一座城市,并不是光看重高楼大厦和经济的发达程度,还看重其文化品位、文化内涵和文化享受。因此,园林景观照明设计必须坚持与历史为经、与传承特色文化为纬,贯彻园林绿化和历史文化相结合的原则,通过颇具匠心的设计,展现城市文化内涵,弘扬本土文化,改良城市自然景观和人文景观,突出体现夜间园林景观的地域特色。
3 园林景观照明设计的建议
3.1 制定行业标准
“三流企业做产品,二流企业抓管理,一流企业定标准”是经济发展的普遍规律。标准之争其实是市场之争,谁掌握了标准,谁就意味着先行拿到市场的入场券,甚至成为行业的定义者和主导者。众所周知,行业标准的制定最能体现一个行业的技术含量,而企业参与制定行业标准就会尽量把企业的技术体现进去,一旦企业牵头制定的技术标准通过国家组织的专家评审,那就等于是国家为这个企业推广产品,效益不言而喻。国内大型的园林企业应该主动承担这个不可错失的先机。就国内制定行业标准的成功经验而言,在国家职能部门或者是行业协会的组织引导下,由1 ~ 2家大型企业牵头,多家企业共同参与来制定标准是比较客观而现实的好方法。这样的标准能满足实际需要,也能反应市场的声音,避免过度的价格竞争和恶性竞争。
3.2 培养复合型设计人才
当今世界的竞争,说到底是人才的竞争。园林企业要想取得可持续竞争优势,就必须依靠人才来维持和培育竞争力。纵观国内大中专院校园林专业的人才培养模式,“重理工轻人文、重专业轻基础、重知识轻能力、重技术轻素质”等问题并不罕见。复合型设计人才就是要摒弃过时的、僵化的、保守的人才培养观念和模式,紧紧抓住人才培养模式的“基础性、适应性、创造性”等本质属性,通过课程体系的科学设置,着力培养拥有扎实的美学知识、过硬的园林设计技能以及诸如景观照明设计等专门技术的复合型人才。
参考文献
[1]刘 武.城市绿地建设中存在的问题及对策[J].现代农村科技,2009( 8).
[2]孙福君.园林照明设计原则及对植物伤害的预防[J].设计时空,2009( 6).