關于城市照明節電率和達標率考核方法的探討

吳 穎

(成都市城市照明管理處，四川 成都 610031)

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關于城市照明節電率和達標率考核方法的探討

吳 穎

(成都市城市照明管理處，四川 成都 610031)

根據城市照明的特點及相關標準規范，分析并提出了城市照明節電率的計算和核查方法以及道路照明達標率的抽樣檢驗方法，為這兩個指標的評價提供參考。

城市照明；節電率；達標率；抽樣檢驗

引言

2011年11月發布的《“十二五”城市綠色照明規劃綱要》提出了節電率和達標率的要求：以2010年底為基數，到“十二五”期末，城市照明節電率達到15%；照明質量達標率不小于85%，新建道路照明節能評價達標率應達到100%，既有道路照明節能評價達標率不小于70%。這兩個指標的提出和貫徹執行，為提升城市照明節能意識、提高道路照明質量起到了積極的作用。但在具體操作時，如何科學有效地評價節電率和達標率是困惑業內人士的難題。值此“十三五”規劃編制之際，本文根據城市照明的特點及相關標準規范，分析并提出了城市照明節電率的計算和核查方法以及道路照明達標率的抽樣檢驗方法，為這兩個指標的評價提供參考。

1 節電率考核

1.1 節電率分析

提出節電率的目的是為了提升城市照明節能意識，促進城市照明在同時符合照明標準和節能標準的前提下盡量節約電能。所以，考察節電率的前提是達標，衡量節電率的基礎是標準。達標率是定性指標，節電率是定量指標。

城市照明包括道路照明、景觀照明和隧道照明，其設計標準分別對應《城市道路照明設計標準》(CJJ 45)、《城市夜景照明設計規范》(JGJ/T 163)和《公路隧道照明設計細則》(JTGT D70/2-01)，其中的照明標準和節能標準各不相同，建議對道路照明、景觀照明和隧道照明的節電率分別評價。本文暫不考慮景觀照明和隧道照明。

《城市道路照明設計標準》(CJJ 45)中的節能標準僅規定了機動車交通道路的照明功率值，所以本文暫不考慮除機動車交通道路外的節電率評價。

通過查閱相關資料可得節電率計算所需數據，數據的準確性可以通過現場核查加以修正。

由于在計算時無法逐一核查每個單條路段是否滿足照明標準，所以默認在100%達標下做近似計算。

1.2 計算對象

對所評價城市或區域道路照明中所有設置連續照明的機動車交通道路常規路段進行計算。

1.3 計算公式

道路照明節電率η按式(1)～(6)計算。

(1)

(2)

(3)

WSi=Ai·LPDSi·t

(4)

(5)

Ai=Li·Di

(6)

式中WS——按CJJ 45規定的照明功率密度值確定的所評價城市或區域道路照明平均每日標準用電量，單位為W·h；

WR——所評價城市或區域道路照明的平均每日計算用電量，單位為W·h；

N——所評價城市或區域的道路條數；

t——平均每日點燈時間，單位為h，按11小時計算；

LPDSi——第i條道路的照明功率密度標準值，單位為W/m2；

Ai——第i條道路的被照機動車道路面面積(不包括路口拓寬段和路口面積)，單位為m2；

Li——第i條道路的道路長度(不包括路口拓寬段和路口長度)，單位為m；

Di——第i條道路的機動車道寬度，單位為m；

Si——第i條道路的燈具安裝間距，單位為m；

K——第i條道路運行狀態的個數；

tj——第i條道路第j種狀態下的運行時間，單位為h，∑tj=t；

LPDRj——第i條道路第j種狀態下的計算照明功率密度，單位為W/m2，不同布置方式的道路照明功率密度計算依據《道路與街道照明燈具性能要求》(GB/T 24827—2009)附錄B，整理后詳見表1。

表1 不同布置方式的道路照明功率密度計算Table 1 Calculation of road lighting power density in different layout

1.4 計算步驟

1)所考核城市或區域根據實際情況和公式(4)～(6)填寫表2。

2)根據表1中對應的WSi、WRi和公式(1)～(3)計算道路照明節電率η。

表2 道路照明平均每日用電量計算表Table 2 Calculation of average daily power consumption of road lighting

注：①表中Pi為第i條道路未調光狀態下單個燈具輸入功率，包括光源和燈的控制裝置，單位為W。氣體放電燈的燈具輸入功率按1.15倍光源功率計算，LED燈的燈具輸入功率按1.1倍光源功率計算。對雙側中心對稱布置，P為人行道和中央分隔帶上單個燈具輸入功率之和；其他照明布置方式，P為單個燈具輸入功率。

1.5 數據核查

考慮到道路照明基礎數據可能與實際情況有出入，探討對計算數據進行抽樣核查的方法。

1)確定樣本量。樣本量的確定需考慮負責部門所能承受的樣本量和核查的功效，尚缺乏相關依據。達標率抽樣檢驗中確定的樣本數是否適用于節電率數據核查樣本數，有待論證。

3)推算過程。第一步：計算每個樣本的核查離差率，見式(7)、(8)。

(7)

(8)

第二步：計算平均核查離差率，見式(9)、(10)。

(9)

(10)

第三步：根據平均離差率推算實際值，見式(11)、(12)。

(11)

(12)

第四步：計算推算后的道路照明節電率η′，見式(13)。

(13)

2 達標率考核

2.1 達標率分析

為了得到所評價城市或區域的城市道路照明達標率，最準確的方法就是進行100%檢驗。對檢驗對象的每個單體，檢驗其是否滿足《城市道路照明設計標準》(CJJ 45)的照明標準和功率密度標準。但由于總量較大，所以考慮采用以概率論的數學理論為基礎的抽樣方案，檢驗樣本的達標率，雖然樣本的達標率不等于核查總體的達標率，但可以利用樣本的檢驗結果來說明核查總體的情況。

2.2 檢驗依據

1)《計數抽樣檢驗程序 第4部分：聲稱質量水平的評定程序》(GB/T 2828.4—2008)。GB/T 2828的本部分中規定的抽樣檢驗程序是為了在正規的評審中所需做的抽樣檢驗而開發出來的。GB/T2828的本部分適用于各種形式的質量核查。包括利用樣本的檢驗結果來說明某一核查總體是否符合某一聲稱質量水平的場合。

2)《隨機數的產生及其在產品質量抽樣檢驗中的應用程序》(GB/T 10111—2008)；

3)《聲稱質量水平復檢與復驗的評定程序》(GB/T 16306—2008)；

4)《城市道路照明設計標準》(CJJ 45—2015)；

5)《照明測量方法》(GB/T 5700—2008)。

2.3 檢驗程序

1)確定核查總體。核查總體為對所核查城市或區域中設置連續照明的機動車交通道路常規路段的道路照明，不包括隧道、人行道、交會區、路口拓寬段等特殊場所的照明。

被核查城市或區域根據實際情況填寫表3，并根據表3填寫表4。

表3 道路基礎數據Table 3 Road basic data

表4 道路基礎數據統計Table 4 Road basic data statistics

2)確定標準要求。按照《道路照明設計標準》(CJJ 45—2015)的要求，確定需要核查的項目及標準見表5。

表5 機動車交通道路照明標準值和照明功率密度值Table 5 Lighting standard values and lighting power density values of vehicle road

注：①表中所列的平均照度僅適用于瀝青路面。若系水泥混凝土路面，其平均照度值可相應降低約30%。根據本標準附錄A給出的平均亮度系數可求出相同的路面平均亮度，瀝青路面和水泥混凝土路面分別需要的平均照度。②計算路面的維持平均亮度或維持平均照度時應根據光源種類、燈具防護等級和擦拭周期，按照本標準附錄B確定維護系數。③表中各項數值僅適用于干燥路面。④表中對每一級道路的平均亮度和平均照度給出了兩檔標準值，“/”的左側為低檔值，右側為高檔值。⑤本表僅適用于高壓鈉燈，當采用金屬鹵化物燈時，應將表中對應的LPD值乘以1.3。⑥本表僅適用于設置連續照明的常規路段。⑦設計計算照度高于標準值時，LPD值不得相應增加。

3)確定檢驗結果的分類。根據道路照明測量值和功率密度值，檢驗結果分為達標和不達標，詳見表6。

4)規定聲稱質量水平(DQL)。由受檢方自行申報聲稱質量水平或由負責部門根據核查需要規定聲稱質量水平。

表6 檢驗結果分類Table 6 Classification of inspection results

5)規定極限質量比(LQR)水平。LQR水平越高，所需樣本量越大，檢驗的功效越高；負責部門應根據所能承受的樣本量和檢驗的功效兩個因素規定LQR水平；LQR水平一經規定，在實施過程中不得改動。

6)檢索抽樣方案。根據DQL和LQR水平從《計數抽樣檢驗程序 第4部分：聲稱質量水平的評定程序》(GB/T 2828.4—2008)抽樣方案主表1中查取抽樣方案(見表7)。

按照確定的抽樣方案采用分層隨機抽樣，從各層抽取的樣本數應與核查總體的層的大小成比例，并填寫抽樣方案表(見表8)。

表7 抽樣方案主表(GB/T 2828.4—2008)Table 7 Main table of sampling plan (GB/T 2828.4—2008)

注：①按不合格品的聲稱質量水平DQL和極限質量比LQR水平檢索抽樣方案；②表中箭頭→表示對該極限質量比沒有適當的抽樣方案，使用右邊對應極限質量比較小的抽樣方案；③表中箭頭←表示對該極限質量比沒有適當的抽樣方案，使用左邊對應極限質量比較大的抽樣方案。

表8 抽樣方案Table 8 Sampling plan

7)抽取樣本。按確定的分層隨機抽樣方案從核查總體中抽取樣本。依據《隨機數的產生及其在產品質量抽樣檢驗中的應用程序》(GB/T 10111—2008)產生隨機數。

8)檢驗樣本。對第2)步規定的各檢驗項目，按《照明測量方法》(GB/T 5700—2008)規定的方法逐一檢驗每個樣本中的每個單元，并填寫表9～表13。

表9 道路照明檢驗記錄表

Table 9 Road lighting inspection record form

檢驗編號 共 頁 第 頁

校核: 記錄： 檢驗：

表10 照度檢驗記錄表Table 10 Illumination inspection record form 單位：lx 共 頁 第 頁

校核: 記錄： 檢查：

表11 亮度檢驗記錄表

Table 11 Luminance inspection record

單位：cd/m2

檢驗編號 共 頁 第 頁

校核: 記錄： 檢查：

表12 單體檢驗結果

Table 12 Item inspection result

檢驗編號

道路名稱道路級別標準值測量值是否達標照明功率密度LPD/(W/m2)□是□否照明標準路面亮度路面照度平均亮度Lav/(cd/m2)□是□否總均勻度Uo最小值□是□否縱向均勻度UL最小值□是□否平均照度Eav/lx維持值□是□否均勻度UE最小值□是□否□是□否檢驗結果□A □B □C □D

表13 樣本檢驗結果Table 13 Sample inspection result

9)判定準則。若在樣本中發現的不合格品數d小于或等于不合格品限定數L，即抽檢合格時，可認定為通過核查。當抽樣方案的樣本量較小時，把不合格的核查總體判為抽檢合格的概率較大，其檢驗結論應寫為“不否定該核查總體的聲稱質量水平”，必要時也可寫為“對核查總體的抽檢合格”，不應寫為“核查總體合格”，負責部門對判定抽檢合格的核查總體不負確認總體合格的責任。

若在樣本中發現的不合格品數d大于不合格品限定數L，即抽檢不合格時，可認定為該核查總體不合格。

10)復查。若受核查方對判定結果有異議可申請復查。復查包括復檢與復驗；對樣本單元的復驗結果作為樣本單元質量特性的最終結果，按《聲稱質量水平復檢與復驗的評定程序》(GB/T 16306)的規定取得復驗結果；復檢樣本不包括初次檢驗樣本中的樣本單元。其復檢抽樣方案按GB/T 16306的規定程序檢索復檢抽樣方案。其復查結論為最終結論。

11)舉例說明。假定某城市道路照明達標率為99.0%，其對應的聲稱質量水平(DQL)為1，查GB/T 2828.4—2008表1抽樣方案主表，得到對應四種極限質量比(LQR)的抽樣方案見表14。

查GB/T 2828.4—2008表2～表4得到四種極限質量比(LQR)和錯誤判定合格的核查總體為抽檢不合格的概率，如表15所示。

表14 抽樣方案Table 14 Sampling plan

表15 LQR水平方案Table 15 LQR level plan

考慮到負責部門所能承受的樣本量和檢驗的功效，規定LQR水平為0，確定抽樣方案為n=5，L=0。

經過分層隨機抽樣檢驗，結果如表16所示。

表16 樣本檢驗結果Table 16 Sample inspection result

檢驗結論為“不否定該城市的道路照明達標率為99.0%”，也可寫為“對該城市的道路照明的抽檢合格”。

致謝：感謝成都市城市照明管理處孫衛平老師對本文的指導。

[1] 城市照明節能評價標準：JGJ/T 307—2013 [S].北京：中國建筑工業出版社，2014.

[2] “十二五”城市綠色照明規劃綱要 [EB/OL]. 中華人民共和國中央人民政府，2011年11月15日，http://www.gov.cn/gzdt/2011-11/15/content_1993931.htm.

[3] 城市道路照明設計標準：CJJ 45—2015 [S].北京：中國建筑工業出版社，2016.

[4] 城市夜景照明設計規范：JGJ/T 163—2008 [S].北京：中國建筑工業出版社，2009.

[5] 公路隧道照明設計細則：JTG/T D70/2—01-2014 [S].北京：人民交通出版社，2014.[6] LED城市道路照明應用技術要求：GB/T 31832—2015 [S].北京：中國標準出版社，2015.

[7] 道路與街路照明燈具性能要求：GB/T 24827—2009 [S].北京：中國標準出版社，2010.

[8] 災區農戶住房倒塌或損壞數量抽樣核查方法:GB/T 28225—2011 [S].北京：中國標準出版社，2011.

[9] 計數抽樣檢驗程序 第4部分：聲稱質量水平的評定程序:GB/T 2828.4—2008 [S].北京：中國標準出版社，2008.

[10] 隨機數的產生及其在產品質量抽樣檢驗中的應用程序:GB/T 10111—2008 [S].北京：中國標準出版社，2009.

[11] 聲稱質量水平復檢與復驗的評定程序:GB/T 16306—2008 [S].北京：中國標準出版社，2008.

[12] 照明測量方法:GB/T 5700—2008 [S].北京：中國標準出版社，2008.

Study of Assessing Electricity Saving Ratio and Qualified Ratio of Urban Lighting

WU Ying

(ChengduUrbanLightingManagementOffice，Chengdu610031，China)

Based on the characteristics of urban lighting and related standards, the paper analyzed and proposed the method of calculating and verifying the electricity saving ratio of urban lighting and the sampling inspection method of the qualified ratio of road lighting, to provide a reference for the evaluation of these two indexes.

urban lighting；electricity saving ratio；qualified ratio；sampling inspection

TM923

A

10.3969j.issn.1004-440X.2016.04.006