關于城市道路照明設計與前期管理的探討

丁程博

北京順捷興宏工程設計咨詢有限公司 北京 100000

資源短缺、能源枯竭、環境污染已然成為了全球性的問題，這些情況出現已經對我國的經濟和社會發展產生了嚴重的影響。針對這種情況，我國提出了綠色照明工程，并要求城市照明設計和管理要以“高效、節能、環保、安全”作為指導原則，提升能源的利用率[1]。自2006年，“十一五”綱要頒布后，我國城市的照明工程建設就開始進行改革，并在照明設計中融入節能理念，已經取得了一定的成績，并且顯著提升了能源的利用率[2]。但是當下我國城市照明中還存在著諸多的問題，我國的照明工程正處于起步時期，城市照明設計和管理等各方面還都不夠健全，因此當下城市道路照明工程中仍存在高能耗、資源浪費以及污染的情況，這就需要有關部門將照明設計和前期管理重視起來，并采取合理的措施對其進行優化。

1 當下城市照明中存在的問題

道路照明是當下城市中極為重要的公共設施之一，根據調查發現，當下我國的道路照明約占全國照明耗電的百分之三十，占據全國耗電總量的百分之十，也就是1個三峽水電站的年發電量，并且這些城市道路照明設備在以前使用的過程中會有百分之六十的電能被浪費，隨著節能理念在城市道路照明設計中的融入，其依然會有百分之三十五的電能被浪費[3]。而這就也是城市道路照明設計和前期管理中需要探討的問題。當下城市照明中存在的問題主要有以下幾項：

1.1 供電質量差

城市電網中不同時間段的用電量也會有一定的差異，因此電網的負荷在不同的時段其也會產生一定的變化，這就會導致城市道路照明系統的電壓出現波動。這時往往會出現在上半夜用電高峰期，城市道路照明供電線路的電壓較低，路燈的照明亮度也會較暗，從而影響到城市居民的正常出行，并且安全事故的發生率也會增高[4]。而在下半夜時電網的整體負荷會下降，城市道路照明系統的供電電壓也會顯著的提升，這時的道路照明亮度會更加顯著，而這時道路的行人以及車輛較上半夜都會大幅度的減少，無疑會造成電力資源的浪費。并且由于供電的質量較差，電壓不夠穩定就會導致道路照明使用的工具會出現持續發熱的情況，這種情況不僅會造成電能的浪費，還會導致燈具損壞，從而導致后期的維修成本增加。

1.2 供電線路的損耗較多

在我國的城市道路照明中，由于城市面積較大其在設計時會出現路燈供電線路較長的情況，而這些供電線路中不可避免的會存在一些損耗。因此當城市道路照明開始運行的時候，這些負荷電流通過這些較長的供電線路時，線路上的電阻會導致功率出現損耗，這時就會導致照明亮度不均勻的情況，城市道路復雜人員多會通過提高輸電的電壓，去保障城市道路照明可以滿足人們的需求，為人們的出行提供保障[5]。另外，在城市道路供電線路中，還會存在線路不平衡的情況，會導致零序電流過大，三相出現不對稱的情況，這種情況也會導致線路的損耗加大。

1.3 過于追求照明亮度和美觀度

當下許多城市為了提升自身的城市形象，在進行照明設計時要求設計人員提升照明的亮度，導致部門城市的道路照明道路亮度已經嚴重超出了國家要求的范圍。這種過于追求照明亮度的城市道路照明系統會導致電能出現大幅度的浪費，并且這些道路照明系統還會造成光污染，甚至影響到周圍居民的正常休息。另外，這種亮度過高的照明系統還會導致道路上的車輛駕駛人員的視線出現干擾，駕駛員的眼睛也會容易產生疲勞，從而會威脅到人們的生命健康安全。并且由于過于追求城市道路照明的亮度，也會在設計的過程中忽視掉燈光的配比，行車的舒適性就會大大的降低，并且駕駛人員在長期的行車下還會出現眩暈的情況。除此以外，還會對城市道路照明系統中的路燈進行藝術渲染和設計，這種藝術效果無疑提升了城市道路照明的美觀度，但是其照明的亮度往往會無法滿足夜晚道路照明的需求，這時如果照明的亮度過低，會影響到駕駛人員的夜間行車的視線需求，城市道路照明也無法發揮出其真正的作用，并且還會導致資金和資源的浪費，也無法真正意義的提升城市的外在形象。

1.4 控制方式存在問題

當下我國的城市道路照明在進行使用的時候主要有兩種控制方式，一種是人工手動控制模式，一種是自動控制模式。其中人工控制則主要由人員負責照明系統的運行，以及各照明區域的運行情況監督，這種通過人員巡視的方式會應用到大量的人力和物力，并且一些大型的城市這種人工控制管理的方式會無法及時發現照明設備出現問題，并進行維修，這就會影響到故障路段的照明。另外一種是自動控制模式，這種控制模式可以由監控系統對照明系統進行監控,監控系統中的DDC控制器對照明系統相關回路按時間程序進行開、關控制。

1.5 照明燈具能耗大

隨著節能理念在當下社會各行各業的融入，各種好節能燈具也開始進行生產并應用到了城市道路照明系統中，但是當下我國的燈具科技含量較國外一些國家相比還具有一定的差距，并且節能性能也較低，這就需要在進行道路照明設計的過程中，要對燈具的光效和節能效果進行充分的考慮。而我國的城市道路照明系統中燈具的光效普遍較低，并且由于配光不合理導致出現了一些過度照明以及光污染現象，在這種情況下，照明燈具的工作效率普遍會較低，會直接導致運行過程中的電能浪費。

2 城市道路照明設計需要注意的事項

在進行城市道路照明設計時，設計單位應該嚴格按照《城市道路照明設計標準》CJJ45-2015開展設計工作，并將節能理念融入到照明設計中，確保城市道路照明可以滿足城市需求和形象的同時，實現節能、減排、降污染的目的。首先，設計單位需要對設計路段進行實地考察，然后對設計路段的道路等級、使用功能、各時間段的交通路及形式速度以及路面的反射情況等內容進行充分的了解，然后以此為基礎開展設計規劃工作。然后，對路燈的具體間距、安裝高度等進行設計，這是城市道路照明設計中極為重要的內容，會直接影響到照明的效果。在設計的過程中需要對道路的情況由足夠的了解，并且還要考慮到道路上綠化帶、廣告牌的設置情況，并且隔離帶的寬度也要進行測量，在進行路燈布置的時候可以采用雙側對稱布置、中心對稱布置等方式，具體還需要根據道路的情況進行確定。當下燈具設計布置和設計需要考慮到以下幾方面：第一，要盡量避開行人斑馬線以及站牌等地，并且要特別關注城市道路的交叉路口，并加強這一區域出入口的照明，為車輛駕駛人員提供方便，避免出現路口、指示牌觀察不清出現事故以及違章、錯路等情況；第二，在城市中會存在一些需要大面積的照明特殊場所，這就需要進行高桿燈的設計，在確保美觀度的同時，其位置不可以影響到正常的交通；第三，燈具布置時應該考慮到商業區以及居住區的區別，應該考慮到道路照明的裝飾性和功能性，并且要優先選擇節能效果好的燈具。

當下在進行城市道路照明設計時，建設單位以及供電單位的有關人員也會參與到規劃以及設計過程中，并會對城市道路照明設計提出一些要求和改進內容，這種方式雖然有利于未來城市道路照明的發展，但是要結合道路照明情況以及標準，因此要知道自身的設計方案應該在滿足標準的前提上去滿足其要求。所以在進行城市道路照明設計的時候設計單位應該明確設計的方案和需求，并根據道路的實際情況去設置多種設計方案，然后選擇一個能耗最低，效果最優的節能設計方案，可以根據相關單位及部門人員的的意見進行一些調整，但是調整后的設計方案也必須符合當下節能照明設計的標準，并且可以滿足城市道路的正常運行。

3 城市道路照明設計與前期管理策略

3.1 優化照明設計

在進行城市道路照明設計時，有關設計單位和建設單位（或全過程管理單位）要對設計過程進行監督和管理，設計人員在進行設計前就需要對城市道路的實際情況進行充分的了解，第一，要確定設計路段的城市道路照明的規劃以及規自委和建設單位的要求，第二，要找到道路的整體設計資料，也就是要對其平面功能區域、道路結構情況、地下管線布置等內容進行詳細的了解，為后續的道路照明設計做好鋪墊。第三，要對該路段的周邊環境、設施、以及電力供應情況進行了解，然后一次去布置設計中的燈具、線路鋪設等問題。第四，需要對道路的人流量、車流量等能進行調查和分析，然后根據《城市道路照明設計標準》CJJ45-2015對照明亮度要求標準進行設計（例如表1：人行及非機動車道照明標準值）。然后根據以上內容去優化照明設計，在保障照明效果的基礎上，提升城市城市道路照明系統電能的利用率。

表1 人行及非機動車道照明標準值

3.2 設計中運用分段照明

城市道路照明的線路如果過長就會導致電力在傳輸的過程中受到電阻的干擾，不僅會影響城市道路照明的效果，導致城市的電力資源在傳輸的過程中出現損耗。并且由于不同路段、不同區間的照明需求也會存在不同，因此在進行城市道路照明設計的時候可以運用分段照明的方式。運用這種分段照明的方式時需要設計人員準確的掌握城市道路的運行情況，并在不同的路段設置不用的照明亮度。這種分段照明方式在使用的時候，還需要對城市的供電線路進行設計，要選擇電阻小、橫截面長的電纜，并可以根據分段照明的情況對供電線路長度進行確定。城市道路分段照明方式的應用，可以極大程度的降低電力能源的消耗，提高資源的利用效率，并且這種情況下供電的質量也可以得到保障。

3.3 照明燈具的選擇

在進行照明系統設計和前期管理的過程中，照明燈具的選擇會直接影響城市道路照明設計環保功能，因此設計人員需要科學合理的選擇并布置照明燈具（如表2：燈具的配光類型、布置方式與燈具的安裝高度、間距的關系），并對具體照明方式進行確定。在對燈具進行選擇的時候，其應該滿足相應光源和整流器的能效限定值，并且其燈具的效率以及泛光燈的效率都具有一定的要求，因此需要充分考慮照明控制系統與城市道路其它系統的兼容性，在進行照明燈具選擇的時候應該本著美觀、實用、環保等內容，在保障燈具使用成效的同時，為節能減排做出貢獻。例如，選擇LED燈作為道路照明的燈具，這種燈使用的壽命較長，并且相同照明強度其功率會相對較少，還可以根據需求對其亮度進行調節，既可以降低能耗，由可以減少后期維護的費用。另外，在進行設計的過程中還要考慮從到照明控制問題，可以將現代化智能控制系統設計并應用到城市道路照明中，對整個城市道路照明的開關以及燈具進行監控，從而降低運行過程中電能的消耗。

表2 燈具的配光類型、布置方式與燈具的安裝高度、間距的關系

3.4 城市道路照明運行方式控制

在進行設計的階段就需要考慮到運行過程中會產生的能源消耗，各道路不同時間段的道路車流量和人流量都會存在一定差距，例如下半夜道路上的車流量、然流量都會降低，這時對道路照明的需求也會隨之下降，因此要對道路上各時間段的照明運行情況進行合理控制。首先可以降低光通量，可以對城市道路照明供電系統的電壓和電流進行控制，也可以采用變功率鎮流器，這種方式既可以滿足城市道路對照明的需求，也可以降低電力資源的消耗。其次，可以采用智能化集中控制系統，例如路燈“三遙”監控系統，可以遠程對路燈進行監控和管理，并對照明度進行有效的調節。最后，可以采用全、半夜運行方式，這種方式時當下城市道路照明控制中最應用的方式，其下半夜間隔亮燈的方式，極少會出現運行故障，并且時間也可以靈活的進行調整，并且控制較為方便。

4 結束語

我國經濟的快速發展下，人們的生活水平也得到了顯著提升，而城市道路照明系統在人們生活、工作以及城市發展中有著極為重要的地位。當下隨著節能環保意識的不斷加強，對城市道路照明設計和管理也有了新的要求，這就需要有關部門根據當下法律法規以及城市建設的需求和實際情況，對道路照明設計進行優化和管理，科學合理的選擇照明燈具、運行方式等內容，為人們提供良好出行安全保障，同時實現節能減排的目的。