摘要：隨著城市化進程的不斷發展，人們對道路照明的要求越來越高，市政道路在不斷地建設中，配套的照明工程不斷在發展和更新，與此同時道路照明節能已經成為城市道路化發展的主題。本文系統地分析道路照明節能評價指標，在此基礎上，有針對性地分析我國道路照明節能方案，從道路照明節能設計、高效的道路節能照明器材以及道路照明控制系統這三個方面分析，提出行之有效的道路照明節能方案，以借此為我國道路照明節能設計提供一個較好的借鑒。
　　關鍵詞：道路照明設計；節能指標；照明器材；照明控制系統
　　0. 引言
　　隨著市政道路的不斷建設，配套的照明工程也不斷在發展和更新，與此同時道路照明節能已經成為城市道路化發展的主題。然而，節能技術在道路照明系統中的應用更多是處于摸索、試用階段，還需要進一步完善。關于進行道路照明節能設計從而使道路照明達到節能效果，成為了當前照明體系研究的重要課題。基于道路照明節能設計的重要性，本文系統地分析道路照明節能評價指標，并有針對性地分析我國道路照明節能方案，提出目前我國行之有效的道路照明節能方案應該是從道路照明節能設計、高效的道路節能照明器材以及道路照明控制系統這三個方面著手，以借此為我國道路照明節能設計提供一個較好的借鑒。
　　1. 道路照明節能評價指標
　　目前，我國照明設計中的已有規范尚未對道路照明節能指標作出明確規定，在《城市道路照明設計標準》（CJJ45—91）中僅以照明系統的亮度、均勻度等做為照明質量評價指標，還不存在道路照明節能評價指標的概念。在該規范中關于道路照明節能方面也只是提出相關技術措施，這導致了難以對于已建設的道路照明系統進行節能效果的評估。因此，道路照明節能評價指標的欠缺阻礙了照明節能效果的發展。為此，本文提出了發光效率的概念來反映道路照明的節能效果。
　　實際上，道路照明節能效果就是要達到消耗電量最少，而同時照明器材所光照的道路面積又最大的目的。因此，容易分析得到要評價一個道路照明體系是否有節能效果，應該首要分析該照明體系的發光效率是否高，即照明系統的高效性問題，應針對不同道路的節能效果要求，采用發光效率（照明器材單位功率的光通量）來作為道路照明節能評價指標客觀評價節能效果。
　　發光效率公式為：，其中式中的Q為光通量，即照明器材的光能照射的道路面積，其直接決定了照明燈具的安裝距離、道路燈光的亮度等；W為照明器材所消耗的功率。
　　2. 道路照明節能設計
　　在考慮道路照明節能時，往往重點考慮研制節能照明器材的問題，而一般都忽略了應如何進行合理的道路照明設計，以達到預期的節能效果。道路照明節能設計本質上就是要求設計的道路照明在滿足城市道路環境的效果要求基礎上，盡可能地減少能源消耗。雖然道路節能設計比節能照明器材的研制達到的效果較小，但它卻比節能照明器材的研制而更直接、更簡單。經過實踐證明，道路照明設計方案中采用的照明標準、照明方式等對節能的效果更大。要求設計者不但要熟練掌握道路照明設計要點、熟悉道路照明設計規范，而且要對設計道路作充分的調研，避免對道路性質定位不準確而造成不必要的能源浪費。具體在設計中就應該按道路規定的亮度、路燈布置方式等進行道路照明節能設計。
　　2.1按照規定亮度設計
　　進行道路照明節能設計首要的就是根據不同道路要求，并結合設計標準，按規定的亮度進行設計以達到道路照明節能效果，這種方式是直接有效的。一般來說，照明消耗的電量隨照明燈具亮度的增大而增加，根據設計規定配以適當的照明亮度是最恰當的設計，過高的照明亮度并不代表會增加道路交通、行人的安全，反而會適當其反，對道路產生不可忽略的光污染。當實際亮度遠遠高于設計標準時，雖然滿足了設計要求，但會造成功率過大，由上述公式可得到，發光效率的明顯降低。真正的節能效果就是采用適當的亮度進行道路照明設計。道路亮度的設計指標只要達到標準即可，并不是越高越好。根據經驗發現，一般情況下，道路照明功率密度（LPD）不宜超過1W/m2。因此，在設計中應做好亮度的計算和有效控制，以降低功率，增大發光效率。
　　為了選用恰當的亮度進行道路照明設計，就首先需要確定道路類型，我國道路照明設計嚴格按照道路照明設計標準執行（見表1）。此數據根據我國的具體國情及參照其它中等發達國家的標準制定出來，并要求嚴格遵守。國際照明委員會推薦機動車交通道路照明標準（CIE）將照明推薦值劃分為M1、M2、M3、M4、M5五個級別。道路照明設計根據不同的環境采用相應的亮度等照明參數。
　　表1不同道路類型的照明設計標準

                          
　　另外，道路照明設計要遵循功能性原則，主、次干道、機動車道路作為主要交通道路，除了滿足有足夠的亮度外，還應考慮防眩光問題，以確保駕駛員的安全。因此對于這些功能性較強的道路照明應采用截光型、半截光型燈具。相比非截光型的裝飾照明，這些功能照明在燈具的利用系數、維護系數等要求上要高得多，不但節能，而且提高了亮度，還有效控制眩光。
　　2.2路燈布置設計
　　在大多數道路上可發現路燈的布置設計都采用雙側對稱或者僅單側布燈的方式，筆者認為這兩種布燈方式都有各自的缺點，不是沒有達到節能效果就是難以達到道路安全要求。如采用雙側對稱布置路燈，由于均勻密度等原因，這種布燈方式會使得燈距相距較近，間接上是增加了路燈布置數量。即使使用的器材有較高的發光效率，由于路燈間距過密，路燈特有的節能效果沒有得到充分發揮，甚至由于路燈間距過密加上路燈較高的亮度，會造成一定程度的光污染。總而言之，在一般道路上使用路燈雙側對稱布置的方式只會增大照明能耗，無法達到節能效果。根據筆者經驗，建議這種布置方式除重點商業街以外，其他道路應不采用。相對雙側布置來說，路燈的單側布置雖然道路電能消耗減小一半，但這種路燈布置方式的缺點就是不滿足道路安全使用要求。由于路燈只布置在單側，導致了另一側卻因為沒有布置路燈而造成光線不知，難以確保駕駛員的駕駛安全。
　　經過筆者工程經驗以及研究分析認為，相對路燈雙側布置和單側布置來說，路燈雙側間隔布置方式是最有效果的。根據照明燈具的發光效率合理定出路燈間距，包括同側路燈間距和異側路燈間距。實踐證明，這種路燈布置方式由于有規律的雙側間隔布置，既滿足道路兩側都有足夠的光線保證道路安全使用要求，又滿足節能效果。
　　2.3路燈控制設計
　　目前大多數道路燈一到晚上就一直處于開通狀態，或者以相同的亮度照明，不能做到真正意義上的節能。實際上由于下半夜人、車流量明顯降低，對照度的要求也應相應降低，故應實施半夜燈以節約能源。實現半夜燈控制的方法很多，可采用雙光源燈具，下半夜關掉一盞燈；也可采用下半夜能自動降低燈泡功率的功率轉換型鎮流器，以降低燈泡消耗的功率；還可通過路燈配電箱中的全夜半夜雙接觸控制關掉一半路燈。在傍晚或者晚上繁忙時段，控制路燈保持較強的照度，到午夜時分，則控制系統自動調光，保持路燈較低照度。
　　目前，智能光源降壓一穩壓一調光技術已逐趨成熟，其控制過程通過測取城市道路車輛及行人的“時間一車輛（人）”統計規律，獲取相應的照度調整率。再設計計算機的控制程序，使路燈輸入電功率與實際照度要求達到最佳匹配。不僅節約了電能，而且穩定了電壓，延長了路燈的使用壽命，達到了艤_重意義上的節能。
　　3. 道路照明節能器材
　　上述已分析光效是評價照明節能的指標，因此在設計還應提倡采用高效燈具，其節能效果比普通燈具具有更高的發光效率，如高光效的高壓鈉燈比普通高壓鈉燈可以提高20％的光通量，這意味著節約20％的電能。表2給出了道路常用照明燈的特性比較以供參考。
　　另外，采用綠色照明光源代替原有的白熾燈、高壓汞燈等低效、有害光源，如推廣使用電磁無極燈、微波燈及發光二極管等。同時采用導光系統、太陽能蓄光電池等先進裝置充分利用天然光照明，既不消耗資源，保護了生態環境而且這些燈具安裝維護方便。
　　
　　                                        表2常用道路照明燈的特性比較

                           
　　4. 結語
　　綜上所述，本文提出道路照明節能評價指標，同時針對道路照明節能設計、高效的道路節能照明器材以及道路照明控制系統，提出有效的道路照明節能方案，以借此為我國道路照明節能設計提供一個較好的借鑒。另外，路燈管理效能的低下也是制約路燈節能的重要因素。
　　參考文獻
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