城市夜景亮化与节能

　　摘要：本文根据城市夜晚公共照明的规模和现状，对节能方式中使用情况进行了综述、评价，并对将来节能技术应用在城市夜景亮化发展趋势提出了一些看法。
　　关键词：夜景亮化、节能、设计、智能调控
　　一、前言
　　近年城市整体夜景照明发展迅速，也是我们努力追求现代化城市环境美化的内容之一。但是整体夜景照明需求的能源大幅增加，能源供需矛盾突出，夜景照明工程受到技术、产品、经济、管理和社会环境等多方面的限制。如何装点城市夜景的同时，注重保护自然景观，节约能源，减少污染，使人们生活在一个自然、清新、美好的环境中，在城市亮化过程中有许多值得研究探讨的问题。节能与夜景亮化所需的能源，似乎是一个矛盾的关系，提倡照明节能，不等于降低对视觉的要求和降低照明质量，因为这样会降城市夜晚照明的亮度，非但不能达到照明节能的目的，反而影响人的视觉要求。因此，如何最有效地利用电能，提高照度而降低用电量问题，显得十分突出，也是城市夜景亮化工程的设计和控制的核心问题。
　　二、照明节能技术
　　以单位照度及单位面积所需用电量（W/m2.lx）作为照明节能指标，力求提高照度而降低用电量。从以下三方面来考虑。
　　1、节电产品的选择。选择优质的电光源科学选用电光源是照明节电的首要工作。节能的电光源发光效率要高，使得每瓦电（W）发出更多光通量（Lm）。白炽灯泡发光效率一般为7～20Lm/W，其寿命一般为1000h，特殊的为2000h；单端的紧凑型荧光灯（俗称节能灯）其光通量一般为50Lm/W，采用一只9W寿命3000～5000h的节能灯完全可以替代40W的白炽灯泡；双端直管荧光灯T12型的光通量为55Lm/W，寿命为3000～5000h，而现在的T5型则达到90～110Lm/W，寿命可达8000～10000h.所以T12，T10、T8型的荧光灯都应淘汰，不但可以节约大约50%的电能，还会改善灯光的显色性。除以上光源外，还有高强气体放电灯，如高压钠灯、金属卤化物灯、微波硫灯、无极灯、LED灯等，科学技术的发展，电光源也层出不穷，现代的灯可以达到薄如纸，细如丝。现在还在应用那些落后的费电的灯的场所，应尽快实行照明工程节能改造。当然了，在选择发光较高的光源时要考虑应用场所，根据场所的特点和电光源的特性进行合理的科学照明改造。
　　此外，合理的选择控制开关和充分利用天然光：天然光是免费的光源，要充分的利用，因此就要合理的设计照明开关。充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，利于健康。充分利用室内受光面的反射性，也能有效地提高光的利用率，如白色的墙面的反射系数可达70～80%，同样能起到节电的作用。
　　2、科学的节能照明设计。照明能耗包括照明消耗和线路的损耗，其中线路损耗约占输入电能的4%左右，影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。大多数照明电压为220V，照明系统可由单相二线、两相三线、三相四线三种方式供电。三相四线式供电比其它供电方式线路损耗小得多。因此，照明系统应尽可能采用三相四线制供电。
　　在满足标准度的条件下，为节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式。如在城市商业区只用一般照明的方式，用很多灯也难达到视觉要求的照度值，而在其内部的橱窗、店头、商品、店内等，局部安装霓虹灯、荧光灯、卤钨灯、紧凑型灯，这样用电很少就可以达到照度的要求。在广场大型超市采用金卤灯的，现在新型商厦的照明照度一般在300lm以上，采用光源的直管型荧光灯和紧凑型荧光灯为多。因此建议不同的场所，不同的视觉要求选择不同的产品。照明应严格按国家标准规定的照度要求，合理选用高效的照明器具。在购物空间内，提倡减弱背景照度，实现光源的低位布置。在选择照度时，如果照度太低，会损害人的视力，影响夜景观赏效果。不合理的高照度则会浪费电力。选择照度必须与视觉要求相适应。设计照明可按国家颁布的照明设计标准来选择照度，必要的照明照度值和优良的照明质量形成的光环境可以改善环境，并能改进人们的心情，要综合考虑照明系统的总效率。
　　夜景亮化工程完成后，良好的维护管理也可节约用电，加强照明用电管理是照明节电的重要方面。照明节电管理要以节电宣传教育和建立实施照明节电制度为主，限制用电、实行计度收费、安装计量器等，这些都能有效地降低照明用电量。当灯具积污时，光通量可能降到正常光通量的50%以下。灯具、玻璃、墙壁不清洁时，其反射率和透光率也会大大降低。为了保证灯的发光效果，应根据照明环境定期清洁灯泡、灯具和墙壁。当灯要闪动或已出现闪动时，要及时更换，可有效的做到节能。因为气体放电源在启动时耗电最高，比平时用电大得多。
　　3、智能照明调控。实现城市夜景照明智能调控，有效保护电光源，降低电能消耗的功能，使用的经济性和可靠性将会大大提高。目前国际上有比较成熟的照明控制方案，在国内也有厂家研制出此类产品，并开始推向市场。加装照明节电器使所有的照明光源（气体放电灯或卤钨灯），都要标准的电压条件下才能保持寿命，当夜间电压偏高或白天电压不稳定，均会影响光源的寿命。加装照明节电器，除保持电压的稳定或略有所降，即节约用电又能延长光源的寿命，同时由于照明初设计时考虑维护系数的计算往往有20%左右的照度余量，所以不会影响照度标准值的维护，更不会对视觉效果有明显的影响。加装照明节电器对于气体放电光源还可以利用微机进行智能控制，通过内置的专用优化控制软件，可以随时采集、分析和计算，控制内部的综合滤波电路，控制电流波形，补偿功率因数，吸收内部失真电流并循环转化为有用的能量，提高整体电源效率，随负荷变化动态调整运行状态下所需的电流和电压，对功率进行自动调整，达到智能节电的目的，照明节电器大多数节电率在25%以上。照明节电器的优点是接入方便，自动调节无需专人维护，减少有功功率消耗，降低无功功率，多重保护安全可靠，降低启动电流延长光源寿命1倍以上。三、节能技术在城市夜景亮化中的应用
　　对一个城市亮化工作首先应考虑总体规划，在充分了解城市的地位、历史、人文、建筑等内涵的基础上，据城市的特色进行总体规划。由于城市亮化受到所在城市的能源和财力的制约，现在一般大中城市的夜景照明往往是各主要建筑物物业单位自行作主，建筑物间的照明缺乏整体协调性，看上去整个城市夜景分散零乱，没有主次和特点，所以要想搞好一个城市的夜景照明，在电力与资金条件许可的情况下，首先设计出一个夜景照明的总体方案和规划，形成该城市的夜景照明风格，然后按照夜景照明的基本规范、标准，确定不同场合的照度和亮度水平，及色调匹配和照明方式等。夜景照明节电是项系统工程，应以推广应用高光效的照明节电产品为龙头，综合考虑影响照明用电的其他因素，用科学的方法精心进行照明设计，加强管理，挖掘照明节电的潜力。照明用电和下面七个因素密切相关：
　　××==×=××××
　　
　　××
　　
　　从上式可以看出节约照明用电，除应用节电光源和灯具外，还要合理选择照明标准、方式，提高照明利用系数维护管理系数，达到最大限度地节约照明用电目的。
　　四、结束语
　　随着我国科学合理的城市整体夜景照明规划，选择高效照明器具、加强夜景照明的控制管理，减少过多的光污染，注重选用和提高节能光源的使用量，从而达到节电节能目的。在城市亮化过程中一定要贯彻可持续发展的观点，做到以人为本，协调发展，随着科学技术和人类社会的进步，人们思维方式的不断延伸，相信照明与艺术的完美结合将会使得我们的生存环境更加美好。

《城市夜景亮化与节能》

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