摘要：文章简要地分析了市政道路照明设计的现状，从而简要地阐述了城市道路照明设计方案，在此基础上，就市政道路照明设计措施及节能方法进行了深入地分析，以供读者借鉴。
关键词：市政道路；照明设计；路灯选择；路灯规划
随着我国城市化进程的不断加快，城市电能消耗不断增长，故需要在市政道路照明设计过程中，引入节能的设计理念，以实现城市道路设计的绿色、环保、节能目标，同时还可以为驾驶人员提供好的视觉环境，确保交通安全和美化城市环境。鉴于此，本文从实际情况出发，就市政道路照明设计措施及节能方法进行探讨。
1 城市道路照明设计现状分析
目前，在城市道路照明设计中，常常会因为多种因素，进而影响设计的合理性，节能的有效性。经调查发现，在城市道路照明的设计中，由于工程量较大，设计人员具有较高的压力，所以常常为了能够缩短工作周期，脱离城市道路的实际情况。这不仅会耗费大量的资金，还可能达不到城市照明的初衷，造成能源的浪费。此外，部分设计人员也会忽视灯具的配光问题，进而影响路面照度分布的均匀性。一旦在城市道路照明设计中出现这样的现象，就会影响路面获得的灯光效果，从而给交通安全埋下隐患。
2 城市道路照明设计方案
（1）安装设计。在城市道路照明设计工作当中，应对城市道路照明灯的安装、布局等进行分析，以提高研究工作的专业性。就笔者所设计的城市道路照明方案来说，其主要的内容为：城市道路为双向四车道，同时在道路两侧，分别设有宽度为4m的人行道，而四车道的总宽度为14m，选择的灯具杆高度等于10m，预计各个灯具杆之间的距离为30m。
在城市道路照明灯具选择的过程中，需要对灯具、地面之间的距离等进行合理的设计。具体来说，70W的灯具与灯具杆之间的距离为1.5m，距离地面的距离为7m，150W的灯具与地面的距离则为10m。另外，在该道路的照明设计中，其灯具杆之间距离为10m。通过这样的设计，能够保证城市 道路照明的合理性，为夜间的行人、行车，提供一个安全、舒适的环境。
（2）亮度均匀度。亮度均匀度，就是指在某一个特定的照明范围之内，路灯投射到地面上，其所产生的均匀效果。在道路设计中，四车道的总宽度为14m，总长度等于300m，选择的灯具杆高度等于10m。所以，在宽度为14m、长度为10m的范围内，LED照明灯具的光线，投射到地面上的亮度，最小亮度值（或最小照度值）和平均亮度值的比值，即为亮度均匀度。例如：工作人员可以使用仪器，在140m2的范围内，测试100个点，发现最小亮度是10，而其平均亮度是20，那么均匀度的值只有0.5。而这一数据，实际上就是衡量灯具配光的一个重要参数，其均匀度的数值越小，说明灯具的光越集中，没有扩散开；反之，均匀度的数值越大，说明灯具的光越分散，即照明效果越好。
3 市政道路照明设计措施
3.1 配电系统的供电方式
在道路照明设计过程中，其配电系统的接地形式分为TN-S系统和TT系统两种。其中，道路照明如果选用TN-S系统，应采用三相间隔的供电方式，这种方式具有一定的线性，并且负荷较为分散，故在运行时，将会产生不平衡的电流，但这种系统也可以实现不平衡电流的吸收，以免发生电击危险。
（1）道路照明供电线路较长，有些照明供电半径高达800m左右，若线路末端出现短路现象，由于短路电流较小，将难以起动短路保护作用。故在道路照明设计中，应合理地配置灯具的熔断器，同时要对末端短路的电流进行核对。
（2）由于道路照明设备一般暴露在外面，且采用负载分散的连接方式，因此难以满足电位联结要求，一旦发生接地故障，将会引发电击危险。综上，在道路照明灯具设计中，接地体应采用基础钢筋，并敷设1根扁钢，将它作为接地带，再将配电的接地极连接于各个灯杆接地体，以形成一个整体等电位网络，且确保接地电阻小于4Ω。
3.2 配电系统的短路保护
配电系统的短路保护是道路照明设计中的难点，设计人员应设置两级保护：配电系统干线保护和灯具短路保护。灯具短路保护一般采用熔断器形式，由于短路电流与熔体额定电流的比值基本都维持在几十以上，熔体通常能在0.01s内迅速熔断，这样熔断器可以通过动作时间实现与干线短路保护的级间配合配电系统的干线保护选择断路器形式，断路器的参数设定与供电线路的负荷计算电流Ic有关。Ic与断路器长延时脱扣器整定电流Iset1的关系一般取：Iset1≥1.1Ic。为了能使断路器能可靠地切断故障电流，《低压配电设计规范》规定：短路电流不应小于低压断路器的瞬时过电流脱扣器整定电流的1.3倍。这样，完全能够满足切断故障电流的灵敏度要求。
3.3 配电系统的末端电压损失
在市政道路照明设计中，由于道路配电线路较长，且零序阻抗显得较大，从而增加了道路照明的末端电压损失。根据《城市道路照明设计标准》CJJ45-2015规定：在路灯正常运行下，应使照明灯具未端电压保持在额定电压的90%～105%范围内。故要加强末端电压控制，以确保路灯的正常运行。在末端电压的损失计算中，一般采用负荷力距法和电流法两种方法。其中，采用负荷力矩法进行电压损失计算时，其计算公式如下：
（1）
式（1）中：P为负荷的有功功率，kW；E为负荷至电源的线长，m；S为导线截面；C为线路系数。在电缆选择时，应结合电压和导线材料进行选择，对于三相铜芯电缆，一般取77。在道路照明电缆选择中，对于不同的截面积，其电缆的电压损失也不同，线路截面积越大，其电压损失就越小。
4 道路照明节能设计方法
4.1 路灯规划
对于路灯规划时，应结合实际地质状况、城市规划和道路规划等要素，以及当地经济发展状况和人们的生活水平，来选取适宜的路灯光源和供电系统。在路灯规划过程中，应确保与城市规划一致，并结合城市道路布局来选取相应的管理方法。在道路照明设计中，不仅要满足当前城市发展的使用需求，还应该满足未来城市发展所增添的路灯建设需求。
4.2 光源的选择
在城市道路光源选择时，通常选用LED灯、高压钠灯和金属卤化灯。其中，高压钠灯具有能耗低、寿命长、透雾能力强和不诱虫等方面的特性。由于道路照明对这种灯具的光照强度要求不高，且寿命较长，故在城市道路设计中得到了广泛的应用。金属卤化灯的发光是利用金属的电化学反应进行发光。其具有光照效率高、显色性能较好等特征，适用于照明光源、景观照明观赏性要求较高的城市街道、广场等地方；而对于LED灯，它作为一种新型照明灯具，是一种无辐射、紫外线，发光性强的绿色光源，在城市照明、景观照明等得使用较多。这种灯具虽然比高压钠灯及金属卤化物灯的价格稍高一些，但其具有较好的节能效果，一般来说，其节能效果在50%以上，故受到人们的追捧，具有良好的发展前景。
4.3 路灯的选择
（1）灯杆的设计。布设形式。道路路灯布设分为单侧和双侧两种形式。一般的居民区或直行的线路可以利用单侧的布防，而道路比较宽，道路等级比较高的地方可设置双侧。二高度设计。灯杆的高度一般在8～12m左右。主干道的灯杆可根据道路实际情况适当提高。而灯具的高度和角度也应满足规范要求；（2）节能灯具的选择。一是太阳能LED灯。这种灯是利用灯杆上设置的太阳能板，将光能通过光电反应转化为电能，供照明灯具使用。且这个过程是自动的，无需人为操作。二是风光互补式LED灯，即风能和太阳能都能够用于为灯具供电。
5 结语
总之，随着我国城镇化进程的不断加快，城市照明设施建设规模不断扩大，从而导致城市照明用电量迅速上升，因此，在市政道路照明设计过程中，应不断优化市政道路照明设计，以确保道路照明设计质量，引入节能设计理念，以创造出绿色、环保、节能的城市环境。
参考文献：
[1]范永伦.电气节能在设计中的用及对城市道路照明的几点探讨[J].建材与装饰，2016（32）：217-218.
[2]管庆磊.城市道路照明节能控制系统的设计[J].电子世界，2014（13）：142.
论文作者:林飞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/9
标签：灯具论文; 道路论文; 城市道路论文; 电流论文; 路灯论文; 节能论文; 电压论文; 《基层建设》2019年第21期论文;