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我国LED照明灯采用的都是二极管的机构,使光源发出的光线都能汇聚到一起,具有非常强大的聚光性。在隧道照明系统开启的时候,光源可以集中照射到指定部位,提高了高速公路隧道的安全性。
(二)耗电量低
LED照明灯的使用,电能基本都转化为了隧道照明的光源,使得在一定时间内的照明时间比一般的节能灯要长,耗电量低,大大的提高了电能的利用率。
(三)显示性强
LED照明灯具有灯光显示性强的特点,使得高速公路隧道照明的光线与人们日常生活的相近,不会导致因为进入隧道灯光过强眼睛受到刺激引起的安全事故的发生,提高了隧道照明的高效性。
(四)故障问题少
由于LED照明灯的结构是二极管的半导体元件,没有引发故障问题的敏感部件,所以在高速公路隧道照明系统的使用过程中,应用性非常强,故障问题少,从而大大降低了高速公里隧道照明管理工作人员的工作量。
(五)没有频闪
LED照明灯结构简单,操作方便和快捷,因此,在开启的时候电压非常低,属于直流电源,在隧道照明过程中,不会发生频闪的现象,提高了车辆在隧道行驶的安全性。
(六)单色性单一
LED照明灯在高速公路隧道照明节能技术的普遍运用还要一个重要的原因是,LED照明灯的单色性好,非常单一,不会对照射物造成污染,使隧道照明更安全和高效。
二、高速公路中隧道LED照明节能技术的应用
我国隧道LED照明节能技术的普遍应用,与系统控制完美的结合,大大提高了隧道照明系统的工作效率,有效的保障了高速公路隧道行驶的安全。
(一)LED照明灯的选择
我国隧道LED照明节能技术中,对于LED照明灯的选择非常重要,它关系着整个隧道照明系统的正常运行和高速公路的正常运转。1、模块选择在进行LED照明灯的模块选择时,要根据隧道的具体情况和照明灯的安装要求来执行,选择高质量的模块,保证LED照明灯的正常使用和隧道照明的稳定性。2、结构选择我国LED技术的不断发展,使高速公路隧道照明变得更有效,一般情况下选择的都是白色灯源,与自然光相近的光度,以保障车辆在隧道行驶过程中的安全。
(二)操作模式
我国高速公路LED照明技能技术实行的是运用现代的高科技网络技术,采用计算机和控制器之间数据的传输,对隧道洞内和洞外的照明进行共同控制的系统控制操作模式。高速公路分为基本段和出入口段,在建设的过程中,对不同时间段和不同天气情况下洞内和洞外情况进行检测,根据施工前和施工后隧道洞内和洞外的亮度,隧道的长度来设计LED照明安装,选择质量高和最合适的LED照明灯,保证隧道LED照明安装工程的质量。LED照明节能技术与控制系统相结合,提高了高速公路隧道照明节能技术,保障了隧道照明的安全性、稳定性和高效性,以保证高速公路隧道车辆行驶的安全和运转不会受到车流量和速度的影响。高速公路隧道LED照明节能技术中,合理的设计和系统控制的有效结合,具有重要的经济价值,充分利用率LED照明的特点和优势,降低了电量耗损率;减少高速公路隧道照明管理工作人员和维修工作人员的工作量,从而保障高速公路的正常运转,提高高速公路运营的经济效益。
LED发光二极管,也叫作光发射二极管(Light EmittingDiode,简写为LED)。是一种可将电能转变为光能的半导体发光器件,属于固态光源。它是利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中载流子发生复合,放出过剩能量而引起光子发射产生可见光。近年来随着LED芯片技术的提高、价格的降低以及相关驱动电路的成熟,使LED光源在照明领域的应用成为可能。尤其在目前全球范围能源紧张,中央政府大力提倡“节能降耗”的宏观环境下,大力推广LED照明必将产生重大的经济效益和社会效益。
1.LED光源的优点
LED的发光原理是利用半导体中的电子和电洞结合而发出光子,不同于白炽灯丝需要在3000度以上的高温下工作,也不必像荧光灯需使用高电压激发电子束,LED和一般的电子组件相同,只需要2~4伏特(V)的电压,在常温下就可以正常动作,因此其寿命也比传统光源来得更长,可达10万小时以上,被称为长寿灯。因LED光源工作电压低,所以安全可靠,人体接触无危险。
LED光效可达200lm/w,白炽灯的发光效率是8~15 lm/ W左右,普通T-8卤素荧光灯光效为40 lm/ W,相同照明效果比传统光源节能很多。免费论文参考网。并且LED还有毫秒级的通断时间,这也是一般传统光源无法达到的。
LED所发出的颜色,主要取决于电子与电洞结合所释放出来的能量高低,也就是由所用的半导体材料的能隙所决定。同一种材料的波长都很接近,因此每一颗LED的光色都很纯正,其光谱中无紫外线,故无热量,无辐射损失,不会形成光污染,是真正环保的绿色光源。
LED芯片大小可以根据用途而随意切割,常用的大小为0.3~1mm左右,跟传统的白炽灯或荧光灯相比,体积相对小得多。为了使用方便,LED通常都使用树脂包装,做成5mm左右的各种形状,十分坚固耐震。
LED光源方便管理,具有集中控制和分散控制或对点进行可调节性控制等多种方式。通过控制电流调光,不同光色组合以调色,加上控制电路以达到多种动态变化效果。
2.LED照明的应用现状
2003年6月,我国由科技部在“863”计划的支持下,在照明领域及时启动了“国家半导体照明工程”。免费论文参考网。2004年4月,科技部确定工作重点――发展新型照明行业,并确定福建厦门、上海、大连和江西南昌为首批四个国家半导体照明产业基地。通过“863”计划等科技计划的支持,我国已经初步形成从外延片生产、芯片制备、器件封装集成应用的比较完整的产业链。
在刚刚闭幕的2008年北京奥运会上,科技含量最高的场馆――“水立方”外表的绚丽色彩就是来源于LED照明,仅这一项,就比普通照明节电60%以上 。国家863计划重大科研课题“国家游泳中心半导体照明规模化系统集成技术研究”和北京市的“LED在国家游泳中心建筑物景观照明上的应用研究”两项科研课题,取得的一系列技术突破,为“水立方”的景观照明提供了坚实的科技支撑。“水立方”采用空腔内透光的照明方式,是目前世界上最大的膜结构建筑的LED景观照明方案。该方案采用单颗1W大功率LED光源,光源具有长寿命、易集成、快响应、利环保、高节能、光分布易于控制、色彩丰富等特点。
据相关报道,目前山东省潍坊市实施了大功率LED照明示范工程,利用自主开发的新型高效节能环保LED路灯,大规模推广应用城市绿色照明系统。已安装大功率LED路灯接近11000盏,在维持道路照度相同(或更优)并满足建设部道路照明标准的前提下显示了非常显著的节能效果,实测与高压钠灯相比节电69%,与金卤灯相比节电70%以上。LED路灯每天节电超过2.4万度,一年节电超过890万度,再加上减排的二氧化硫、二氧化碳和粉尘,社会和经济效益显著。
更多LED照明的相关资料表明,经过2004-2006年的导入期,中国现在已有多个城市正在大力实施LED城市景观与道路照明工程,以节能降耗面对日益严峻的全球能源紧缺形势。
3. LED照明的应用前景
目前,照明消耗约占整个电力消耗的20%,大大降低照明用电是节省能源的重要途径。LED正以其固有的优越性吸引着世界的目光。免费论文参考网。 美国,日本等国家及台湾地区对LED照明效益进行了预测,美国55%的白炽灯、日光灯被LED取代,每年可节省350亿美元电费,每年可减少7.55亿吨二氧化碳排放量。日本100%的白炽灯换成LED,可减少1-2座核电站发电量,每年可节省10亿公升以上原油消耗。台湾地区25%的白炽灯及100%日光灯被LED取代,每年可节省110亿度电。
举世瞩目的2008年北京奥运会和2010年上海世博会都不约而同地以围绕绿色节能为主题,这给中国LED照明产业的发展带来了巨大的历史机遇。据国内知名研究公司驰昂咨询(Sinotes)近日的预测,在奥运、世博的强力带动下,中国LED照明市场规模将从2007年的48.5亿元快速增长至2010年的98.1亿元。
在全球能源短缺、环保要求不断提高的情况下,凭借LED照明技术的亮度高、使用寿命长、节能、绿色环保等显著优势,伴随LED技术的飞速发展,使LED成为普通照明光源的时日越来越近,必将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后新的照明革命。
参考文献
[1]国家半导体照明工程研发及产业联盟推荐性技术规范 LB/T001―2008
[2]《中国半导体照明产业发展年鉴2006》
城市照明好坏对人民生活中有很大的影响。符合视觉功能的照明质量是保障交通安全、社会治安、人们从事生产及文化娱乐活动等不可缺少的条件。这是人类经过长期实践得出的科学结论,以道路照明为例,我国新修订的道路照明标准,指导道路照明工作者作出合理的照明设计,为驾驶员提供交通安全性与向导性,同时为步行者创造安全而舒适的环境,方便人民生活,降低犯罪率和美化城市环境,提高夜间道路利用率。道路照明的设计应按照安全可靠、技术先进、经济合理、节能环保、维修方便的原则进行。下面就安全可靠和节能环保等方面进行展开探讨。
1、安全可靠
当照明在城市普及开来的时候,同时也出现了光污染,但大部分人都没有注意到或对光污染采取有效的防范措施。光污染包括眩光污染、光滥用、色彩失衡等。道路设计时,应充分考虑光污染对驾驶员的视觉影响,避免由此引发的交通事故。光污染大部分为产生眩光造成的污染。从眩光的形成过程来看,可以把眩光分为直接眩光和反射眩光。道路照明中的直接眩光来自驾驶员视界中的高亮度或毫无遮蔽的光源,而反射眩光是由视界中的强反射表面所产生的二次反射所造成的。
1.1路灯引起的眩光问题
由于路灯设计不合理,及周边环境的照明不适当或对向车的照射造成的眩光,使驾驶员的瞳孔缩小、在眼内形成光斑,破坏视觉系统对周围物理空间的适应状态,从而引起不适感或视力下降。路灯强光直接照射在驾驶员眼睛上,造成不舒适眩光,虽然对环境的照亮(照亮建筑)可以减轻不舒适眩光,但由于建筑立面照明在下半夜一般都会被关闭,所以我们要在路灯设计中就要考虑解决这些问题,不能因为周边环境已经有照亮而减轻对不舒适眩光的要求。
1.2强反射面引起的眩光问题
现代建筑有大部分采用了大面积的玻璃幕墙,而且大部分玻璃幕墙的质量都达不到环保的要求,基本上没有考虑光污染和怎么处理光污染的问题。当建筑的泛光灯及车灯或其他的强光源照到玻璃幕墙上,就会形成一个很强的二次光源,强烈的反射光不仅对周边环境和人员造成不利的影响,而且还给临近的道路造成了不舒适的眩光,影响行人和驾驶员的视线,引起交通事故。
1.3另外装饰性照明也是影响驾驶员视线的又一重要因素
在道路周边环境的亮化照明和广告灯光中,照明亮度应与路面及环境亮度协调,不应采用多种光色或多种灯光图式频繁变换的动态照明,应防止装饰性照明的光色、图案、阴影、闪烁干扰机动车驾驶员的视觉。设置在灯杆上及道路两侧的广告灯光不得干扰驾驶员的视觉和妨碍对交通信号及标识的辨认。在路灯照明中显色性能差也是影响驾驶员辨认物体的主要因素,在主干道路灯照明中,可以采用金卤灯或其他白色光源的灯具来补偿高压钠灯显色偏黄的不足;现在很多厂家的路灯产品都己经有一杆路灯上同时有高压钠灯和金卤灯两种光源,这样就可以实现显色和照度都可以达到要求。并且这种照明方式对于实现半夜灯节能措施也比较好操作,而且不用牺牲太多照度。
2、环保节能
《城市道路照明设计标准》CJJ 45——2006规定:
(1)快速路、主干路、次干路和支路应采用高压钠灯;
(2)居住区机动车和行人混合交通道路宜采用高压钠灯或小功率金属卤化物灯;
(3)市中心、商业中心等对颜色识别要求较高的机动车交通道路可采用金属卤化物灯;
(4)商业区步行街、居住区人行道路、机动车交通道路两侧人行道可采用小功率金属卤化物灯、细管径荧光灯或紧凑型荧光灯。
在现有的技术和满足道路照度的前提下,路灯节能应注意以下几个方面:
2. 1合理选择灯具,定期维护保养
灯具的主要作用是把光源的光通量分配到需要的方向,以提高光的利用率和避免眩光。一般效率较高的灯具都采用高反射率的材料和先进的工艺制作,如电化抛光的高纯铝板;透光性能好的防护罩,如透光玻璃或有机玻璃;再就是密封性能要好,能防水防尘,尽可能地减少光的损失。灯具的效率是指其对光源光通量的利用率。任何材料制成的灯具对于光源幅射的光通量在经过反射和透射时,其效率总是小于1.假设同一功率的光源,一只配用效率较高的灯具,其光通量的70 %-80%得到利用,另一只配用效率较低的灯具,光通量只有40 %-50%得到利用。两者比较,效率低的灯具其光源所消耗的功率将近30%白白浪费了,未能发挥其作用,这一点往往被忽视。因此,选择灯具时应尽量选择配光曲线好、效率较高的灯具。另外,灯具在使用过程中不可避免地受到污染,如反光器的铝氧化,防护罩里外积尘生垢等等,势必造成光的损失,如不定期维护保养,则和上述道理相同,光源所消耗的功率大部分就浪费掉了。所以,选择灯具时要选择密封性能达到IP55以上的灯具,以减少维护工作量。
2. 2合理科学的控制开关路灯时间
城市照明启闭时间准确与否,也是路灯照明节电的一个主要方面。目前,公共照明时间的控制方法大致有:人工控制、时钟控制、光电控制、微机控制等。除上述照明的控制方法外,还可采取半夜灯,当夜深人静时,道路上车辆行人稀少,则可自动熄灭一部分灯,如一杆双火的路灯,在下半夜时可熄灭其中一个光源或者隔盏熄灯,适当降低照明度,减少耗电量;或采用双功率镇流器灯具,在下半夜时灯具自动转换为低一级功率运行。这就要求设计人员设计时,就将半夜灯的控制、线路的敷设等各种因素考虑进去,但降低照度不能低与于照度标准的一个级别。
2. 3减少灯具元器件及线路的能量损耗
我们现在采用的路灯大部分是气体放电灯,都需要采用镇流器。降低镇流器的功率损耗也是节能工作不容忽视的一个方面。如250W钠灯镇流器质量好的功率损耗只有20-25瓦,而质量差的功率损耗可达40瓦左右。优质电感镇流器具备阻抗稳定性和伏安性好,功率因数高,功率损耗低等特点,这样才能稳定灯泡工作电流,延长灯泡使用寿命。如果在选用配套镇流器时都能注意选用优质产品,那么节能效果还是很显著的。所以在设计路灯时一定要选择节电型镇流器。目前,供电质量不断提高,电网电压日趋稳定正常,而到下半夜当用电明显减少时,供电电压升高,则照明用电量的功耗也随之上升。这样不但缩短了灯泡的寿命,也增加了不必要的能量消耗。
2. 4合理的确定照明标准
【 abstract 】 the development of economy led the development of the city, as a city street lamp a window of the representative, it is no longer just the past the dark bring light simple facilities, except for the functions of the lighting, and beautify the city the night scene function. As a member of the street lamp managers, with green, energy conservation and environmental protection of the trend, increase urban lighting energy saving technology promotion, to carry out the sustainable development of the national strategy. In this paper, only for energy saving lamp of the importance and the existing problems, and puts forward corresponding measures for anyone using for reference.
【 keywords 】 city street lamp; Existing problems; Lighting management; Energy saving measures
中图分类号:C36文献标识码:A 文章编号:
一、前言
伴随着社会现代化进程,我国城市市政建设飞速发展 ,大量基础设施投入建设,新道路以及照明工程量与日俱增 ,同时城市道路照明工程也逐渐向大型化发展。在这样的背景下 ,大量节能高效的新灯具、新光源有了极大的发展空间 ,特别是近几年,环保政策的出台,呼吁环保的声势,更突出了环保的必然性。新的绿色环保,高效节能的技术广泛应用于城市道路照明设计、施工、管理控制系统、运行监控系统等诸多方面。另外,在生活中,我们也发现各式各样路灯的灯光五颜六色,可见现在路灯已经成为现代城市发展的标志之一,尽管城市道路照明设施种类繁多 ,要求具有的功能也各不相同 ,但是,不管照明系统如何改变,最终它的建设都要符合国家相关的标准要求,要做到车辆行车安全通畅、行人具有安全感。同时,又能使城市路灯照明系统体现出一个城市的文明风貌,现代化程度以及环境美化程度。任何一项优良的城市道路照明工程,都是依靠设计者和施工者的共同努力做出来的,工程在设计过程中要全面考虑各种可能出现的因素并且准确确定相关的主要技术参数,在施工过程中,要有科学的管理方法、良好的技术设施和经验丰富的施工团队等备受同行高层领导者的重视。本文就根据目前我国城市道路照明系统的发展现状和出现问题,谈谈城市路灯节能措施及必要性包括近几年新提出的“绿色照明”理念。
二、我国路灯照明节能的必要性
电能是应用最广的一种能源方式,也是能源消耗中最主要的组成部分。电能作为“十一五”规划十大重点节能项目之一,绿色照明显得越来越重要,因而要节能,节电很关键。城市路灯照明系统的耗电量相当大,因此,道路照明节电开始越来越受到人们的广泛关注。
三、现阶段我国路灯照明存在的问题
伴随着经济的发展和人们生活水平的提高,人们越来越追求高品质的生活。因此宜家生活的改善促使了城市路灯的发展,现价段很多大中城市都在进行城市灯光亮化工程、灯光景观工程,纷纷提出要让城市的夜晚亮起来。再满足夜间道路照明需要的同时赋予城市路灯更多的照明功能, 但是这从很大程度上加大了城市能源消耗,在美化城市夜景的同时也带来了一些新的问题。尽管 LED 白光技术有了突飞猛进的发展,但是如果要将 LED 灯用在城市照明系统中还有不少问题需要解决,所以目前,高压钠等仍然是城市照明系统的主要照明工具。针对高压钠灯,有两种节能方式 :1)采用半夜灯 ;2)采用调压的方式。半夜灯节能方式是最早的也是最直接的节能方式。半夜灯是指在后半夜人流量和车流量较少的时候 ,关闭一部分灯以节约电能的方法。这种方法优点是投资小,操作简单,但最大的缺点是道路照明不均匀,并且无法解决路灯寿命降低的问题。采用调压的方法不但可以做到节能 ,还可有效延长灯具的寿命 ,是一种比较理想的节能方式。传统的调压法节能包括 :1)晶闸管斩波型照明节能方法。这种方法对照明系统的电压调节速度快,精度高,还可以实现可分时段,实时调整,同时具有体积小,成本低的好处。但这种方法会产生大量谐波,对电网有谐波污染,危害极大,因此不适宜用在照明电路中。2)自祸降压式调控方法。这种方法可以避免出现谐波污染 ,可靠性也比较高 ,但不能升压和稳压,只能固定的降压,因此也不能推广使用。现在的道路照明设备大都是以气体放电为主的,在这种情况下,采用交流斩波调压节能方法很具有可行性。这种方法不会造成谐波污染等后果,同时也可以稳压,降压,大大延长了灯泡的使用寿命 ,因而也降低了照明系统维护的成本。从这个角度来说 ,此种方法符合电力电子技术的高频化和低污染发展方向,将会得到越来越广泛的应用。目前,还出现了一种新型的节能方法,智能路灯节能方法。它有效克服了传统节能方法的缺陷,具有以下几个突出的优点 :1)优化电力质量 ,大大节约了照明用电 ;2)有效保护电光源,增加其使用寿命 ;3)适用性较强 、可靠性较高 ;4)绿色环保,污染小。
四、路灯照明管理
要知道合理的科学的照明能源管理也是占有很大的作用的。即使有了节能灯具的使用,也要配合科学的照明能源管理才能达到节电的效果。我们可以把新技术合理运用到路灯照明的管理工作中,不仅可以创新管理模式,同时也可以减少故障发生的次数,降低维护强度。比如,可以把单片机技术、传感器技术、无线通讯等技术应用到道路照明管理中。实现路灯照明的智能化。例一:单片机(AT2051)+ 光敏传感器 + 时钟控制(DS1302)利用光敏传感器了解外界自然光的光照情况,参考时钟控制芯片送来的时钟参数,用单片机来做判断,按预设时段并结合自然光照情况实现单个路灯的智能化控制达到节能效果,如下图所示。
五、我国城市道路照明节能的措施
为促进社会经济的发展,节约能源,城市道路照明系统节能的途径都由不同的研究人员提出,方法很多。总结下来,节电效果较好的有合理地选择光源、科学先进的照明系统设计、照明控制系统合理和定期维护等几项。在选择光源方面,选用节能效果好的光源和灯具是第一步,选择标准包括经济性好、维护费用低、发光效率高、使用寿命长和显色性好等等。目前,高压钠灯由于其技术性能稳定和维护系数高等优点,已经成为了许多城市道路照明光源的选择。合理的道路照明设计对于照明节能很重要,在设计前要充分做好调研工作,然后在遵循国家相关规范和标准的前提下,仔细考虑道路照明情况,道路交通情况和照明设施选择等等问题,最后再着手设计,否则图纸设计不当,会造成大量人力物力和财力的浪费。路灯的控制设置要合理,争取做到控制方便、准确并且安全,实时性高,这也是路灯照明节能的一个重要方面。在道路照明系统节能过程中要做到降低照明线路无功损耗和缩小供电半径。因为当无功电流通过线路系统时,由于导线上有电阻会造成电能损失,并且损失会随着功率因数的降低和电力的增大而增加,最终导致路灯亮度降低,照明质量不能保证的问题。适当缩小供电的半径,可以减小电压降,因此供电半径一般选在 500~800m 为宜。为了更好的节能 ,定期对路灯系统和灯具维护时必须的。在检修过程中,拆除有潜在隐患的灯杆,更换低效率的灯具,可以最大限度的发挥灯具的照明特性,节约能源。
六、城市路灯的“绿色照明”
随着全球性环保意识的增强,世界各国,尤其是发达国家和地区,对绿色照明的应用将更加普遍。现代化绿色照明系统。对于保护环境、维护生态平衡、保护人类健康都具有重大意义。而“绿色照明”正是从节约能源、保护环境的这一角度提出来的 ,它的实施宗旨就是要大力发展和推广高效照明工具 ,节约能源 ,并且营造一种经济、舒适、安全环保、有益于改善人们生活质量 ,提高人们工作效率的照明环境 ,来满足人们对照明质量、照明环境的更高要求。
七、结论
能源是人类生存和发展的重要基础,经济的发展取决于能源的发展,在中国和世界上大多数国家面临的能源危机,因而节约能源是加速我国经济发展的重要途径,从而城市道路照明设计部门的各级领导和设计人员都应该根据科学发展观中建设节约型社会的要求,积极探索城市道路照明系统节能的方法 ,对路灯节能给予高度的重视。作为一名工程师,在路灯管理方面,必须要综合考虑技术科学先进、经济性好,节省能源,安全环保等因素,再根据实际情况,合理选择适当的电气设备。除此之外,城市道路照明系统应该大力推广和使用节能高效照明产品,运用先进的控制方式,使相关人员在不追加或少追加投资的前提下尽量取得显著的节电效果 ,并且设计出技术领先、节能高效环保的城市道路照明系统。
【参考文献】
[1]袁增义.路灯机构面临的机遇与挑战——试论路灯在电力 紧张与建、管、养分离条件下的出路.海峡两岸第十一届照明科技 与营销研讨会专题报告文集,2004.
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
对不同省份的隧道管理部门的随机调查中我们发现,隧道供配电及照明系统所花费的电费已经是公路隧道建设运营管理中最主要的开支。隧道的照明安全是不能忽视的,但是如何在保证隧道供配电及照明系统正常、安全运行的情况下减少电费的花费、降低隧道管理部门的成本投入,同时降低我国的电能消耗,已经成为各个省市隧道管理部门共同面临的难题,也是迫不及待要解决的问题。纵观我国目前的隧道供配电及照明系统技术,多数采用的是高功率因数的供配电和照明工具、合理安排配电房的位置、缩短供电电缆的长度、在隧道的两侧铺设反射率较高的装修材料等等。从这些所有使用的方法来看,虽然有些方法能起到较好的节能效果,但是从整体来看,仍然存在较高的电能浪费的情况。
目前国内隧道供配电及照明技术的发展
我国隧道照明节能技术与国外先进水平相比,存在一定差距,主要表现在以下方面:
1、控制方式智能化水平低,未从不同的工况考虑不同的照明方案;
2、未考虑隧道照明显色性与照度、亮度之间的关系 及光源的等效亮度、中间视觉、司辰视觉等新兴视觉理论应用于照明参数的研究;
3、未考虑照明系统的分期实施;
4、规范存在一定缺陷.现行规范忽略了对中、短隧道照明的论述;
5、随着新型照明技术的迅速发展, 有必要研究其在隧道内的应用性,如LED灯、电磁感应灯;
6、未系统性地考虑照明节能
三.我国隧道供配电及照明系统中节能技术的应用现状
1、隧道供电针对长大隧道供配电技术的专项研究较少,比如公路隧道供配电节能与管线优化配置、中压供电技术在长大和连续公路隧道中的应用、通风与照明供配电综合布线系统、连续隧道变电站的合理布局、适应交通量增长的供配电系统分步实施方法、节能型供电线缆和设备对比。
2、变压器大马拉小车现象突出,大多数投入运营的隧道变压器负载率都在10%—30%左右,造成极大的资源浪费,也造成隧道运营期间费用偏高。
3、低压配电电缆初期投资和运营费用高
隧道内低压配电电缆为长距离供电,设计者一般都按电压降进行电缆截面的选择,由此确定的电缆截面远远超过按经济电流选择的电缆截面。目前,供配电设计人员受隧道内环境污染严重思想的影响, 通常将隧道变电所设置在隧道洞口外,因此造成隧道内低压配电电缆更加长距离供电。随着电缆主要源材料钢材价格不断上涨,电缆价格高居不下,没有从设计上考虑低压电缆工程造价 同时,设计者往往忽略了长距离供电的低压配电电缆有功和无功损耗都是比较大的,造成长期运营的浪费。
4、系统方案差异大
由于设计者对隧道用电负荷的重要程度理解不同, 国内没有相关设计手册, 因此不同设计者的隧道供电系统方案差异很大,不便于隧道运营管理和维护。
四.我国隧道供配电及照明系统中存在的问题
1、现有隧道照明控制营运中节能与安全的矛盾突出
一些地方的营运者为了节省隧道供配电及照明系统所产生的电费,往往在设计的时候都主动的避免采用自动控制,而是较多的采用手动控制的方式进行工作,制定了专门的开关隧道灯的时间,再由人工在规定的时间里进行控制。但是
由于隧道一天里弄内外的亮度变化很大,人工根本无法进行精确的掌控。司机也
很有可能在规定熄灯的时间里通过隧道,所以很有可能造成事故。有过隧道驾驶经验的人都知道,在车子通过隧道的全程中,由于洞内洞外亮度的不一致,在刚进入隧道和要出隧道口的时候,人的视觉会出现短暂的“黑洞效应”,短时间内无法看清楚前方的路况,这时候如果前后方有车辆或者驾驶不当的时候,就非常可能出现事故。这对隧道的照明就提出了非常高的要求。但是如何在提供较好的照明前提下又适当的节省电能,这已经成为一个非常尖锐的矛盾。
2、现有隧道照明控制模式设计,在实际运行中存在很大的电能浪费
目前,隧道照明设计者依据规范通常把隧道分为入口段、过渡段、中间段和出口段等四个段来设计照明,其中过渡段有两个,分别设计在中间段前后。各段的长度和照度是从全年行车安全要求出发,对洞内最大照度的设计是以全年洞外最大亮度和最高行车时速来确定隧道内各段的灯具功率和灯具分布密度。能够实现照明自动控制的非常有限,通常因线路布线回路的限制,只能做到2、3级人工或自动控制,对于如天气、车速、车流量等参数只是在设计阶段给予以最大值考虑,最终各段照明的长度和照度也始终是处于最大值状态。对于天气、车速、车流量等时变参数无法从宏观上对整个隧道的照明进行自适应方式调制。因此,目前这种传统设计与使用的隧道照明系统存在着大量电能浪费问题。
3、隧道供配电系统设计中存在着诸多不合理因素
目前国内隧道普遍采用的供电系统模式为:在隧道洞口设置10/0.4KV变电所,采用0.4KV低压线路向隧道内的用电设施供电。采用这种方式供电的隧道,供电距离有时会达到1000米甚至更远。设计中变压器容量的选择一般参考的是隧道内和隧道洞口所有负荷的容量总和,并考虑一定的预留。隧道尤其是长隧道中具有相当数量的射流风机,但大多数时间这些大功率设备未处于运转状态,隧道的照明灯具出于节电考虑在实际运营中也通常没有全部打开,隧道的用电负荷还包括洞口消防水池的水泵等不常使用的大功率设备。上述变压器的选型原则和实际运营情况的矛盾就造成变压器长期处于低负荷的不经济运行状态之下,造成了大量的变压器铁磁损耗。更有甚者在个别项目中由于变压器容量选取的过大,其损耗的百分比已经接近实际用电的负荷。
4、大量高能耗灯具的使用
目前,我国国内的隧道供配电及照明系统中主要以高压钠灯作为光源,它的特点是配置了电感型镇流器,它对电压的要求比较高,使用寿命短,功耗高,并且色性较差,灯具本身无法对光强进行控制。所以,为了保证隧道的照明,一般要配置多条照明回路,导致了电缆数量的增加,提高了故障率,增加了施工过程的难度和施工时间。
解决高能耗问题的几种方法
1、优化变压器的配置方案。
变压器运行损耗的大小很大程度上取决于容量及同样负荷容量下变压器个数的选择。在供配电的设计中应当将各种负荷按照其运行的时间规律来进行分类,并为不同的负荷单独配备压器
2、采用新型的节能型灯具。
研发能替代高压钠灯的绿色节能型灯具是目前隧道节能的一个突破口。
电磁感应灯:
白光LED灯:L印光源具有节约能源、污染少、光指向性好、寿命长(约为8万小时)、低电压、反应快的特点,在隧道诱导系统方面的应用有很大研讨空间。
电磁感应灯:它是一种全新的照明光源,具有高光效、高显色、环保、长寿命、节能、安全、性能稳定的特点和优势,一般用在景观照明灯、室内照明,尤其当被照物有较高的显色要求时,能充分发挥它的优势。同时,它的光不刺眼、无污染、无眩光,这对隧道供配电及照明系统有着重要的意义。
3、优化灯具布设的设计
在隧道供配电及照明系统的设计中,我们一般设计的时候,会在隧道的两头安装较多的灯具,中间段的灯具安装的较为少一些,但是由于不同隧道的长度和情况对照明的要求是不一样的,我们在设计的时候就不能片面的按照我们的常规设计来,要具体的情况具体对待,充分考虑到车速、车流量、隧道长度、隧道亮度、洞外亮度等情况,优化灯具布设的设计。
4、改进供配电系统的设计,更合理的进行设备选型。
中压供电模式在长隧道和隧道群中应用的推广。改变以往在长隧道两端洞口设置10/0.4KV变电所的设计模式,而采用10KV中压进洞的供电方式。中压供电是国外已广泛应用于道路机场、隧道等长距离照明供电的一项技术成熟、设备先进、系统配套的专用型供电设施。
结束语
对于隧道运营节能, 国内业界还任重而道远,无论是相关政府机构、高速公路建设业主、管理部门,还是相关科研设计从业结构与从业人员,都需要从人力、物力、财力各方面加大投入,在保证交通安全的前提下,为建设节约型社会作出应有的贡献。
参考文献:
[1]高远望 隧道供配电及照明系统中节能技术综合应用的探索 [会议论文]2006 - 第八届中国高速公路信息化管理及技术研讨会
中图分类号:S611文献标识码: A
一、LED光源、灯具的优点及灵活性
(一)LED光源概述
LED,即半导体发光二级管,其单位体积小,在显示屏、交通讯号显示、汽车工业、建筑行业等方面获得广泛应用。LED光源在应用中,其功能性较强,发光效率高,光线质量强,且LED光源光色纯,光束集中,响应快,其艺术性较强;LED光源多采取低电压低电流驱动,功率因数接近1,耗能低,可以有效节约能源;LED光源内不含有有毒成分,废弃物可以有效回收利用,属于一种无污染光源,绿色环保,是21世纪必不可少的环保照明用品。一般低功率白光LED寿命在3万小时以上,高功率白光LED寿命在2万小时以上,彩色LED寿命则在5-10万小时范围内,其寿命长。综上,LED光源相对传统灯性能而言,其符合绿色环保要求,综合性能较好,具有较强的竞争优势。
(二)LED灯的“隐蔽”性
LED光源其单位体积较小,结构设计紧凑,应用方式灵活,能够在狭小空间范围内投光,便于隐藏,也可以组合应用多颗粒LED光源构成光源线或面或其他造型,美化景观及建筑环境,提高其艺术效果。LED灯的“隐藏”主要分为点式隐藏、带式隐藏与面式隐藏三种形式。其中点式隐藏为:于天棚设置灯槽并安装单个灯具,根据实际需要,选择多颗LED组合为大功率光源;带式隐藏:于天棚四周设置灯槽并安装LED条形射灯,通过多颗彩灯LED光源构成一列或多列,采取串联方式进行设置,由上而下照明;面式隐藏:一般建筑中,天棚、外墙面及地板为主要照亮发光面,应用LED光源,于窗户内沿或支架上设置线性发光条,营造出良好的装饰效果。
(三)LED灯与建筑一体化
在现代建筑照明设计中应用LED,可以实现建筑与照明一体化,要求协调建筑空间、建筑构件与灯具等因素,合理协调组织,相互促进,应用科学措施解决存在问题。LED灯与建筑一体化中,其中大面积显示屏应用效果尤为突出。当前,LED形状大多表现为圆形,其呈现外观多为圆形排列构成,与外包壳结合形成视觉造型。LED灯与建筑构件相结合,在照明设计中应综合考虑灯具与建筑构件和谐性与艺术性。LED灯本身存在着装饰性,可以在中空管线中形成线性发光条或发光带,在建筑立面构件中设置于夜景装饰部位,从而形成与建筑为一体的线性发光条。
二、LED照明在多设计领域中的应用
(一)LED室内照明设计
建筑室内环境照明应综合考虑设计目标,合理应用技术措施及艺术手段,对室内设计环境及空间等因素进行充分分析,应用创造性思维,打造出符合工作、生活、生产功能需求,满足人们心理及生理要求的室内照明环境。在建筑室内进行照明设计时,应遵循以下原则:从视角角度,要求室内照明设计可见度较好,保证其照度合适,亮度分布均匀,避免出现眩光;从心理角度,要求室内照明设计氛围符合环境功能要求。
(二)LED室外照明设计
室外照明在提高城市活力,保障夜间车辆通行安全及效率,保障行人安全等方面发挥着重要的现实意义,室外照明延展了人们的夜间生活时光,丰富了城市居民休闲及娱乐活动。建筑室外照明设计,是通过灯光照明塑造景观效果。人们对建筑室外照明需求可以分为基本需求、感官信息需求及精神审美需求三个方面,按照人们的需求不同,可以将室外照明划分为安全照明、功能照明与景观照明三种类型。其中安全照明与功能照明属于基础性照明,景观照明侧重满足人们的精神需求,给人带来精神上的享受。
1.道路照明设计中LED的应用
进行道路照明设计,其目的主要在于:保障车辆行驶安全;方便行人辨别方向、识别障碍物,提供安全感;改善夜间环境。道路照明设计为夜间车辆及人员提供安全舒适的光环境。考虑到道路照明持续性及其能源消耗较大,为此,在道路照明设计中应用LED,可以有效节约能源,保护环境,提高城市形象。城市道路照明规划设计应建立于城市发展规划的基础上,并综合考虑电力规范,保障道路设计的科学合理性,能够有效的减少资源浪费。
LED城市道路照明设计主要内容为:按照道路级别、交通密度、交通控制措施、城市规模及是否为旅游城市等合理选择照明标准值;在道路照明设计中考虑诱导性因素,如道路灯杆、灯具、中心线等属于视觉诱导性因素,照明灯光、光源色及排列等为光学诱导性因素,确保道路照明设计其诱导性良好;为驾驶人员提供良好的视觉舒适感与可见度;安好道路级别与道路周边环境合理选择光源。
2.建筑外观照明设计中LED应用
建筑外观照明属于城市规划与城市建设的重要部分,其照亮建筑物的方式主要分为泛光照明与内透光照明两种方式。其中LED泛光照明即立面照明,属于一种应用较为广泛的建筑外部装饰照明方式,如国际著名景点埃菲尔铁塔、巴黎圣母院、凯旋门等建筑均采取泛光照明方式。LED投光灯光色好,立体性较强,其艺术效果较明显。LED透射式照明,以其功能特点为标准可以分为装饰性透射与功能性透射两种形式。上海金茂大厦就是采取内透照明方式,让整个建筑通透,提高了建筑外观效果,且便于维修,综合效益良好。
3.景观照明设计中LED应用
景观照明结合了自然及美学,是对夜间景观环境的二次艺术性创造,可以营造出抒情的生活环境,改善人们生活质量。LED光源其柔和光色在景观照明设计应用中艺术效果十分突出,不仅可以为人们提供良好的视觉环境,还可以有效协调光色,增强景观艺术美感,陶冶情操,满足人们审美需求、心理需求。如在庭院灯光小品中应用LED,采取柔和的颜色,产生视觉享受,丰富情感。
三、结语
LED光源单位体积小,功能性、艺术性,且绿色节能,因其有突出的特性,在照明市场中占有重要地位,逐渐在各领域得到广泛应用。在现代照明设计中应用LED,其综合效益突出。本文在概述LED光源的基础上,重点对LED在照明设计中的应用进行研究。LED在照明设计中分为点式隐藏、带式隐藏与面式隐藏三种隐藏方式,将LED灯与建筑一体化,能够有效提高照明效果,并从室内与室外两个角度,对LED在现代建筑设计中的应用进行分析。实践证明,LED光源在照明设计中应用效果突出,综合效益良好,未来应用前景广阔。
参考文献:
[1]袁景玉,唐春娥.建筑化LED照明设计流程与策略分析[J].城市建设理论研究(电子版),2011,(34).
[2]李玲英.浅谈发光二极管在建筑照明设计中的应用[J].城市建设,2010,(27):113-114.
[3]叶威.论大功率LED照明设计工作的技术要点[J].商品与质量・建筑与发展,2013,(7):464-464.
城市夜景亮化是商贸兴旺,旅游发达,文化繁荣,城市的现代化建设和人们生活水平提升的需要,总而言之,这是社会物质文明和精神文明进步的体现。城市夜景亮化是为了描绘星空下都市的环境美,因此是我们一贯所努力追求的现代化城市环境美化的内容之一。通过一个城市的夜景照明,可透视该城市的经济繁荣,人们的精神与文化生活水平。城市夜景亮化是运用各种发光器件,结合电气、电子和微电脑技术,根据科学和艺术的用光设计和色彩构成原理,创意城市夜幕中具有观赏价值的灯光艺术景观,以美化城市夜环境的艺术氛围。因此,艺术性应该是城市夜景亮化一个首要的评价原则。在常规的照明设计中,如车间、厂房、教室等室内照明设计和体育场、码头、道路等室外照明设计,主要追求满意的照度指标、照度均匀性、合理的显色性以及合格的眩光指数等。而在城市夜景亮化的设计中,主要是对城市的景观进行灯光的艺术创意。
同时,事物都具有两重性。城市夜景亮化的发展是为了美化城市夜环境。但是,如果不重视科学合理用光,就会造成对人有害的眩光或光污染,对人的视觉造成严重干扰和伤害,对人们的工作和生活造成不良影响。所以我们应合理地选用设置照明器材,合理研究被照射对象的反射特性,合理采用防眩光技术和设置各种广告。城市夜景亮化需要选用各种照明器材对景观进行灯光的艺术描绘。但是如果不科学合理的设置照明器材,不注意灯具外形及其色彩,不注重固定架体或杆件的品质,将会破坏景观原有的艺术形象,从城市环境美化的要求来看,城市夜景亮化的设计,应该要求白天美化、晚上艺术亮化。不能只顾晚上亮化,而损害景观在白天的艺术美。环境美在白天和晚上应该是统一的。
由于城市整体夜景照明发展迅速,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,在城市亮化过程中还有许多值得研究探讨的问题,本文就我国城市夜景照明发展中出现或要注意的问题提出肤浅看法,供大家探讨。
应该说,对一个城市亮化工作首先应考虑总体规划,即在充分了解城市的地位、历史、人文、建筑等内涵的基础上,根据城市的特色进行城市的总体规划。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,各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,首先得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,然后再按照夜景照明的基本规范和标准,确定不同场合的照度和亮度水平,以及色调匹配和照明方式等。以下分不同照明场合介绍有关亮化工程的一般规范方法和提供一些建议。
1城市道路照明设计
据有关部门统计,我国路灯总数大约为250万盏,其中钠灯约占40,我们认为:I)在道路照明设计中应首选高压钠灯,提高高压钠灯的普及率;2)继续提高城市主干道的照明水平,逐步向国际大城市照明水平靠拢;3)充分注意眩光问题,特别是居民区的道路照明;4)加强对照明时间的控制和管理,采用新型节能控制器。
2城市商业区照明设计
商业照明设计中主要考虑一般照明和重点照明。一般照明包括商业区的道路照明和景观环境照明,现大多采用庭园灯、步道灯、草地灯、彩色喷泉等衬托整个商业区的气氛。按CIE有关标准,商业区道路的照度标准为5 1m-25 lm,从目前情况看,我国大中城市的主要商业区道路的照明基本上与国际标准接近,不过也有个别地区道路照明低于该标准。商业区的重点照明包括橱窗、店头、商品、商店内的照明等。大多采用霓虹灯,荧光灯,卤钨灯,白炽灯,紧凑型灯,大型超市也有采用金卤灯的,现在新型商厦的照明照度一般在300 lm以上,采用光源的直管型荧光灯和紧凑型荧光灯为多。我们建议在对商业区建筑进行照明设计时要考虑:1)商业建设内部照明形式的多样化,大型商厦不同的销售区域或各种专卖店有其不同的功能和特点,不同的场所,不同的商品和商品不同的展示方式所要求的照度水平和分布,以及对色调、颜色、明暗分布都有不同的要求。2)商业街景的照明是要进一步渲染和突出商业建筑的个性特色,体现建筑本身丰富的文化内涵,追求一种格调高雅的享受空间。3)实现照明设计的节能化,商业建筑照明是城市照明用电的大户,目前节能型照明光源和器具的产品也日见成熟,所以商业建筑的照明应严格按照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。
3街道景观建筑立面照明设计
建筑物夜间照明设计应考虑诸多因素:1)全面了解建筑物的使用功能,建筑轮廓,周围环境,表面材料,业主的设想;2)对建筑物选定照明的主位,确定表现手法,选择合理的照度,合适的光源、灯具,进行艺术创作。一般现代建筑物的景观照明采取的方法有泛光照明,轮廓照明,内透光照明和特种照明。
夜景环境照明的配电设计大多数是在原有建筑和环境的基础上进行二次设计的。而设计人员很大一部分不是专业设计人员,灯虽然亮了,但照明配电却存在严重的事故隐患和配电控制的不合理现象。归纳起来有如下几个方面:
1)断路器的整定与线路负载不匹配。整定值过大导线截面过小,起不到保护线路和照明器具的作用,事故发生时不能有效跳闸。2)照明器具没有保护接地的安全措施。3)线路敷设不执行有关规范、规定的要求。4)控制方式单调,有的甚至连接触器也不设,采用手动合断路器的方式操作不方便也不安全5)室外配电箱没有采用防雨防腐及安全措施。6)高层大楼的照明器具和线路未采取防雷保护措施。
上述问题,我认为主要原因有3点:a.从事照明设计的人员很多不是电气专业人员。b.工程没有实行招标制度,或者虽进行了招标,标书中对配电控制没有提出具体的要求。c.没有认真实行施工的监理和质量检查制度,尤其是一些“三边”工程
伴随着大规模照明工程的开展,照明控制技术也得到较快的发展,很多大中型照明工程应用了智能控制技术,增强了照明工程的艺术表现力,提高了管理水平,降低了管理人员的劳动强度,有效地节约了能源。但是,也有很大一部分照明工程,由于种种原因,照明控制相当落后,还停留在手动控制方式上,而且设备的选型和供电线路不合理,成为照明工程中的遗憾
照明控制是夜景照明工程中的重要组成部分。照明电子技术的发展,使照明控制技术发生了质的变化,已从过去的手动控制发展到今天的智能控制。
中图分类号:TM923 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 12-0000-01
随着绿色照明战略的提出,很多公司越来越重视对高效节能电源的研发。从近几年的发展来看我国的节能光源技术取得了很大的进步。LED作为一种高效节能光源的典型代表,通常被运用于户外照明,然而随着技术的不断发展与革新,它在普通照明领域的运用受到越来越多的人的关注。在现代楼宇建筑行业,人们开始逐渐利用LED的各项技术及性能优势来代替传统光源。基于此论文结合自身的工作实际对LED光源替换传统光源的必要性及可行性进行了较为系统的分析。
一、传统光源与LED光源的特点及运用分析
(一)传统光源的特点及运用分析
传统光源的概念是相对新型光源的概念而言的,主要指白炽灯及气体放电灯为代表的普通照明光源。白炽灯主要是通过灯丝的发热产生发光效果的,而气体放电灯是由气体、金属蒸气或几种气体与金属蒸气的混合放电而发光的一类灯型[1]。
(二)LED光源的特点及运用领域分析
LED 光源作为一种新的光源的代表,主要被运用早路灯照明、办公室照明及LCD 背光。LED光源作为路灯照明不仅发挥了作为光源的作用,同时,因为其具有色彩丰富,颜色纯正的特点还起到了美化城市的效果。近些年来,由于具有使用寿命长、安全性能高、产生光衰现象的优势,还被运用到办公照明中[2]。至于在背光领域的运用主要是因为LED光源具有颜色丰富、响应快、亮度调整灵活、无干扰等优势。
二、LED光源相比传统光源的优势分析
(一)LED光源节能环保
一般来说,在相同的工作强度下,LED光源与相同光效的白炽灯相比节能效果大概要高出百分之八十左右,与相同光效的节能灯相比,其节能效果也要高出百分之五十左右,由此可以看出,LED光源的节能效果非常明显,具体的光参数如下所示(表2-1)。在能源压力如此巨大的今天,LED光源必然会代替传统光源成为新一代的光源宠儿。同时,与传统的照明灯具相比,LED 灯具有较高的光率,而且不像传统光源会带来汞、钠等有害环境的物质。
(二) LED光源响应速度快且寿命长
LED 光源最常见的用途是作为汽车的信号灯,而能作为汽车信号灯的光源必须具备响应速度快的特点,不然很容易造成交通事故。同时LED光源的使用寿命可以达到五万小时到十万小时之间,这么长的使用寿命一般的传统光源是无法达到的,按平均寿命水平看LED光源的寿命大概是传统照明灯寿命的10倍左右。
(三) LED光源显色性好且应用灵活
通过对LED光源与传统光源发出的光的属性分析,可以看出LED光源发出的光更加的漂亮,光源的显色性能非常好,而且颜色也更加纯正、丰富。另外,LED光源能够以红色、蓝色、绿色等为基础,根据实际情况的需要,采用一定的技术设置出多种不同样式的图案来,而且光的效果及亮度可以随需要进行调整。这也是LED光源被大量的作为舞台光源的一个很重要的原因。
三、LED光源取代传统光源在楼宇建设中的运用
通过上面两章的分析可以看出,LED光源较传统光源具有非常明显的优势。而且LED在楼宇建设中运用主要是通过新型LED 混光、混色技术等来美化建筑,满足人们对建筑环境照明个性化的需求。例如:LED广泛运用于楼宇中餐厅酒店的照明系统中,可以通过使用暖色调的白光LED 作照明光源,使整个餐厅看上去明快整洁,也可以使用色温较高白光LED 组合营造高雅的就餐环境,如果想提高食物的色泽度,则可以选择适当波长的红绿蓝三种颜色的LED等。但就目前而言LED光源取代传统光源在楼宇建筑中的运用,仅仅局限在楼宇装饰方面,其他方面的运用还是不够广泛。造成这一现象的原因只要是发光效率及价格方面。
LED光源要取代传统光源广泛运用,必须要在传统照明中具有明显的节能效果。LED光源之所以能在交通灯、建筑装饰、汽车警灯等领域得到广泛的应用,就是因为其效率高、节省电能。但是通常的照明光源多为白光,只有白光LED的发光效率远高于荧光灯达到150-200lm/W才会有明显的节能效果[3],据报道,荷兰飞利浦公司的研究人员日前向外界公布了一种新型LED灯管的原型,发光效率可达200流明/瓦,在同等亮度下,其耗电量仅为普通荧光灯的50%,该产品如果得以普遍应用,对整个照明行业来说这将是一次巨大的飞跃。因此,LED光源取代传统光源的最大障碍发光效率,已经有了技术性的突破,预计2015年量产后,将进一步加速取代传统光源。LED光源价格较传统白炽灯价格仍显昂贵,早前高达100多倍。而根据全球市场研究机构TrendForce旗下的绿能事业处LEDinside最新LED灯泡零售价调查显示,13年6月,全球取代60W的LED灯泡全球均价达到23.4美元。这个价格是传统白炽灯的两三倍,已基本接近消费者的接受水平。随着LED新产品的不断推出,无论流明数、发光效率、成本与体积均更具竞争力,LED光源可望进一步扩大市场渗透率。
四、结束语
论文在对分析传统光源与LED光源的特点及运用领域的基础上,析了LED光源相比传统光源的优势,并剖析了LED光源取代传统光源在楼宇建筑中的运用。总的来说,LED光源取代传统光源的前景广阔,要着力解决LED光源发光效率及价格方面的问题,并加强对相关核心技术的研发。最后,希望论文的研究能为相关企业及部门提供参考。
参考文献:
中图分类号:J914 文献标识码: A
正文:
近些年 “照明文化品味”、“绿色照明”、“照明可持续发展”等词频繁地出现在媒体和研讨会上,我国的城市夜景建设水平得到了长远的发展。但是,由于我国城市照明规划在国内发展时间较短,照明科学体系也并不完善,我国的城市照明建设出现了很多问题。本文的研究内容对于完善城市照明规划理论体系,控制城市照明建设是非常有意义的。
1.城市照明规划层级梳理
我国的城市照明规划分为总体规划和详细规划两个层次,城市照明详细规划需要遵循城市照明总体规划编制的内容。[李农:《城市照明总体规划与实例详解》,人民邮电出版社,2012]城市照明总体规划层次是针对整个城市或较为独立的城区进行的,近似于城市规划中市域规划与总体规划阶段控制的内容。照明详细规划层次是针对较小的城市区域进行的,近似于城市规划中控制性详细规划与修建性详细规划阶段控制的内容。照明详细规划通常由政府管理机构与建设单位联合组织,对该区域的照明提供具体设计的依据和指导。
2.城市照明规划与城市规划的关系
我国2010年颁布实施的《城市照明管理规定》对城市照明规划的审批程序和内容要求首次做了明确规定;另外,《关于印发“十二五”城市绿色照明规划纲要的通知》对城市照明规划的编制也首次提出了发展的要求,随着城市照明规划需求的增加,完善我国城市照明规划理论体系意义重大。城市照明规划是一项专项规划,其编制需要根据城市总体规划进行编制指导建设。由于城市规划理论体系相对完整,科学,可以为城市照明规划的理论提供相对权威,合理的参考。城市规划的控制以土地使用为重点,城市照明规划控制以光的建设为重点,两者虽然在控制深度,控制要素等方面各有差别,但是在产生背景,作用和规划层级等方面十分相似,所以城市照明详细规划的控制内涵可以参考类比城市控制性详细规划的控制体系内涵建立。
3. 照明规划控制内涵研究
通过对城市控制性详细规划的控制体系的内涵进行系统分析,发现从城市规划管理的眼光看,任何城市建设活动,不管是综合开发还是个体建设,其内在构成都包括六个方面:土地使用,环境容量,建筑建造,城市设计引导,配套设施和行为活动,城市规划管理对建设项目的管理控制一般也是通过这6个方面来进行的。[夏南凯:《控制性详细规划》,同济大学出版社,2005
]
类比城市规划控制性详细规划指标体系的控制内涵,当前城市照明规划的控制就是要通过“控制建设、光容量、节能环保”来协调“照明效果与开发利用的矛盾”;另一方面,城市内的任何建设活动,不管是昼景观还是夜景观,其内在构成也应包括以下四个方面:环境容量、设施配套、城市设计引导及行为活动,都需要从这四方面着手控制。只不过,城市规划中涉及土地使用和建筑建造的控制内容,而城市照明规划由于其复杂程度有限,控制的主体是光,城市规划的控制内容有时又是其载体要素,故控制内容相对有限。
城市规划的土地使用控制是对建设用地上的建设内容,位置,面积和边界范围等方面作出规定。其具体内容包括用地性质,用地使用相容性,用地边界和用地面积等。城市照明规划的主体是光,光的建设需要载体,而载体的建设和控制则是城市规划的这部分内容。城市照明规划是按照城市总体规划确定的城市功能分区,对不同区域的照明效果提出要求,并不涉及这部分内容。
城市规划的环境容量控制是为了保证良好的城市环境质量,对建设用地能够容纳的建设量和人口聚集量做出合理规定,其控制指标一般包括:容积率,建筑密度,人口密度,人口容量,绿地率和空地率等。这些指标分别从建筑,环境和人口三个方面综合,全面的控制了环境容量。城市照明规划的主体是光,而创造良好的光环境,照明不应该仅仅只是提供好的可见度, 营造轻松并且舒适地感觉也至关重要。因此考虑到照明规划的特殊性,光环境必须满足环境对照明质量和数量的要求。一般而言照明必须确保视觉舒适, 使人们感觉到舒适安宁;视觉功效, 使人们即使处于困难的条件中, 也能够快速、准确的完成视觉目的;视觉安全, 使人们能够看见周围, 发现险情。为满足这些要求, 必须考虑对光环境有影响的内容,如光的强度,光的方向性,光色,闪烁等方面。
城市规划的建筑建造控制是对建设用地上的建筑物布置和和建筑物之间的群体关系做出必要的技术规定。其主要控制内容有:建筑高度,建筑间距,建筑后退,沿路建筑高度,相邻地段的建筑规定等,同时还包括消防,抗震,卫生防疫,安全防护,防洪以及其他专业的规定。城市照明规划依赖载体表达,昼景观是夜景观建设的基础,城市照明规划的控制并不涉及城市规划的这部分内容。
城市规划的城市设计引导多用于城市中的重要景观地带和历史文化保护地带,是为了创造美好的城市环境,依照空间艺术处理和美学的原则,从城市空间环境对建筑单体和建筑群体之间的空间关系提出指导性综合设计要求和建议。其控制指标比如建筑风格形式,建筑色彩,建筑风格等内容。城市设计贯穿在大部分的规划编制类型中,它对于空间品质的营造至关重要,但其偏向空间美学的内在特征,使得实施管理的难度非常大。在“控规”中,城市设计的美学部分被纳入“引导性”的导则,城市照明规划的景观照明建设也具有美学的艺术性,对于照明方式,灯具造型等方面都需要进行控制。
城市规划的配套设施控制是生产生活正常进行的保证,配套设施的控制是对居住,商业,工业,仓储等地上的公共设施和市政设施建设提出定量配置要求。城市的照明建设不仅需要载体表现,也更需要灯具和一系列电力管线配套设施的建设才能实现效果,同时对于设施节能的问题也是需要重点控制的内容,城市照明规划的控制需要包含这部分内容。
城市规划的行为活动控制是从外部环境的要求,对建设项目就交通活动和环境保护两方面提出控制要求。其中环境保护控制通过限定污染物排放的最高标准来防治在生产建设或者其他活动中产生的对环境污染和危害的一系列因素。城市照明规划为了防止夜晚的光污染。也需要对城市环境进行控制。
4. 城市照明详细规划评价指标控制内涵分类
城市照明详细规划评价指标的来源主要来自我国的照明设计标准和规范和CIE相关技术文件。如《建筑照明设计标准(GB50034—2004)》,《城市道路照明设计标准(CJJ45-2006)》,《城市夜景照明设计规范(JGJ/T 183-2008)》,《城区照明指南CIE_136_2000》等[李农、张琳:《城市照明详细规划的探索性研究》,北京工业大学硕士学位论文,2008.5
]。从以上标准规范里总结提炼出了规定的评价指标有:平均照度,亮度值(出自建筑照明设计标准,城市道路照明设计标准,城市夜景照明设计规范),均匀度(出自建筑照明设计标准,城市道路照明设计标准,城市夜景照明设计规范),阈值增量(出自建筑照明设计标准,城市道路照明设计标准),照明功率密度值(出自建筑照明设计标准,城市道路照明设计标准),色温(出自城市道路照明设计标准),诱导性(出自城市道路照明设计标准),光源及灯具选择(出自城区照明指南,建筑照明设计标准,城市夜景照明设计规范),灯具造型(出自城区照明指南,城市夜景照明设计规范)。
按照城市照明控制内涵将其分类,得到:环境容量—平均照度,亮度值,均匀度,色温;设施配套—光源及灯具选择,照明功率密度值;城市设计引导—照明方式,诱导性;行为活动—阈值增量。
结论:
通过分析,城市照明建设的内在构成包括四个方面:环境容量、设施配套、城市设计引导及行为活动,城市照明控制需要从这四方面着手。因此,城市照明规划的控制内涵也就是对这四个方面的控制。
参考文献:
一、养老服务中心概述
(一)人口老龄化概念
人口老龄化指老年人口占总人口的比重不断上升的动态过程,指人口年龄不断增加的人口现象,其简单的表现形式是老年人口比重上升。国际上通常将一个国家或地区65岁以上的人口占总人口的7%或者60岁以上人口占总人口的10%作为这个国家或地区进入老龄化社会的标准。我国自1999年进入老龄化社会,经过15年的发展,我国成为世界上不但人口最多而且老年人口最多的国家,且老龄化速度快。因此,妥善考虑老年人的养老安置问题成为社会面临的重要课题。
(二)养老服务中心相关概念
1.养老模式
中国社会中,老年人的养老模式主要有居家养老、机构养老和社区养老,并随着生产方式、经济、文化和社会的发展变化。
(1)居家养老模式,即在老年人自己一直居住的家庭内养老的一种养老模式,其与普通住宅基本一致。居家养老是我国最主要的养老模式,这种养老模式以自理和亲友照顾为主,社区老年设施提供必要的养老服务为辅的养老模式。
(2)机构养老模式,即集中为老年人提供养老场所,其中包括各种医疗服务设施、文化活动场所等,形成独立又完善的养老机构。机构养老是由社会提供的养老机构接纳单身老人和老年夫妇居住,并提供生活、起居、文化、娱乐、医疗保健等综合服务的养老形式。其设施一般包括老年公寓、养老院、护理院和关怀医院等。机构养老的优点是住区有配套的老年医疗、文娱、照料设施,对老人的照料更专业化。
(3)社区养老模式,社区养老是介于家庭养老和机构养老之间的一种养老方式,指老年人居住地点仍为自己家庭不变,由社区提供和承担社会化的照料、医疗等养老服务。社区居家养老不同于家庭养老,它实施的前提是在居住区建立社区医疗中心、家政服务中心、健身娱乐场所等配套设施。社区养老服务形式主要有两种:由经过专业培训的服务人员上门为老年人提供照料服务;在社区创办老年人日间服务中心,为老年人提供日托服务。目前社区养老模式还处于探索阶段,存在许多不足。
2.养老服务中心
养老服务中心属于机构养老模式范畴。其中包括老年公寓、养老院及护理医院。
老年公寓:以家居形式为主,辅助养老服务体系的老年人养老设施。在老年公寓内,老年人独立分套自居,或多个老人以家居形式半独立自居。根据老人需要照料的程度,适当配置公用设施和服务管理人员,开展必要的照料和生活服务。
养老院:专为接待自理老人或综合接待自理老人、介助老人、介护老人安度晚年而设置的社会养老服务机构,设有生活起居、文化娱乐、康复训练、医疗保健等多项服务设施。
二、养老服务中心外环境设计概要
(一)养老服务中心户外环境设计原则
1.安全性与健康性
老年人随着年龄的增长,身体各部分机能相对衰老,他们对于生活环境的安全性要求特别高,室外活动场地的设计要加强空间和细节的处理,真正做到可视性的安全,减少老年人活动时的碰撞和跌倒几率,促进老年人在室外进行运动和参与公共交流活动。比如:设置无障碍设施;在运动健身区域的地面设置橡胶软铺装,从视觉和触觉两方面让老年人感受到场地的安全性,提高老年人对健身器材的使用率,增强老年人的体魄。另外,空间的视觉通透性可以在老年人的心理上形成安全性暗示,因此,可以在步行系统和小范围的交流广场形成半封闭式的围合空间,并且安装配套的监视系统,提高环境的安全性和可控制性。
2.舒适性与便捷性
老年人生活环境的舒适性主要体现为:安静的选址环境,干净而齐全的户外设备,可供选择的不同组团的交流活动场所,坡度合理的道路地面环境,地面铺装的防滑性和良好的触觉效果,室外休憩环境的通风性及日照效果;步行系统中座椅设置的合理间距等。
老年人养老环境的建设除了舒适性外,便捷性也是非常重要的,便捷性主要体现在老年人的出行方面,比如:养老服务中心的周边环境,包括购物环境、附近的医疗点、公园、老年活动中心、博物馆,以及出行的交通设施的合理设置等;在养老服务中心范围内,老年居住区与休憩区域、老年大学及广场等的距离适当。
3.易识别性与领域性
在养老空间的环境设计中,由于老年人的视力和听力明显下降,对事物的分辨能力减弱,易识别性显得非常重要,户外环境的标志性模糊给老年人的生活带来很多困难。在设计中,我们可以通过养老服务中心建筑入口的交通位置造型及色彩的差异对老年人进行引导;运用视觉、听觉、触觉等设计手法对老年人不断地进行有意识的提示,比如:小品、雕塑、地面铺装和指示牌等。
(二)老年服务中心环境设施设计要点
随着老人年龄的增长,活动空间呈现范围不断缩小的倾向,活动积极性呈下降趋势,使老年人的活动空间越来越局限在室内活动范围内。所以,创造良好的户外空间对老年人格外重要。
1.总体规划设计要点
建设老年养老服务中心是提高老年人生活质量的重要方面,而养老空间的总体规划是设计最重要的环节。老年空间总体规划不仅要解决老年人的居住问题,还要担当起提高养老户外空间环境质量的重任。为此,在户外空间规划上要充分发挥各部分的功能,合理利用。具体需要注意以下几点:
第一,围绕老人基本需求,为其增加环境硬件。可采用无障碍技术保护良好的环境秩序,使社区有很好的安全性和舒适性,选择的技术标准和技术措施均要关注老人的特殊需要,体现人性化关怀。
第二,区域空间及道路网划分满足社会生活的需要,并与社区管理、生活服务、医疗保健、文体休闲、商业等衔接配合。
第三,社区中设置生活服务、医疗保健及紧急救助等环节,尤其注重对行动困难者、残障者等的关注,遇到突发事件按应急预案采取措施。
2.入口空间设计要点
在社区环境中,入口空间对内外空间起到衔接作用,同时赋予人们视觉和心理上的转换和引导。同时入口空间可以表现为一种文化内涵,包含特定环境的时代文化、区域文化和人文特点。
主入口空间体现整个养老服务中心的品质,是整体养老空间的门户,虽然以交通功能为主,但是配合着广场的设计可以作为交往的场所,是老人休闲、放松、散步的地点之一。社区的入口空间设计要结合所处的位置和区域,尽量在体量、造型、色彩、材料等方面反映区域特点,与环境和人文统一和谐,同时造型要独特、有新意,使入口空间能从周围环境中得到强调,成为环境空间的视觉中心。
户前入口空间是社区居民到室外必经的空间,是连接室内和户外的过渡空间。它的使用率非常频繁,因此对于此空间设计应有特殊的要求。具体表现为以下方面:
第一,老年居住建筑阳面开门。为适应老年人体质较弱的特点,老年人居住建筑出入口宜采取阳面开门,避开寒冷的季风影响。门前出入口内外应留有不小于1.5m×1.5m的轮椅回旋空间。
第二,老年居住建筑出入口台阶设计。居住建筑出入口门前平台与地面高差不宜大于0.4m,应用缓坡台阶和坡道过渡。公共建筑主要出入口应设老年专用通道或设兼顾老年涉足的通用出入口。主要出入口应尽量缩小室内外地坪高差,应用缓坡台阶和坡道过渡,缓坡台阶踏步踢面宜取100~120mm,踏面宽宜取380~400mm,坡道坡度不宜大于1/12,台阶与坡道两侧应设扶手。出入口前可用升降平台代替坡道,出入口平台、台阶踏步和坡道应选用坚固、耐磨、防滑的平整材料,宜用天然石料,不宜采用砖砌抹面的做法。
第三,老年居住建筑入口标识设计。老年居住建筑出入口设计要考虑老年人记忆力衰退等特殊的生理特征,在造型设计上应具特色,标志鲜明,宜于辨别。突出标志性特色,可防止老年人迷路忘家,是老年建筑功能的特殊需要。
第四,老年居住建筑雨篷设计。出入口的顶部应设雨篷,一则可供躲风避雨,同时可以躲避上部坠落的物体。其覆盖宽度应超过平台和坡道的宽度,雨篷向前挑出长度应超过入口台阶首级踏步0.5m以上。
3.道路空间设计要点
道路空间是养老环境空间非常重要的一部分,关系老人的日常出行、邻里交往、休息散步和游戏消遣等多种行为活动,是老年住宅户外空间设计的重点。合理的道路规划不仅可以使车行和人行合理地分开,尽量避免交叉,还可以为居民提供便捷的交通。人车分流的交通组织体系最早在20世纪20年代由美国首先提出。合理的人车分流系统可以保持居住区内部的安全和安宁,保证社区内各项生活与交往活动正常舒适地进行。人车分流的交通组织有平面系统分流和立体分流两种方式。平面系统分流的特点是汽车和行人流线分开,车行道分级明确。车行设在居住区、居住小区或住宅组群周围,并伸入小区或住宅组群内,在道路尽端设停车场或回车场。步行道则布置于居住区或居住小区内部,将绿地、户外活动场地、公共建筑和住宅联系起来。立面系统分流的特点是立体空间不同层次的道路实现人车分流,并通过抬高步行平台、建设屋顶街道和天桥等进行分流,利用车行道嵌入地下或半地下的方式实现人车分离。
4.户外照明设计要点
养老服务中心的户外照明设计可分为两大类,一类是功能性照明,功能性照明的主要目的是为老年人的晚间出行提供一个安全、方便的照明环境。另一类是景观照明,景观照明的主要目的是为老年人出行时能享受美的环境,颐养天年。
(1)功能性照明
功能性照明主要涉及区内道路和区内居民活动场地的照明。夜晚,老人主要在这些地方散步、休憩、和其他人流,充足的照明有利于老年人的室外活动。区域道路以人为主要使用对象,对机动车限速。它的照明是附带了一定景观需要的功能性照明。灯具一般呈单列,既能满足照明要求,又能节约用电量。照明间距一般在15~30m之间,安装高度通常在4~8m之间,一般不应超过道路两侧建筑物平均高度的一半,也不应小于道路宽度的一半。休闲区照明的设计目标是为老年人聚会提供友好的氛围,使障碍物清晰可见,以保证老年人能够安全行走、游玩;同时消除暗区,抑制综合区内的犯罪活动。在满足以上要求的同时,限制逸散光从窗户射入室内影响老年人休息。台阶和坡道处的照明装置可以安装在栏杆上或台阶侧墙上,在正常观察者的眼睛的下方,可以提供所需照明水平又不产生眩光。
(2)景观照明
老年居住区内的光环境建设不仅要满足居民夜间出行的功能性需求,更要给居民美的享受。我们在进行住区景观照明设计时要注意:首先,富有创意的灯光设计不能忽略或减弱其功能性照明;其次,设计目的是使照明对象在灯光的装点下更美丽,同时光源不能产生眩光和造成光污染。
①树木照明:树木的照明以白色及白绿色混光为主要色调,方式主要取决于其形状和结构。对于树干和树冠舒展的树,照明的重点应突出树的结构;对于树冠浓密、姿态优美的树,必须从树冠外进行照明,重点强调树形;对于树干舒展、树冠叶片较为浓密的成年大树,采用组合式照明强调树的结构等。
②绿地照明:老年居住区公共绿地照明属于弱光区,可以沿边采用低矮的草坪灯,不仅在草坪上形成优美光晕,且对人行道路有合适的照度。在设计时主要考虑草坪的面积问题:较小面积时可将草坪灯与庭院灯结合,为人在此活动创造舒适的亮度环境;较大面积时宜采用高杆灯以提供整体的照明环境,再辅以庭院灯等照明形式提供局部照明环境。
③水体照明:静止或平缓的水面有镜面反射的效果,常常在水体周围设置照明设施,灯光映在水面上形成倒影,波光粼粼,显示出梦幻效果,美化老年人居住区的环境。在布置光灯时,应注意不要让水面反射出灯和光源的像而导致眩光。灯具布置亦可将泛光源放在喷射口处或水的回落处,或者两处都放。在喷射口下设灯,由于水和空气的反射率不同,进入水面的一部分光会保持在里面;在落点设灯,水的形状像下雨时的雨点,而在落点下10cm的泛光灯会使水点看起来有闪烁的效果。
三、结语
在我国较发达的一线城市中,除了有政府兴办的福利院外,还陆续出现了托老所、老年公寓等商业化的养老机构。这些商业化的养老机构在老年人的居住、医疗卫生、文化娱乐等方面都进行了现代化设计,老年人养老领域逐渐得到了政府的重视,老年社区、老年公寓不断涌现,但是,现存的养老院大多比较重视建筑及室内空间的设计,对于户外环境景观设计的研究还不够成熟,希望在今后发展过程中能逐步改善各种不足,为老年人创造宜人的居住环境。
参考文献:
[1]宣炜.浅谈混住型老年公寓的公共交往空间设计[J].山西建筑,2009(10).
[2]周俊山,尹银.老龄化社会的日本老年住宅发展及借鉴[J].日本问题研究,2008(3).