刍议室外智能照明系统节能措施

刘建敏

摘要：由于城市照明系统的高速发展，造成电力系统供应不足，从而在二者之间出现严重的矛盾，而节约能源方式的出现能够缓解这些矛盾。文章针对城市室外照明一些常用的节能方法，并结合实际情况归纳概括，提出了积极的建议。

关键词：室外照明 节能 措施

概述

近年来， 随着经济的快速发展， 能源需求大大增加， 能源供需矛盾愈加突出， 能源短缺已严重制约我国国民经济的发展。与此同时， 建筑业迅猛发展， 照明能耗比例增大， 照明节能已成为人们必须思考的问题。本文就公共建筑、居住小区类建筑的庭院照明、道路照明、景观照明、立面照明等室外照明的节能措施方面加以研究， 以达到在保证照度标准和照明质量的前提下， 最大限度地节能。

1 智能照明控制系统的构成

智能照明控制系统仅仅是大楼控制系统中的一个部分。在工程中， 楼宇智能管理系统采用了分布式、集散型方式，即各个控制子系统相对独立， 自成一体， 实施具体的控制，楼宇智能管理系统对各控制子系统只是起一个信号收集和监测作用。

智能照明控制主系统是一个由集中管理器、主干线和信息接口等元件构成的， 对各区域实施相同的控制和信号采样的网络； 其子系统应是一个由各类调光模块、控制面板、照度动态检测器及动静探测器等元件构成的， 对各区域分别实施不同的具体控制的网络， 主系统和子系统之间通过信息接口等元件来连接， 实现数据的传输。

智能照明控制系统按网络的拓扑结构分为总线式和以星形结构为主的混合式。总线式灵活性较强一些， 易于扩充，控制相对独立， 成本较低； 混合式可靠性较高一些， 故障的诊断和排除简单， 存取協议简单， 传输速率较高。

2 如何选用智能照明控制系统

2. 1 照明控制系统的可靠性

控制系统结构随着电子技术特别是计算机通信技术的发展变化而不断提高， 已从70 年代第3代的中央控制方式经80年代第4 代的集散控制方式发展到如今的第5 代的分布式控制方式。分布式控制的特点是控制器构造上高度模块化， 布局上可以高度分散， 控制器性能具有独立运行功能，并具有自我诊断和容错功能， 信息通过一条简单的总线按标准协议进行传输， 因此分布式系统结构十分可靠简单， 设计、安装、运行、维护、检修也十分方便， 是当今比较好的系统结构。

照明控制器的可靠性也是选用系统的一个条件， 控制器的关键器件、电路设计和保护措施质量的可靠与否， 会直接影响照明灯运行的安全性和稳定性。

2. 2 系统的开放性和互连性

现代控制系统已趋向开放， 系统开放意味着有统一标准的接口， 这样不同厂商的产品可以互连， 具有互操作性。

2. 3 系统的经济性

系统的经济性反映在系统的初始投资和系统运行后的节省电能， 降低维护运行费。系统投入运行后由于照明控制器的控制性能特点改善了照明灯的运行工作条件， 从而延长了灯的使用寿命， 减少换灯量， 降低维护费用， 另一方面通过对照明灯的工作状态科学的管理和控制可节省电能。

2. 4 照明控制系统的实用性

照明控制系统是否实用是评价一个系统的真正价值所在， 照明控制系统的实用性体现在如下几个方面：

（ 1） 控制器能对不同类型的光源灯调光， 而且有良好的性能。

（ 2） 有满足现场操作控制的各种控制界面

（ 3） 有与其它设备进行互连的各种输入/输出接口

3 节能措施

目前对城市室外照明进行控制最常见的方法为通过降低电压、减少电流量及使用功率对单个灯具进行控制从而到达节能的方法。

3.1 集中控制节能

一般情况下，在城市照明系统线路中，我们可以对路灯控制箱中的控制信号及功率控制器进行相关设计从而使照明设备达到节能的目标。根据对不同路段中时间及相应车辆数进行统计，从而核算出相应的调整率，根据该数据在凌晨对某路段的路灯进行降压、稳压及光照的调整，进而使路灯延长使用寿命并达到节能的效果。

3.2 调压节能器的使用

该措施可采用多种技术进行，且具有安装方便、便于控制及维护的优点。但由于其成本不低，对节电量也无决定权，在后半夜受城市电网的影响，会随城市电网电压的变化而变化，当城市电网的供电负荷下降时，调压节能器降压越多，从而提高接点率。但对于一些老城区而言，受原本照明设备电压的影响，在后半夜体现不出很好的节能效果。所以我们建议该措施在使用时应尽量选择新建工程中，或对老城进行改造后再使用。

3.3 单灯控制措施的使用

有些光源在工作中若减少经过它的工作电流仍然可以正常运行，我们可以充分利用这项原理，对每个电灯装载控制器，在不同时间段内调节光源线路中镇流器的功率，从而达到节能的效果。一般情况下我们可以设立两到四个时间段，令照明灯具在四个时间段内具有不同的功率，在保障交通安全的情况下达到节能减排的目的。

目前常见有以下两种类型：第一类是通过使用对时间进行预置变换的电路从而降低镇流器的损耗率的时间预置变换功率镇流器。用这种设施对不同时间段的电流进行变换控制，电源中的功率也会发生变化，从而提供能源利用率。该设施适用于新建立的工程项目中，节能系统运行稳定，可靠性好，虽然在投资上相比传统照明设备高，但能实现节能效果的同时，还能保护设备延长使用寿命。第二类是沿用以前设备中的镇流器，把节能型的限流设备串联到线路中，该限流设备什么时间接入由时间预置转换器来决定。在上半夜该设备不与限流抗电器相连，下半夜再由时间转换开关决定。这种方式适用于老城区的照明系统中，对道路进行改造时，无需更换原来的灯具，既为施工提供方便，又能降低成本。

针对目前流行的单灯节能产品而言，由于内部结构的制约，使得节能发生结束时间相对固定，不能根据季节及环境的改变而调整，并且对一些传统的灯具而言，如果加载节能器，其内部进行转换的同时冲击力强易对设备造成损害，对设备进行联网控制的技术尚未成熟。

4 科学地使用智能照明控制系统，注重日常维护与管理

4.1 智能照明控制装置

设置具有声、光感应器、人体感应器、动静感应器、时钟管理器等功能的智能照明控制装置，真正做到根据场所不同、季节不同、时段不同，按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置，根据需要开灯、关灯，确保电能的有效利用。

4.2 智能照明控制系统

利用先进的微电脑控制的电磁调压技术，对照明系统实时动态跟踪，将输出、输入电压信号与最佳照明电压相比较，通过计算进行自动调节，并确保工作电压的稳定输出不受电网电压波动的影响，既可有效节约电能，又可有效延长灯具寿命。再通过系统中的时钟管理器、自动探测设备感测诸如人体运动波、周围环境照度、温度等信号的变化，根据不同的环境要求自动控制灯的开/关及调光。

4.3 日常维护与管理

公建、居住小区类建筑的庭院照明、道路照明，在下半夜时无论是交通流量还是人流量都会大量减少，基于这一特点可以实行半夜照明控制，即0点之后关闭一半数量的灯具。做到需要照明时确保开灯，不需要照明时确保关灯。设计时要考虑到此种需求，还要兼顾照度的均匀性。定期清扫灯具，提高灯具维护系数，从而提高光源的光通量利用率。

5 结语

室外照明节能措施的具体实施， 实际上是通过建筑电气设计与照明装置节能产品的使用两个重要环节来完成的， 而智能化控制方式的开发又为照明设计提供了广阔的选择空间。

参考文献

[1] 李健.谈路灯供电系统的节能[J].道路照明技术，2008，（3）.

[2] 城市道路照明设计标准[S].2009.

[3] 郭起宏.城市灯光的节能研究[J].道路照明，2002，（6）.