陳彪彪，白永寧，毛在平

(1.廣東廣晟光電科技有限公司，廣東 廣州 510006;2.廣東永和建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510006)

引言

LED作為一種新型的照明光源，正逐步取代傳統(tǒng)照明光源，其應(yīng)用范圍越來越廣[1-3]。

我們結(jié)合遵義市LED路燈節(jié)能改造工程應(yīng)用，在全面實施節(jié)能改造工程前，通過照度的數(shù)值模擬與現(xiàn)場實測值的對比、節(jié)電率的現(xiàn)場測試，提出對合同能源管理工程實施的關(guān)鍵點；最后討論探討合同能源管理模式下的路燈節(jié)能改造工程的管理和維護(hù)。

1 遵義市中心城區(qū)LED路燈節(jié)能改造方案設(shè)計

遵義市中心城區(qū)(紅花崗區(qū)、匯川區(qū))主、次干道路燈以高壓鈉燈為主(約占99%)，部分小街小巷和社區(qū)為汞燈和節(jié)能燈(約占1%)。截至2014年5月，中心城區(qū)(紅花崗區(qū)、匯川區(qū))傳統(tǒng)路燈總數(shù)近2萬盞，本次工程需對以上區(qū)域照明設(shè)備進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造。圖1所示為進(jìn)行節(jié)能改造前路燈照明路燈狀況。

采用EMC節(jié)能效益分享型模式進(jìn)行節(jié)能改造，合同期8年。通過一對一的替換方式，基于單燈節(jié)電率計算節(jié)電效益，在合同規(guī)定的節(jié)能服務(wù)期內(nèi)，以節(jié)省電費作為節(jié)能方的投資收益。

城市道路可分為快速路、主干路，次干路，支路3種道路級別[4]，本工程的照度要達(dá)到CJJ 45—2015《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》要求。在大范圍實施改造前，先選取3種典型的道路進(jìn)行模擬試驗與安裝測試路段，考察道路路面照度和照明效果，為大批量換裝準(zhǔn)備好工作。

圖1 節(jié)能改造前路燈狀況Fig.1 Street lamps Situation before energy saving project

從節(jié)能角度考慮，本工程擬采用高光效的LED路燈，以獲最大的節(jié)能收益。采用DIALux光學(xué)模擬軟件進(jìn)行計算，選取的模擬參數(shù)如表1所示，三款路燈配光曲線如圖2所示。

根據(jù)以上參數(shù)，模擬結(jié)果對比CJJ 45—2015《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，得到數(shù)據(jù)如表2所示。模擬結(jié)果表明，采用以上照明替換方案可以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 模擬參數(shù)

圖2 三款路燈配光曲線Fig.2 Three types road lamp distribution curve

道路類型模擬照度結(jié)果CJJ45—2015標(biāo)準(zhǔn)要求平均照度Eav/lx照度均勻度UE平均照度Eav/lx(維持值)均勻度UE最小值主干路510.56920/300.40次干路240.59710/150.35支 路180.5578/100.30

2 遵義市中心城區(qū)LED路燈節(jié)能改造

在路燈節(jié)能改造工程全面實施安裝前，選取遵義市三條典型道路安裝路燈測試，對路燈照度和節(jié)電率測試，測試結(jié)果滿足招投標(biāo)文件要求再進(jìn)行下一步的改造。選取遵義市南京路、官井西路、白楊路進(jìn)行改造前測試，圖3所示為節(jié)能改造前的高壓鈉燈的照明效果情況。

經(jīng)過一段時間亮燈運行，LED路燈達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)后，由建設(shè)方、施工方、監(jiān)理方、第三方檢測單位組成的測試小組對安裝的路燈進(jìn)行測試。由于道路路燈對稱布燈，測試范圍選取半幅道路，照度測量布點方式采用四角布點法。根據(jù)兩根燈桿的間距，道路縱向平均選取11個點，橫向選取燈底下、車道中間、車道線上的點進(jìn)行測試。

1)照度測試。200 W LED路燈照度測試數(shù)據(jù)如表3所示，平均照度為59.04 lx，超過主干道國家標(biāo)準(zhǔn)高檔值96.8%，照度均勻度達(dá)到0.595；120 W LED路燈照度測試數(shù)據(jù)如表4所示，平均照度為27.49 lx，超過次干道國家標(biāo)準(zhǔn)高檔值83.3%，照度均勻度達(dá)到0.564；60 W LED路燈照度測試數(shù)據(jù)如表5所示，平均照度為16.7 lx，超過次干道國家標(biāo)準(zhǔn)高檔值67%，照度均勻度達(dá)到0.323。

圖3 節(jié)能改造前道路照明狀況Fig.3 Road Lighting condition before energy saving project

道路橫向測點距離/m照度/lx路燈13.5m7m10.5m14m17.5m21m24.5m28m31.5m路燈20.554.966.060.466.758.470.668.967.96559.251.9272.574.871.170.168.271.671.170.173.371.571.5478.776.372.368.465.866.766.370.674.378.377.5671.871.366.462.359.658.360.863.568.570.272.1862.360.858.853.251.652.250.754.659.662.761.21048.849.547.245.243.142.542.744.647.049.549.31241.041.239.336.335.535.235.136.636.138.438.7

表4 120 W LED路燈照度測試數(shù)據(jù)

表5 60 W LED路燈照度測試數(shù)據(jù)

對比模擬值和實測照度數(shù)據(jù)，實際測試中的平均照度值要高于模擬數(shù)據(jù)。分析原因是數(shù)值模擬是在軟件理想的環(huán)境下進(jìn)行照明測試，而實際測試中可能會有其他光源的干擾造成照度值的波動。

圖4為三條測試道路的實際照明效果圖，照明效果得到測試小組的認(rèn)可。根據(jù)遵義市其他類似的道路級別和路燈參數(shù)，采用的三種照明方案可以滿足此次節(jié)能改造工程的要求。

圖4 三條測試道路的實際照明效果圖Fig.4 The actual lighting effect of three test roads

2)節(jié)電率測試。在進(jìn)行照度檢測時，同時進(jìn)行的是節(jié)電率測試。檢測換裝前傳統(tǒng)高壓鈉燈和換裝后的LED路燈的耗電量，選取道路前端、道路中間、道路末端掛3塊電表，晚上亮燈前把電表安裝到燈桿底部，測試一個亮燈周期，計算獲得節(jié)電率。

傳統(tǒng)高壓鈉燈的燈具功率包含電感鎮(zhèn)流器等的功率，隨著使用時間的延長，器件老化，燈具功率逐年增加；LED路燈為低壓恒流驅(qū)動，功率穩(wěn)定[5]。

測試數(shù)據(jù)顯示，替換2×250 W雙光源高壓鈉燈的節(jié)電率達(dá)到71.01%；替換250 W高壓鈉燈的節(jié)電率達(dá)到65.33%；替換150W高壓鈉燈的節(jié)電率達(dá)到75.06%；節(jié)電率滿足招投標(biāo)文件的要求。

3)討論。節(jié)能是采用LED路燈替換傳統(tǒng)高壓鈉燈的主要目的[6]，也是在EMC合同能源管理模式下節(jié)能服務(wù)公司獲得節(jié)能收益的關(guān)鍵。本項目采用8年的EMC合同期限，在實施改造時，不但要保證節(jié)能改造初期的效益，還要保證工程的長期效益。

在產(chǎn)品選型方面，采用自主研發(fā)的三款路燈配光曲線，保證更多的光落在路面范圍內(nèi)，提高燈具光利用系數(shù)。采用進(jìn)口的高光效LED芯片，使用高效率恒流電源，提高路燈整體照明光效。提高路燈的可靠性，最大程度地減少后期維護(hù)成本。

合同能源管理模式不同于一般的采購項目或工程項目，后期還需要一系列的運營、監(jiān)測等復(fù)雜的服務(wù)環(huán)節(jié)，對節(jié)能服務(wù)公司的售后服務(wù)能力要求很高。為順利實施工程，建設(shè)方與施工方共同在遵義市城管局組建項目管理部，全面負(fù)責(zé)改造。通過此次節(jié)能改造，管理單位對市政照明多年來的線路老化、路燈用電安全隱患一并處理。在施工過程中盡量減少對當(dāng)?shù)亟煌ê途用竦挠绊?，確保工程順利實施。

3 結(jié)語

通過LED路燈節(jié)能改造工程，遵義市中心城區(qū)主城區(qū)的路燈煥然一新，實現(xiàn)了節(jié)能減排，為遵義市帶來經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。整個城區(qū)的道路照明性能指標(biāo)將會有很大程度的改善，城市形象水平得到提升，顯色指數(shù)好，有利于分辨人物狀況使得地區(qū)治安水平提高，為遵義市民的日常生活添光加彩。

[1] 劉木清.LED及其應(yīng)用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

[2] Code of practice for the design road lighting, Part 1:Lighting of roads and public amenity areas：BS 5489-1:2013.

[3] 金鵬，喻春雨，周奇峰，等. LED在道路照明中的光效優(yōu)勢[J].光學(xué)精密工程，2011，19(1)：51.

[4] 城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)： CJJ 45—2015[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016.

[5] 楊喜云.單燈控制系統(tǒng)在EMC模式LED道路照明節(jié)能改造的應(yīng)用[J].照明工程學(xué)報，2016,27(3)：40.

[6] 車麗萍，吳磊.城市道路路燈節(jié)能改造[J].農(nóng)業(yè)管理，2017，(1)：44.