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        電氣工程及其自動化在城市公共景觀亮化中的應(yīng)用

        2023-12-11 06:11:00劉作章
        今日自動化 2023年7期
        關(guān)鍵詞:燈光景觀工程

        劉作章

        (桂林市城市照明管理處,廣西桂林 541000)

        1 電氣自動化概述

        根據(jù)現(xiàn)階段電氣工程發(fā)展來看,自動化技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用,伴隨社會的深入發(fā)展,電力系統(tǒng)越來越復(fù)雜,電氣自動化技術(shù)的作用逐漸凸顯出來。針對電氣自動化技術(shù)而言,通常利用自動化和信息技術(shù)對工程系統(tǒng)開展監(jiān)控及調(diào)節(jié),促進系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。基于工程項目規(guī)模逐漸增加,該項技術(shù)被運用到了更多方面,如城市景觀亮化工程,其具有良好的適應(yīng)性,可以更好地滿足各個系統(tǒng)的運行要求。圍繞電氣自動化發(fā)展來看,其最顯著的優(yōu)勢在于無需大量人員參與操作及調(diào)節(jié),能夠?qū)崿F(xiàn)自動化操作,極大地提高了項目的效率,增強整體運行效益,降低故障問題出現(xiàn)的概率,更好地滿足現(xiàn)階段電力工程發(fā)展的需要,實現(xiàn)電力系統(tǒng)的優(yōu)化發(fā)展。

        2 城市夜景照明設(shè)計重點

        從現(xiàn)階段現(xiàn)代化城市的公共園林亮化工程來看,其建設(shè)不再是為了吸引消費者,而是逐漸發(fā)展成一種裝飾燈光。如北京王府井大街,利用其獨特的韻味及夜景來彰顯北京城市的魅力,對城市規(guī)劃建設(shè)有著較大的影響。對于城市商業(yè)區(qū)來看,其夜景照明設(shè)計通常包括以下兩個設(shè)計重點。

        (1)一般照明。通常為城市商業(yè)區(qū)建設(shè)的景觀及道路照明,其中包括庭院燈、草坪燈等照明方式。結(jié)合CIE(國際標準照明委員會)有關(guān)標準,商業(yè)區(qū)照明亮度應(yīng)控制在5~25 lx 范圍內(nèi)。結(jié)合我國城市商業(yè)區(qū)來看,多數(shù)都達到了國際標準。但是也存在個別城市沒有達到國際標準。

        (2)重點照明。通常為商店櫥窗及展柜等的照明。由于該區(qū)域照明要滿足規(guī)定的強度標準,因此,通常會運用霓虹燈及日光燈等照明設(shè)施,某些大型市場還會采用金鹵燈[1]。在現(xiàn)階段新建的購物中心,一般采用直管日光燈,其亮度可以達到300 lx 以上。在開展室內(nèi)燈光設(shè)計過程中,應(yīng)對下述情況加以重視:①商業(yè)建筑內(nèi)照明多元化。對于大型商業(yè)建筑來看,各個銷售區(qū)域及專賣店均有著多樣的功能、展示方式及照度水平等,還對色調(diào)有著多樣性的要求。②商業(yè)街景燈的應(yīng)用。實施深層次的渲染,全面詮釋商業(yè)街景燈,體現(xiàn)其蘊含的多元化人文意蘊,使人們體會到高雅的生活氛圍。③強化對商業(yè)建筑照明的運用。伴隨節(jié)能照明產(chǎn)品的成熟發(fā)展,商業(yè)建筑照明應(yīng)結(jié)合國家標準要求,科學(xué)選用相應(yīng)的照明器具,比如購物空間應(yīng)盡可能地減少背景照明的使用,促進低水平光源布局的發(fā)展。

        3 城市公共景觀亮化的作用

        (1)裝潢及美化。照明可以建立具有情趣的氛圍,與多種照明產(chǎn)品相結(jié)合,即使是在白天,也有很高的觀賞價值。基于照明的作用下,可以更好地凸顯主體的風(fēng)貌,還能和附近的景物建立虛實關(guān)系,提升夜間景色的層次感,增加夜間景色的多樣性。另外,在拐角及障礙物等位置,還可借助燈光當作標志。

        (2)構(gòu)建氛圍。色彩不同的燈光,構(gòu)建的氛圍也不同,基于光線的作用下,會呈現(xiàn)連續(xù)不斷、閃亮的光線。

        (3)提升安全性。在夜晚,明亮的照明系統(tǒng)可以增強戶外的照明效果,為人們帶來安全感。

        4 景觀照明工程設(shè)計規(guī)劃存在的問題

        4.1 夜間燈光設(shè)計不科學(xué)

        夜間燈光設(shè)計尚未制訂統(tǒng)一規(guī)劃,仍有待完善。從縣級以上城市來看,城市照明設(shè)計的占比低于5%。多數(shù)城市的街道和廣場等工程均由企業(yè)自行出資,有著隨機性,風(fēng)格沒有統(tǒng)一,所以夜間景觀雜亂無章,無法和城市發(fā)展有效協(xié)調(diào)。如今,國內(nèi)很多城市對于夜間燈光的建設(shè),還沒有制訂總體規(guī)劃,比較強調(diào)建設(shè),而沒有注重前、后規(guī)劃之間的關(guān)系。因此,城市中燈光樣式也有一定的區(qū)別,不同的區(qū)域,燈光樣式是不同的,整體效果有著很大的差異[2]。

        4.2 照明強度及亮度設(shè)置不合理

        部分工程建設(shè)過于強調(diào)美觀效果,其他工程建設(shè)則強調(diào)高檔的風(fēng)格。比如長安街燈籠,長期被較多城市效仿,其外觀非常精美,安裝了很多電燈,但卻不夠明亮。為達到照明需要,會強化照明設(shè)備的使用,這就會增加工程的費用。此外,部分照明裝置的照明強度較大,對附近的環(huán)境產(chǎn)生了影響,通常會收到大量的申訴。部分地方為節(jié)約照明費用,導(dǎo)致電力系統(tǒng)與景觀照明出現(xiàn)諸多問題。有關(guān)調(diào)查表明,我國城市主干道的大部分照明能達到CIE 道路照明標準,在部分大型的立交橋路口,也選擇使用了高桿燈照明。但是目前在國內(nèi),高壓鈉燈的利用率還比較高,部分地方的戶外照明還主要是白熾燈。相比之下高壓鈉燈的使用壽命更長,還更加節(jié)能。如今,我國大概使用了250萬個街燈,其中多數(shù)為鈉燈,所占比例約為40%。當開展道路燈光設(shè)計時,應(yīng)重視以下問題:①高壓鈉燈為首選,加大其普及率;②不斷提升主干道照明水平,力求達到國際水平,加強對炫光問題的重視,特別是道路照明,要防止此問題的出現(xiàn);③強化對照明時間的管控,使用節(jié)能控制器。

        4.3 城市公共景觀亮化的電氣設(shè)計

        園林亮化電學(xué)設(shè)計主要是為了建立優(yōu)良的園林亮化體系,創(chuàng)造和諧的城市環(huán)境。借助電學(xué)圖形,可以更準確地設(shè)計園林亮化,和建筑企業(yè)協(xié)作實現(xiàn)園林亮化目的。從電力供電系統(tǒng)來看,一般可分成TN(接零保護系統(tǒng))、IT(中性點不接地系統(tǒng))及TT(保護接地系統(tǒng)),第一種系統(tǒng)中包括多類表現(xiàn)方式,如TN-S。公共場合通常會選擇該供電方式來照明,借助10 kV、0.4 kV 等變電來照明;針對能耗不大的綠化區(qū)域,可使用380 V 低壓進水口。對于變電站供電方式,建議選擇箱式變電站。在如今智能控制平臺大力推廣下,對電源開關(guān)開展了漏電保護,能結(jié)合現(xiàn)場條件,增設(shè)光纖,以此保證信號的穩(wěn)定。為了便于檢修,可增設(shè)電流檢測模塊,針對綠地臨時增加用電的情況,預(yù)留備用回路,對線路開關(guān)設(shè)計漏電保護。

        4.4 工作人員專業(yè)技能需要加強

        我國景觀亮化專業(yè)教學(xué)不多,多數(shù)景觀設(shè)計者都不是專業(yè)人員,其專業(yè)知識及技能需要加強。另外,設(shè)計的方案極易出現(xiàn)問題,不利于最終的效果。城市領(lǐng)導(dǎo)者對該專業(yè)的了解不夠深入,通常是結(jié)合自身的想法開展指導(dǎo),導(dǎo)致相關(guān)工作缺乏合理性,一味地強調(diào)視覺的繁華,把燈光亮度調(diào)到最高,這會產(chǎn)生光污染,對居民休息造成不良影響,導(dǎo)致嚴重的資源浪費問題[3]。

        4.5 缺乏日常維護

        如今景觀亮化項目中普遍有著一個問題,即有關(guān)燈具與裝置沒有進行日常維護,把大量的時間與精力投入在景觀亮化建設(shè)方面,不夠重視后期的維修及管理,在使用過程中,很多燈具存在損壞問題,不利于景觀的呈現(xiàn)效果。

        5 電氣工程及其自動化在城市公共景觀亮化中的應(yīng)用策略

        5.1 加強對現(xiàn)代燈光基本原理的認識

        對城市公共空間開展景觀燈光規(guī)劃時,除了要了解有關(guān)知識,還要了解燈光原理及概念。如今,公共景觀亮化工程中,關(guān)于電氣工程和其自動化的規(guī)劃,還缺乏系統(tǒng)的理論及實踐。與之相比,歐美國家的研究較為成熟,而我國還處于起步階段。伴隨夜間出行次數(shù)增加,公園照明作用也更加突出。但是,因為缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo),無法把城市和公園照明區(qū)別開來,使得照明形式不夠多樣化,存在嚴重的光污染問題。如今對公共景觀亮化中關(guān)于電氣工程及其自動化的探究,只對最根本的功能層面開展了分析,公共景觀亮化方面還存在諸多問題,比如地域特點不突出。因此,怎樣基于公共空間制訂可行的景觀規(guī)劃模式,是當前研究的重點課題。

        5.2 強化內(nèi)部建筑節(jié)能建設(shè),促進節(jié)能照明

        對于亮化美化項目而言,并非單純照明,而是為了拓展夜間生活。就夜間生活來看,除了能夠容納全部的白晝生活,還能夠創(chuàng)造出更多的東西。在城市亮化及美化建設(shè)中,要采取合理可行的方式,重視內(nèi)部節(jié)能問題,提出有效的處理及執(zhí)行方法,最終實現(xiàn)良好的經(jīng)濟及環(huán)境效益。一般情況下,建筑亮化要求較高,需要所有角落被照亮,所以其能耗較大,這就要對電氣節(jié)能設(shè)計加以重視。當前,我國燈光消耗約占總發(fā)電的10%,針對樓宇燈光系統(tǒng)而言,其大概占建筑電能消耗的20%~30%。為達到節(jié)能照明需要,應(yīng)當使用高效率光源。因光源效率和電耗息息相關(guān),從常用光源來分析,高壓鈉燈光效果最佳,白熾燈效果較差;應(yīng)盡可能體現(xiàn)非直接照明的優(yōu)勢。比如,使用墻面反射來增加間接光源,提升電力使用率。在進行節(jié)能亮化過程中,應(yīng)當基于建筑照度,對各種建筑使用針對性的方案。針對照度要求較高的區(qū)域,采取混合式照明設(shè)置,進而達到照度需要;針對要求不高的區(qū)域,可適當減少照亮,進而降低能耗。不僅如此,當選擇燈具時,應(yīng)優(yōu)先考慮節(jié)能燈,比如熒光燈,同時確保照明裝置方便清洗。此外,還應(yīng)當充分使用光線,根據(jù)光學(xué)原理來開展節(jié)能設(shè)計。

        5.3 借助太陽能及電力供應(yīng),實現(xiàn)節(jié)能效果

        有效利用太陽能可以解決現(xiàn)階段能源不足等方面的問題。但是現(xiàn)階段對于太陽能的應(yīng)用不是十分普遍,從總體層面來看,太陽能的應(yīng)用范圍較小,通常運用在道路及環(huán)境照明中。由此,實際開展設(shè)計過程中,應(yīng)對下述因素加以重視。

        (1)結(jié)合用電大小、所需時間及負載情況,構(gòu)建完善的設(shè)計方案,以此減少能耗[4]。

        (2)對系統(tǒng)輸出開展有效的電壓水平設(shè)計。

        (3)確保整個體系可以在多云雨的條件下順利運轉(zhuǎn)。

        (4)對建筑物光照時間及強度開展合理的評價,對電力供應(yīng)及配電系統(tǒng)開展節(jié)能設(shè)計,保證設(shè)計的科學(xué)性,不會對用戶生活產(chǎn)生影響。具體如下:①在開展電力負荷分析的同時,科學(xué)設(shè)置負載比,降低基礎(chǔ)容量,實現(xiàn)節(jié)能,增加裝置的使用壽命;②借助分布式及集中式開展無功補償,增加低電壓端功率系數(shù)及系統(tǒng)運行效率,降低變壓器及線路的損失;③對配電網(wǎng)布局開展合理規(guī)劃,確保高壓能夠抵達用戶中央,進一步減少線路的電路損失,實現(xiàn)節(jié)約線損的目的;④對電力系統(tǒng)中存在的非線性裝置開展科學(xué)控制,確保其實際工作過程中產(chǎn)生的高次諧波是科學(xué)的;⑤在用電高峰及低谷的情況下,借助科學(xué)的措施對用電進行有效控制,從而實現(xiàn)降低能耗的目的。

        5.4 加大政策支持力度、強化工作人員專業(yè)技能

        現(xiàn)階段我國電氣節(jié)能設(shè)計無法廣泛運用,究其原因,是因為政策支持力度不足。由此,政府應(yīng)加大對有關(guān)方面啟動資金的支持,促進節(jié)能計劃的全面落實及廣泛運用。另外,針對高能耗建筑,還應(yīng)予以一定的處罰,對節(jié)能建筑予以適當?shù)莫剟?。與此同時,還應(yīng)構(gòu)建專門的監(jiān)督機構(gòu),對規(guī)劃完成的亮化工程實施定期的能耗評估,若是不符合規(guī)定要求,應(yīng)第一時間開展整改。對亮化工程進行審批過程中,應(yīng)強化對節(jié)能內(nèi)容的應(yīng)用,在設(shè)計、施工及運行過程中,強化對工程能耗的監(jiān)控工作,避免高能耗工程的產(chǎn)生。除此之外,工作者專業(yè)技能水平與工作質(zhì)量息息相關(guān),為了加強城市景觀亮化效果,應(yīng)加強有關(guān)工作者的專業(yè)技能水平。具體可從以下幾方面進行。

        (1)加強設(shè)計者專業(yè)技能。在進行人員招聘過程中,對其專業(yè)能力提出較高的要求,不但要掌握基本的設(shè)計能力,還應(yīng)對配電知識加以了解,以此篩選出優(yōu)質(zhì)的人才,補充工作團隊。實際工作過程中,還應(yīng)強化對設(shè)計者的培訓(xùn),使其了解先進的知識及理念,加強其設(shè)計工作效果。

        (2)加強有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)者的專業(yè)技能。借助下基層及講座等方式,提高其對城市景觀亮化的認知,保證相關(guān)任務(wù)及工作安排的科學(xué)性[5]。

        5.5 提高城市節(jié)能環(huán)保力度、強化日常維護工作

        對于城市景觀亮化工程來看,其建設(shè)的目的是加強人們的生活質(zhì)量,然而亮化工程極易引起光污染問題,對實際生活產(chǎn)生不良影響。因此,在開展管理過程中,應(yīng)對此加以重視,對燈的亮度進行科學(xué)控制,合理調(diào)節(jié)燈的角度,最大程度地降低燈光對人們的危害。實際生活中,環(huán)境污染及能耗問題是人們非常重視的問題,在進行景觀亮化工程時也應(yīng)對此予以重視。對于材料的選取,應(yīng)避免對環(huán)境造成危害,可選用節(jié)能燈,利用電子技術(shù)開展自動化控制,從而降低電量的消耗。一般來講,城市景觀亮化工程都處于露天環(huán)境中,外部的不利因素極易造成有關(guān)設(shè)備損壞,如大風(fēng)及雷電天氣。另外,景觀亮化過程中運用的電氣設(shè)施都是有使用期限的。因此,實際進行應(yīng)用時,無論是外界還是自身原因,設(shè)備都可能會產(chǎn)生問題。想要確保城市景觀亮化工程有效應(yīng)用,應(yīng)強化日常維護工作,定期對工程實際工作狀態(tài)開展檢查,在發(fā)現(xiàn)問題后,第一時間運用科學(xué)的解決措施,提升城市景觀亮化水平,為其奠定夯實基礎(chǔ)。

        6 結(jié)束語

        在開展城市公共景觀亮化設(shè)計過程中,有關(guān)電氣設(shè)計及建設(shè)應(yīng)將亮化與景觀全面融合在一起。對于電氣建設(shè)來看,其可以為景觀亮化體系提供良好的服務(wù)。在這一過程中,不但要對相關(guān)燈具的參數(shù)、各種元件及裝置等的性能加以了解,還應(yīng)對行業(yè)標準及有關(guān)施工技術(shù)加以了解,唯有如此,才能掌握復(fù)雜的工作內(nèi)容,更好地完成各種復(fù)雜的工作,完善電氣設(shè)計規(guī)劃及建設(shè)。

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