灯光照明工程设计篇1

关键词:半导体(LED)灯具设计应用

近几年，随着技术的突破．应用的拓展，发光二极管(LED)半导体在城市景观照明中的应用也越来越多。半导体照明符合现代社会对城市景观照明的新要求：环保、节能、经济及光色变化，因此作为新型半导体光源正成为景观照明最佳选择的光源之一。

1半导体景观照明工程的发展现状及趋势

近些年我国半导体照明产业快速发展，LED在景观照明工程的应用也越来越广泛，呈现出规模大、应用范围广和应用效果参差不齐的一些特点。

1．1市场规模提升快速

由于LED具有“省电”、“变化丰富”、“色彩亮丽”、“方便控制”、“寿命长”等特点，在用景观照明市场具有很强的节能潜力及市场竞争力。2005年我国LED的产量，市场规模达到l14．9亿元，其中景观照明市场规模占有7亿元以上，2008年我国景观照明及装饰市场快速发展，规模达到130亿元。

1．2应用领域日趋全面

虽然LED是近几年才开始在景观照明中加以运用，但其应用的范围却是呈显著扩大的态势。从最初的作为装饰性灯具到现在用作投光功能性灯具，半导休随着制造技术的飞速进步也覆盖了愈来愈多的景观照明领域。建筑外立面照明、广场指示性照明、道路景观照明、绿化照明、水下照明都已有半导体的身影，甚至道路照明领域也越来越多出现了半导体照明产品。可以说LED已全面进入城市景观照明领域。

1．3应用效果参差不齐

半导体照明俨然已成为当今最新照明科技的代名词，人们在夜景照明中争相使用半导体灯具。在短短的一两年里全国各地涌现出了相当数量的LED照明工程，出现了不少在产品、设计、施工等方面均具较高质量水准的半导体照明工程，实际应用效果也较为理想。当然，由于产品质量、设计水平、施工不到位等环节的问题，大多数半导体照明景观工程最终效果差强人意，不但破坏了城市夜间景观，造成了光污染，甚至由此人们对LED照明本身产生了质疑。

2半导体景观照明灯具的设计与制造

优质的灯具是照明工程的质量保障和基础，由于LED与传统光源的发光原理不同，因此它的灯具设计从内部的结构到外部的造型也都需要从LED器件特性的角度出发进行特殊设计与制造。

2．1LED灯具透镜的设计

LED灯具的变色原理在于RGB的LED颗粒的混光效果。然而，如果人们能清楚地看到灯具中LED发光颗粒，其混光的效果就会大打折扣。因此，通常此类灯具的透镜需要进行配光处理。半透明的材料(如乳白色磨砂玻璃)可以较好地实现混光，但灯具的表面亮度会降低。因此人们大多采用表面刻花的做法。但是，稀疏的刻花不但不利于混光，有时反而更加突出了单颗LED的不同色彩。即便不考虑混光的问题，线状或点状的LED灯具中看到单颗的LED对于人眼视觉或视觉心理也是不合适的。因此．在一些较近距离的视看空问，比如一、二层的建筑外立面、建筑入门广场等区域中选用LED装饰性嵌人式灯具，应着重考虑灯具表面的混光效果。在不确定是否能满足需要的情况下，现场试验是最好的办法。

另一种避免直接看到LED发光点的办法就是将LED安装在灯具的侧向，LED颗粒侧向出光，避免眩光。这样的做法在一些近人尺度的空间尤为适合。透镜的设计还将影响LED灯具的表面亮度，我们曾对实际工程中使用的LED装饰性灯具的表面亮度进行测量，发现此类灯具的表面亮度至少在100cd／m2以上，甚至有的灯具达到600cd／m2。作为装饰性灯具，它们与周围环境产生极大的亮度对比，很容易产生眩光，从这个角度考虑也需要认真处理表面透镜的问题。

2．2LED灯具的配光设计

灯具市场上现有不少直接将LED颗粒安装在灯盘上作为投光灯用的案例，或是将多颗LED做成灯泡或PAR灯的形式用来直接替换传统光源。可是LED的发光原理和传统的光源完全不同：传统光源是面光源或是线光源，它们在作投光使用时其灯具是需要有反射器、透镜等光学元件来进行配光的；而LED是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合，过剩的能量而引起光子发射，再通过在发光芯片前放置的小透镜将光线调整为平行光。因此，传统光源所用灯具中的反射器对丁LED光源就失去了意义。但如果认为LED发的是平行光而不使用透镜，不作任何二次光学设计，直接使用成组的LED发光颗粒作为投光灯的光源，就很容易在被照物体上形成一个个较为明显，缺少亮度变化生硬的亮斑，投光效果差强人意，更不要说混光变色的投光效果了。

其实，国外具有较高专业水准的灯具生产厂商都充分的认识到了这一的问题。荷兰PHILIPS灯具公司推出的LED投光灯带有设计精良的光学透镜，对LED发的光线进行二次配光设计，从而实现理想的投光效果。LED发光颗粒小，发光特性有别于传统光源，在进行LED灯具设计时，形式上、尺寸上可以有更大灵活，我们应突破传统灯具设计的限制，针对这些特性进行创新性的设计。

3半导体在城市景观照明的设计与应用

LED照明工程质量的优劣与照明设计密切相关，设汁将会决定最终的效果。作为照明工程中的关键环节，在进行照明设计时就应充分考虑LED照明的特点，根据实际情况合理使用LED灯具。

3．1合理选用LED灯具

LED是一种新型光源，代表着最新的照明科技，因此使用LED照明目前似乎正逐渐成为一种最为时髦的做法，似乎用了LED就贴上了科技领先的标签。然而，不考虑建筑原有风格形态和周围使用环境，盲目使用LED照明，一味追求色彩变化也成为许多建筑照明设计的通病。

现代建筑立面照明设计通常需要结合建筑物特点和使用环境，采用光色、亮度、明暗变化等突出需要照明设计的重点。立面照明一般采用大块照明面的组合，通过匀质肌理的面来形成体量。在现代建筑匀质的面上使用自发光的LED能起到丰富立面表情的效果，对于那些不宜使用投光照明的玻璃幕墙建筑来说就更不失为一种夜景照明的好方法。然而古典主义建筑的形体设计手法恰恰相反，它们的立面由丰富的、立体的细部构成，具有强烈的立体感和层次感，并形成体块间的对比关系，强调建筑的体量感和稳重感，如果在这样的建筑立面上安装LED线状装饰带或LED发光点，虽然LED本身色彩的变化和动感很是绚烂，但却破坏了原有建筑的体量感和立体感，将建筑划分成琐碎的部分，构成视觉上多余的构图叠加，反而影响了建筑的细节表现，失去其原有的建筑魅力。如此一来，建筑照明没能恰如其分地成为建筑物有机的组成部分再现建筑的美感，再璀璨的“灯饰”最终也只能成为建筑立面上的杂乱广告。我们不仅要问：难道照明没计的目的只是“吸引眼球”这么简单吗?我们应对LED照明的应用保持清醒的认识。LED是最新的光源，但并不是万能的光源，和其他光源相比虽有很大的优势，同时也有劣势。例如：通常白光LED采用蓝光芯片+黄光萤光粉发光技术，以目前的技术现状，在一些要求低色温高显色性的照明场合如精细产品展示柜的展示照明就不宜被采用；LED灯具彩色光的形成多通过红、绿、蓝三种LED混光来实现，因而在不需要全彩变色的场合，色彩效果反而不如传统灯具；其发光强度有限，很难照亮较远的目标，因而在更多的场合投光灯的光源还是高强气体灯更为适宜；价格昂贵易受到经济预算的限制，在其它传统光源也能实现设计方案的情况下就没必要再执意使用LED了。

3．2设计艺术化色彩变换方案

LED灯具色彩可变，易于控制是其优于其他种类光源和灯具的特性。因此，在实际的工程中采用LED时大多会选择使用这一特性，设计变色的照明效果。然而，目前使用LED技术的照明工程实例中，大多数的项目都将LED进行全光谱变化却完全没有在色彩、图式的变化上进行过艺术性设计，或是简单地形成所谓的彩虹追逐效果，或是形成一些简单的超大尺度的图式。这样既没创意也缺乏艺术的色彩变化，“吸引眼球”的能力大概也很有限吧。

此外，LED色彩变化的频率和速度也是应该进行设计的内容。变化过快的色彩方案，容易造成视觉疲劳，缺乏设计的图形色彩更会导致观者的烦躁情绪。尤其在一些重要的交通节点，频繁闪烁变化的LED照明，甚至会影响到道路的交通安全。在我们的调研中发现，某市区一幢半导体照明的高层建筑，其装饰性LED灯具的表面亮度并不是很高，而作为高层建筑其灯具的视看距离也比较远，但是路人对其的评价却是“比较刺眼”。很大程度就是因为其每秒3次过快的变化频率。

3．3选择合适的亮度水平

LED技术在近两年发展得非常快，LED发光效率也大幅度地在提高。高亮度、超高亮度的LED都已广泛运用到实际T程中。但同样值得反思的是亮度越高就越好吗?我们知道人的眼睛对光线明暗的感知是和环境对比有关。同样的亮度在较暗的背景中会显得比在较亮背景中更亮，因此应根据LED灯具所在环境的亮度来选择更为合理的灯具表面亮度。国际照明委员会(CIE)推荐的环境亮度有几种情况，即较暗地区按4cd／m2考虑，中等亮度地区按6cd／m2考虑，亮地区(如市中心)按12cd／m2考虑，可作为环境亮度的参考值。但我国城市照明可应城市的不同情况有所调整。

我们曾对这一幢位于繁华商业区采用半导体照明的商业建筑进行过亮度测试。测得其LED灯具表面亮度住78．55～196．4cd／m2范围内变化(变色)，其外墙铝板亮度为0．9745cd／m2。路人对此大楼的LED灯具的评价多足“醒目、有些刺眼”。一般认为被视物与背景环境的亮度比达到10：1-100：1就能很好地吸引人们的注意，而且两者之间应该有中间亮度，否则就会造成眩光。这样说来，即便是处在环境亮度较高的商业娱乐空间，装饰类LED灯具也不一定需要选用超高亮度LED。除非是安装在高层建筑的立面，考虑到其视看距离较远，可以适当提高亮度。否则，一味追求高亮度，不但容易造成眩光，也会产生视觉的不适，不利于建筑的夜间表现。

灯光照明工程设计篇2

关键词：LED；景观照明；美学原理

从柴火堆到蜡烛，从蜡烛到白炽灯泡，各种各样的照明设备随着人类科学技术的进步取得了日新月异的变化。时至今日，照明技术不仅能满足人们的生活需求，更成为改善人们生活、推动城市现代化建设的象征。然而，LED作为固体光源具有节能环保、安全长寿命、颜色丰富、白光、微型、高亮度、易调光等优势，是一种符合旅游照明要求的光源[1]。

城市夜景之所以那么富有魅力，是因为光的存在将原本黑暗的世界重新展现在人们面前。景观的夜景照明并非个体行为，要充分利用好新型光源LED的特性，充分考虑灯光工程的整体协调性、灯光设计上的艺术性、灯光工程的客观背景、巧妙使用LED的动态效果，最终达到展现城市夜景照明艺术的审美效果。

1充分考虑灯光工程的整体协调性

由于人们的视觉无法取舍视野环境中的各种灯光单体，各单体灯光的成功并不一定能形成好的总体效果，因此在灯光工程设计特别是城市夜晚景观设计、街道灯光景观设计时，必须具有系统观、全局观，应力求通过连续、渐变、起伏和交错的手法，实现整体系统的有序，要把握好各灯光景观在主题、风格、意境等层次上的统一与变化，平衡协调好各部分灯光单元的亮度、光色、形态等要素。一般而言，可以分别通过主从关系、几何形态的呼应等手段来实现局部范围内、邻近建筑单体的协调；用线性连接、光色搭配协调等手段求得以街道为主题的大范围、纵深视野的协调。提高景观全局的整体性、审美性和生动性。

2考虑LED灯光设计上的艺术性

LED灯有着柔和的光色，在广场和园林照明中有较强的艺术效果，表现出不同的色调、肌理和层次，不仅为人们提供舒适的视觉条件，更能增加艺术美感，达到设计意图所刻意创造的空间景观，满足人的视觉需求、审美需求以及心理需求。这种美可通过LED灯光的设计营造充分显现，可以相信LED景观灯具将沿着多学科交叉融合的大道，朝着艺术化、智能化、柔性化的方向快速发展。

3充分考虑灯光工程的客观背景

所谓背景，为具体的自然环境背景，包括环境中的道路、建筑、水体、绿化、桥以及雕塑装饰品等等；另一个背景为抽象的人文背景，包括该地域历史、功能、文化及经济发展水平等等。无论是自然环境，还是人文环境，都客观存在。灯光景观无疑是一种主观的创造，必须依附原有客观的背景。因此，必须处理好灯光景观所产生的主题、风格、意境等内涵与所在地域的自然、人文内涵之间的关系。具体地说，在灯光工程设计中，首先，要了解该地域历史、功能、文化及经济发展水平等，以便用合适的灯光来进一步表现、宣扬该地域的特点，或创造出与其地域相适应的新的内涵。建筑大师密斯・范德罗提出著名的建筑处理原则――“少就是多”，在景观照明设计中，也应当考虑“少”。“少”就是舍弃不必要、重复性的建筑空间环境[2]。删繁就简，合理强调重点的构建进。

4巧妙使用LED的动态效果

现代控制技术的发展，丰富了LED灯光的表现手法，使移动、闪烁、色彩转换成为可能，由静态光增加了闪烁光、由静止光产生了移动光，从而增添了灯光的动态性。例如，苏州圆融时代广场天幕采用的动态照明，表现效果佳。动态照明易于引起人们的注意，能够产生生动、愉快的效果，激发人们兴奋和活跃的心情，烘托出繁华、热闹的气氛。但是，这种手段应适度运用和掌握场合。如果出现过多、长时间的移动、闪烁、色彩转换的灯光照明，易使人们产生视觉疲劳、感到茫然不知所措，产生烦躁与不安的情绪，适得其反。因此，应巧妙使用LED的动态效果使景观亮化全面协调富有美感。

5结语

夜景照明是城市空间环境中最富有魅力、最具公共性，也最能反映出现代城市文明的象征之一。夜景的建设在城市设计中不容忽视，适当、合理选用景观灯具为城市居民提供安全、温馨、绚丽多彩的休闲环境。随着科学技术的发展和人们对环境审美要求的日益提高，LED灯作为新型绿色的第4代光源，为城市夜景照明的品质提高提供了新的思路、新的可能、新的创造。只有在充分理解掌握LED灯色彩纯度高、体积小、驱动电路简单的特点的基础上，才能更好地发挥其作为景观整体美的“催化剂”的作用。以LED灯夜间的绚丽效果强化和突出整个环境的设计构思和造型特点，使得环境成为一个以线带面、突出重点、既统一和谐又主次分明的优美景观。为了实现这些要求，要充分考虑灯光工程的整体协调性、考虑LED灯光设计上的艺术性、充分考虑灯光工程的客观背景、巧妙使用LED的动态效果。

参考文献

灯光照明工程设计篇3

【关键词】城市道路照明工程设计节能

国家建设部、发改委于2004年，在《城市道路照明设施管理规定》的基础上经过修改，发出《关于加强城市照明管理促进节约用电工作的意见》的通知。文中指出“大力推广节能技术，提高电能利用效率；严格按照照明设计标准规范进行照明设施的建设，不得超标准建设；新建、改建照明项目必须采用科学的照明设计方法，推广采用高效照明电器产品和节能控制技术。”等以上规则。随着我国经济建设的高速发展，社会城市化建设突飞猛进，因此，与之相匹配的城市道路照明的改造和新建工程也急剧骤增。但是伴随而来的是能耗的大幅度提高，特别是近年来能源价格大幅度提升，使电力耗费成为负担。因此，路灯的节能必然成为一种趋势。

一、城市道路照明工程设计与节能

城市道路照明的目的是为驾驶员和行人创造一个良好的视看环境，使人们安全、迅速、舒适地到达目的地；以及为了减少对人身及财产的犯罪行为发生。城市的人行道上一般是行人较多，所以城市主要道路照明不但要照亮车行道路面，而且还要适当照亮人行道，而且使半柱面照度达到标准要求，这样有利于迅速发现人或动物横穿道路等潜在的不安全因素。

设计是节能的源头。城市照明工程设计应由专业设计人员进行，在设计时应严格遵循道路的性质、功能对照相应的照度和能耗密度标准，确定最节能的布灯间距、光源、供电路线、控制系统等等。这就要求道路照明工程师不但有良好的职业责任感，较全面的技术素质，能掌握科学的照明设计方法。设计人员在进行道路照明设计时，在保证照明的效果，达到城市道路照明的目的前提下，做到最大限度地节能和节省投资，并降低运行维护费用。

二、采取合理的布灯间距

路灯的布灯间距是否适当直接关系到照明的效果。安装间距对节能尤为重要，尽可能加大安装间距。

如采用双侧对称布置，间距30米时，每公里66个灯，如250w，按每亮灯10小时，每公里耗电量为66*250*0.001*365*10=60225kwh(不计镇流器损耗)；若间距为40米时，每公里50个灯，耗电量为50*250*0.001*365*10=45625kwh，每公里就节约14600度电，假设全国以每年新增城市道路2.5万公里计算，就可节省电力3.65亿KWh，并可节省灯具杆投资20亿元(每杆以5000元计)，相当可观。当然，这是经计算满足标准的前提下并未考虑道路交叉口和隔离带分段而影响间距布置。从上可看出，在满足标准的前提下，布灯间距对节能非常大的意义。

三、路灯光源的选择

目前，路灯照明所采用光源的主要类型有：金属卤化物灯、高压钠灯、白炽灯、紧凑性荧光灯等。在相同的电功率下，高压钠灯光能量比金卤灯高40%左右，且钠灯的透雾性能比较好；按照同样照度标准的道路照明要求，金卤灯光源的电耗多于高压钠灯。因此高压钠灯在城市道路照明工程中使用非常广泛。

随着科学的发展，LED光源的技术成熟，LED光源在许多大中城市大力推广应用。LED光源的特点是长寿命、高效、节能、安全、绿色环保。据专家介绍，和高压钠灯相比，新型大功率LED路灯可节约80%的电能，在照明效果上基本也可以取代路灯普遍所采用的高压钠灯。

LED光源耗电量是高压钠灯的18.7%，可节约80%以上的电能。

高压钠灯更换成本和维护费用是LED路灯5倍。可见LED路灯不但能比高压钠灯节能，且更换成本和维护费用节省的多。所以，LED光源在城市道路照明方面的广泛应用，必将是大势所趋。

四、供电路线设计

路灯工程的特点是线路较长，线路上的电流不一定很大。路灯配电回路供电半径长一般达800米，随灯具与供电端距离的增加，电压逐渐下降，若线路设计不当，有可能出现远端电压不能满足光源所需正常维持电压；解决线路压降问题的方法就是安装补偿电容。

目前国内城市道路照明工程设计中采用的电容补偿方式有两种：一是在路灯电源处集中补偿，二是在灯具处分散补偿。采用路灯电源处集中补偿方式，并不能减少低压配线的耗电；采用单灯分散补偿，无疑减少了路灯电源至路灯灯具这一段线路上产生的损耗，将起到较好的节电效果。

路灯采用的光源，基本是气体放电灯，其功率因数相当低，一般在0.40～0.6，从而使回路电流大，在线路上产生的损耗相当可观。电容补偿后单灯功率因数不小于0.80。据测算，对一条道路上安装的100盏250W高压钠灯进行电容器无功补偿，将功率因数由0.44提高至0.80，结果供电电流由补偿前的300A降低至141A，工作电流下降了大约一半，表明该照明系统通过无功补偿为供电电源系统腾出了一半的容量空间，使电源设备能够再发挥相当数量的供电潜能。

另一方面，由于照明系统供电线路上减少了一百多安培电流的徒劳往返，必将大幅减少线路上的电压损耗和功率损耗，同时也降低了线缆的温升，可谓一举多得。

五、控制系统与节能

多年以来，我国路灯的管理和控制手段主要采取以下手段：开关灯采取时控方式；故障巡检依靠人工巡查的方式。随着城市的扩大，路灯数量的迅速增长，这种控制方式在故障实时监控处理、按需控制、节能等方面已越来越不能适合城市发展。

无线监控路灯控制系统应用计算机网络、超短波通讯、数据传递、大屏幕投影等技术，组成具有无线遥控、遥测、遥讯和数据信息处理等功能。它实现了在总控制室和各道路分控制站之间，用数据的形式通过无线电的方式，对各路灯控制箱进行监视、测量和控制，实现路灯监控的智能化管理。可对大中城市城区路灯进行准确的遥控开关灯，避免因早开或晚关造成的能源浪费。

该控制系统操作回路一般2～3回，分别用作上半夜路灯、下半夜路灯和其他路灯，每一操作回路可以有多个出线空气断路器。电缆出线采用道路单侧单独供电(即单回路供电)的方式，但在接线方式上采用单侧单条电缆出线的异型接线方式。即其灯杆电缆的接线方式按照正常的ABC排序，但在控制箱内将供给道路两侧的电缆(分别为上下半夜的电缆)的同一相(如：C相)电缆芯对换接线，使之在上半夜灯全部亮，下半夜是一边亮2P3(即1#、2#、4#、5#……亮灯)，而另一边亮1P3(即3#、6#、9#……亮灯)，这样在下半夜变压器仍能三相平衡供电，其照度也基本均匀，因下半夜车辆和行人稀少，能满足行走安全的要求。比如我市的路灯电费每年大约500万元，若采用全夜灯及半夜灯分时段节能控制方式，也就是在晚上12点以后，关闭一半的灯具，每年就可节约电费125万元左右。

六、结束语

城市道路照明是城市夜景照明的一个重要组成部分，并且作为城市最基本的构成要素之一，是展示城市形象的最直观的场所。城市道路照明工程的节能设计，对提高能源利用效率，减少不必要的能源浪费，有很重大的意义。

参考文献

灯光照明工程设计篇4

关键词:照明设计;路灯;光源及功率;照明供电;道路照明

中图分类号：TM642+.2文献标识码：A文章编号：

引言：

道路照明设计也是一项专业性较强的工作，各设计部门应配备专业照明设计人员，在道路照明设计时实时更新设计理念，使道路照明设计更合理规范，充分体现节能减排、绿色照明的新观念。

1关于灯具式样及路灯布置探讨

路灯的布置方式主要有单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、中心对称布置、横向悬索布置五种形式，随着城市道路的不断拓宽，平交路口转弯半径越来越大，根据《城市道路照明设计标准》有关要求，平交路口平均照度要比直线路段提高50%，按照常规的路灯布置方式，显然达不到照度和均匀度要求，应根据路口的有效面积，通过计算满足照度、照度均匀度及功率密度值，选择合理的布灯方式及灯具样式，一般来讲，在平交路口转弯半径中心点设计中杆投光照明是一种比较合理的布置方式。

路灯作为功能性照明，其设计选型应遵循突出照明功能为主，兼顾其装饰效果的原则，但目前在我国许多城市的道路照明设计施工中，还存在盲目地追求视觉效果的现象，一些一块板的道路车行道外侧即为绿化带，路灯的布置方式采用双侧对称布置，却选用双悬臂路灯，使绿化带侧路灯无效运行，造成了建设投资成本的提高和能源浪费。因此，道路照明设计应依据《城市道路照明设计标准》，在确保照度和均匀度要求的基础上，按照道路结构形式不同，分别设计路灯式样，使其路灯造型更加经济合理。下面就不同道路结构应选择的路灯式样做一浅述。

(1)一块板且有人行道的道路，宜采用单悬臂路灯，以满足机动车道照明要求为准，机动车道侧灯具散射光完全满足人行道5LX的平均照度要求;

(2)中间有绿化隔离带的二块板道路，当隔离带较宽时(＞5m)宜选择单悬臂路灯，采用中心对称布置。当绿化隔离带较窄时(＜5m)宜选择双悬臂路灯，采用中心布置，这两种布置方式可避免道路两侧行道树对路灯照射的影响;

(3)有非机动车道的三块板道路，宜选择双悬臂路灯，采用在机动车和非机动车隔离带双侧对称布置，灯高、悬臂长度和仰角根据道路宽度设计;

(4)平交路口宜选择中杆投光路灯，灯具安装以扇形结构为佳，以满叉路口照度和照度均匀度的要求;

(5)灯具采用半截光型，其技术参数应符合《城市道路照明设计标准》规定。

2关于路灯安装高度的控制

路灯安装高度与路灯间距、照度、均匀度有着直接的关系，在实际设计操作中，在满足《城市道路照明设计标准》参数的同时，还应考虑:第一，单侧布置时适用路宽没有上限值，也就是说，单侧布置时适用的路宽不应超过多少米，如果较宽道路采用单侧布置，按H≥1.2Weff设计，路灯安装高度会过高;第二，双侧布置对适用路宽没有下限值，也就是说，双侧布置适用的路宽不应小于多少米，如果较窄道路采用双侧布置，就会造成资源浪费;第三，宽幅和超宽幅道路采用双侧布置，按H≥0.6Weff设计，路灯安装高度也会过高。那么究竟如何确定路灯安装高度更合理呢?根据目前我国灯具制造行业的灯具配光参数，灯具安装高度最高不应大于15m，在设计时应遵循以下原则:

(1)当路灯安装高度15m时，单侧布置适用道路有效宽度(Weff)最大不应超过12.5m，道路有效宽度小于12.5m时，按H≥1.2Weff设计路灯安装高度，根据灯具横向配光设计其悬臂长度和仰角。

(2)当道路有效宽度大于12.5m小于25m时，应采用双侧布置，双侧对称布置按H≥0.6Weff设计路灯安装高度，双侧交错布置按H≥0.8Weff设计路

灯安装高度。

(3)当道路有效宽度大于25m时，路灯安装高度按15m设计，采用双光源灯具，靠近道路中心线的光源灯具反射器仰角适当加大。

3光源及光源功率

光源和光源功率与道路的照明参数、视觉效果、节能水平等有直接的关系，因此，在设计光源和光源功率时应根据道路的功能，依据《城市道路照明设计标准》结合绿色照明规划要求进行设计。

(1)光源选择:根据我国发改委相关政策，白炽灯已列入今后照明禁用产品，目前，道路照明所使用的光源主要有高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯、LED灯、无极灯、飞利浦Cosmo白光灯以及我国研制的高效射流灯，以上这些光源各有特点，在设计时应根据道路功能，依据国家绿色照明规划要求进行合理选择，既要达到道路照明标准要求，又符合节能减排的目的，光源的节能主要取决于它的发光效率和光衰指标，但光源的选用不能单纯从光效和光衰出发，还应综合考虑显色指数、使用寿命、启动特性等因素而合理选用。

(2)光源功率:光源功率选择依据《城市道路照明设计标准》，应满足以下两个要求:一是满足道路照度要求，二是满足功率密度值要求。目前，很多城市在道路照明设计时，往往只是考虑满足道路照度要求，而忽视了功率密度值这个指标，为了使照度和功率密度值这两个指标都符合《城市道路照明设计标准》要求，在道路照明设计时应尽可能采用高光效节能光源。另外，路面反射系数与功率选择也有一定的关系，设计时也应考虑这方面的

因素。

4城市道路照明供电线路

城市道路照明供电线路设计，已很少为单纯的照明供电，大多数为通过分时段控制实现管理节电，在设计时应统筹考虑，另外，由于我国城市供电网络由地上改为地下，给很多沿道路设置的一些公共用电设施取电带来了一定的困难，例如:交通信号灯、交警监控、公安治安监控、公交站点、数字化城市管理设施等，由于道路照明供电网络几乎遍布城市的大街小巷，完全可以为这些公共设施用电提供方便，因此，现代城市照明供电线路在设计时应

从以下两个方面统筹考虑。

(1)管理节电分时段控制。由于城市道路分布地理位置不同，夜间车流量也变化较大，很多城市都采用半夜灯分时段控制方式，由于采用5芯电缆供电，控制方式不够灵活，有的是双侧布置路灯关闭一侧，这样会造成路面照度均匀度远远不达标，有的是通过相序调整隔灯交错关闭，达到隔灯控制目的，但极易出现偏相，鉴于这种情况，在设计供电线路时可以采用八芯电缆，一芯做PE线，一芯做零线，其余六芯做相线，其中三线控制整夜灯，三线控制半夜灯，由三线承担的负荷分配给六线承担，相线截面可降低一半，从而使分时段控制更加灵活同时避免了线路的偏相。

(2)多用途综合供电线路。前面提到沿道路设置的一些公共设施用电问题，每个城市都遇到这样的问题，为方便这些公共设施用电，在道路照明供电设计时可以统筹考虑，一是对沿路公共设施用电负荷进行预测，使供电变压器预留一定的容量，二是根据公共设施用电性质预留1～2芯备用供电线路，为道路沿线公共设施用电提供方便。

5关于道路照明的控制措施

道路照明的控制方式主要有:一是模拟日照时间控制;二是无线远程集中控制;三是无线远程单灯控制，在设计时应根据当地的实际情况选择。

(1)模拟日照时间控制。模拟日照时间控制是根据各地经纬度，模拟日出日落时间控制路灯的一种控制方式，目前，这种控制方式在一些小城市还在应用，其缺点:一是控制时间虽然模拟了日出日落时间，但仍然误差较大，需要随季节人工进行修正;二是工作人员无法随时掌握各控制点的工作状态，因此，在道路照明设计时尽量不要采用这种控制方式;

(2)无线远程集中控制。无线远程集中控制是我国大部分城市普遍采用的一种道路照明控制方式，尽管各生产商的产品在通讯方式上有所不同，但工作机理与功能基本相同，由于这种控制方式能实时将控制点的开关状态、电压、电流、电量、功率因数等信息及时采集回传监控中心，并将这些信息保留，从而方便工作人员及时掌握各控制点的工作状态和日后查询或对故障进行分析，因此，在道路照明控制设计中应尽可能的采用此种控制方式;

(3)单灯智能控制。单灯智能控制顾名思义，就是对城市的每一盏路灯进行单独控制的一种方式，是以无线远程集中控制平台为基础开发的一种延伸控制方式，在每一盏灯杆上安装一个单灯智能控制终端，通过ZGB短距离无线通讯或电力载波通讯方式与各控制点数据服务器进行数据双向传输，再通过无线远程集中控制终端无线通讯模块与监控中心进行数据连接，这种控制方式不但能对各控制点的工作状态进行监控，而且能对单灯进行监控，并且可以通过单灯智能控制终端进行变功率控制，是一种具有前瞻性的道路照明控制系统，在道路照明控制系统设计时，如条件允许可采用单灯智能控制设计。

6结束语

城市道路照明工程是城市基础设施建设的重要组成部分，城市道路照明设计又是道路照明建设的首要环节，合理的道路照明设计能够给道路照明工程提供可靠的施工依据，从而达到高效、节能、降低建设投资和运行成本的目的。

参考文献

［1］建设部．城市道路照明设计标准(CJJ45―2006)．

灯光照明工程设计篇5

关键词:隧洞;照度;光源

1工程概况

某水电站为地下厂房，进场隧洞分为1#交通洞及地下厂房交通洞。其中地下厂房交通洞为岔洞，直通地下尾水启闭机室及安装间;1#交通洞直通地面厂区。1#隧洞及地下厂房交通洞宽6.6m，高7.2m，5.5m及以上为穹窿。隧洞地面、墙面及顶棚均为模筑混凝土衬砌。1#交通洞长约1500m，地下厂房交通洞长约750m。交通洞共有3个变压器洞和3个紧急避车带。

2照度设计及光源选择

2.1水电站进场隧洞特点

高速公路隧洞照度设计首先应确定天空面积百分比及车速，算出入口段亮度，然后根据入口段亮度确定3个过渡段的亮度。其中确定天空面积百分比是高速公路隧洞照度设计的基础。不同于高速公路隧洞照度设计，水电站进场隧洞照度设计有其自身的特点。根据《水力发电厂照明设计规范》(NB/T35008－2013)，将隧洞入口分为三个入口段，其余为中间段。规范中并未提及天空面积百分比。笔者认为，水电站隧洞照明相对于高速公路隧道照明有其自身的特点，水电站大多建于山区、人迹罕至。以本工程为例，需要经过很长一段弯曲的山路才能到达进场隧洞，车辆一直保持在低速运行状态。另外，进出隧洞人员主要是工作人员，由于水电站自动化程度较高，基本上为无人值班、少人值守，因此车流量很少。

2.2照度设计

综上所述，驾驶员不仅具有足够的暗适应及明适应时间，而且撞车的机会也减少。因此，水电站隧洞照明照度要求较低，照明层次较少。推荐照度值如表1．本工程采用表中40km/h车速所对应的照度值。1#隧洞连通着厂区入口及厂区地面部分，驾驶人员在进出1#隧洞进出口时亮度差较大，因此需按照表中值设计照度。地下厂房交通洞连通着尾水启闭机室及地下厂房安装间，二者设计照度分别为30lx和200lx。因此，尾水启闭机室照度与隧洞一致，不需要设置过度段。安装间与隧洞照度照度差较大，设置一段长为20m的过渡段照明。

2.3光源选择

隧道照明光源功率一般都比较大，出于节能及工程投资考虑，推荐的光源有高压钠灯、金属卤化灯及LED灯。高压钠灯光效最高，寿命高，但是显色指数最差，广泛用于城市道路照明。金属卤化物灯光效稍低于高压钠灯、但是显色指数较好。LED灯是未来灯具的发展方向，国内已经有很多改造工程都将原有灯具改成LED。隧道内照明主要是让驾驶人员看清路面及周围环境，对光源的显色性要求比较低。出于对节能的要求，工作照明选用高压钠灯。LED近几年发展的较快，也有着相对广泛的应用，但是毕竟不如高压钠灯产品成熟。不仅如此，大功率的LED灯具的散热问题也得不到很好的解决。但由于其启动时间短，本工程选用其作为应急照明。另外，该隧洞并未装有通风设备，出于透雾性考虑，选高压钠灯为宜。

3利用DIAlux计算照度

3.1模型建立

首先，利用DIAlux建立一个隧洞模型。由于隧洞较长，本工程采用该软件室内建立模型的方法，按照隧洞尺寸建立一长为200m的隧洞作为代表。由于隧洞内所有表面均为混凝土衬砌，反射系数很低，将所有表面的反射系数均设置为0.2。建立完空间环境后，下一步是布置灯具。灯具布置通常采用中线布置、两侧交错布置和两端对称布置三种方式。本工程采用两侧交错布置方式，灯具安装高度为5m，同侧灯具间距为16m。光源采用高压钠灯，功率为100W，光通量为8000lm。由于灯具为隧道灯，不易维护，且通风环境比较差，因此选择维护计划为户外安装，三年的维护周期，相应的维护系数为0.57。

3.2照度计算

模型建立后，开始对其照度进行计算。点击照度计算后，软件开始计算并生成相应的项目报表。通过报表可以查看灯具参数、灯具位置、隧道内所有表面的照度。按照上述灯具布置方式，隧道地面的平均照度为30lx，达到了中间段照度设计要求。在夜间，可只开启一侧灯具，计算平均照度为15lx。截取夜间点照度表部分照度值如表2所示。在隧道入口段单侧设置加强段照明，使隧洞内照度从入口处至中间段有一个缓慢的降低过程。从入口段开始，在工作照明灯具之间均匀布置4盏400W高压钠灯、4盏250W高压钠灯、6盏100W隧道灯及25盏100W高压钠灯作为加强段照明。1#隧洞的出口段亦是如此布置。在隧洞与电站厂房连接处，在工作照明灯具之间，单侧均匀布置6盏100W的灯具作为过渡段照明，过渡段长20m。对于紧急避车带及变压器洞，应采用显色指数高的光源，本工程采用三基色T8直管荧光灯。设计照度值分别为70lx及200lx。在隧洞的一侧，每隔48m将高压钠灯替换为LED作为应急照明。LED由变压器室内的UPS集中供电，在市电正常时，LED兼做工作照明。该照明系统的最终模型见图1。

4控制方式

“绿色照明”的意义不仅仅体现在采用高效的光源，更体现在光源的控制方式上。良好的控制方式才能使节能达到最大化。隧洞照度控制应该根据时间、季节以及周围环境等设置2套及以上的灯具组。在本工程中夜间照明为一组灯具，白天照明为一组灯具。在白天，应开启隧洞内所有的灯具。在夜间，应关闭隧洞内一侧灯具。由于隧洞车流量较小，在阴天时，灯具的开关情况同夜间。传统的控制方式大多采用经纬仪，通过输入所在地的经度及纬度，可自动调整不同季节开、关灯时间，是一种经济、简单的控制方式。但为了实现多种控制方式，在本工程中，将灯具开关的控制信号全部上传到计算机监控系统中，也就是将照明系统并入电站的SCADA系统。通过计算机设定各组灯具的开关方案，更加灵活。不同于高速公路隧洞照明，水电站隧洞不准外边车辆随意进出，外来人员想进站需提前预约。因此，在白天，可在上、下班时间将所有光源全部打开，其他时间可以只开启一部分光源;在夜间，基本上很少有人进站，可开启部分光源甚至将所有光源都关闭。综上所述，出于节能考虑，水电站照明控制系统相对于高速公路控制系统应更加灵活多变，传统的靠经纬仪、感光器来进行调光的方式对于水电站隧洞来说不是最节能的方案。采用计算机控制才可以满足隧洞的调光要求。

5结束语

灯光照明工程设计篇6

关键词：节能原则；自然光；高效光源；自动控制

中图分类号：S611文献标识码：A

0引言

二十世纪以来，建筑能耗的增长越来越快，人们对建筑功能及形式提出了的更高需求。但同时能源问题日益加剧，能源的合理利用问题刻不容缓，节能是缓解能源紧张的关键，是实现经济发展和社会进步必须的保障，缓解我国能源紧缺矛盾的关键[1]。如何高效的利用能源，保障长远经济效益，是我国建筑业发展的一项长期任务。

在民用建筑的电能损耗中，空调用电比重最高，约40%~60%，甚至更高，照明用电约占15%，给排水系统及电梯用电占10%~15%，以及供配电系统约3%[2]，皆为建筑电气能源耗损。近年来，随着能源问题日益突出，城市拉闸限电等现象的加剧，建筑节能对电气的节能需求是越来越迫切。如今，建筑电气照明系统已经成为关系着我国民经济迅速发展的重要一环，意义重大。无论是配电系统，还是照明系统，其整个系统的节能，在既要满足建筑电气功能要求，又要保证安全舒适的前提下，尽可能地做到减少建筑电气耗能，是目前一大课题。

节能原则

上文已经提到，电能损耗中空调占到了绝大部分，其次就是照明系统。因此针对电气照明系统进行节能设计，将带来良好的能源节省效果。民用建筑的电气照明设计内容包括设计说明、光源选择、灯具布置、照度计算、安装方式、调光控制等。作为建筑电气设计工程技术人员，在熟知照明设计规范的前提下，还必须有对照明系统的优化节能意识，这首先应确定节能的原则[3]：

满足建筑物的功能要求，不能因为节电而降低标准，即在整个照明设计过程中，应满足其照度、色温、显色指数；满足建筑物的一些特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施、用电展厅的工艺照明及电力用电等，即需在整个系统在最佳运行情况下谈节能。

考虑实际经济效益，节能应考虑综合经济效益，因节能而过高地消耗投资，增加运行费用并不可取。设计应达到一个让因节能而增加的投资能在较短的时间内获得回收。

要节省无谓消耗的能量，节省无谓消耗的能量是节能的一大着眼点。首先应分析哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关或影响比重较小的，甚至在整个系统中可以近似忽略的，再考虑采取合理的措施节能。

节能方案

2.1电气照明设计优化方案

首先，我们应根据节能原则，在保证电气照明质量的前提下，尽可能节约照明用电。照明节能主要是通过采用高效节能照明产品、提高质量、优化照明设计等手段达到节能的目的，即不牺牲质量的节能。在建筑电气照明设计时，首先要根据各种建筑物的不同功能来确定相应的照明方案，一般可分为光照设计和配电设计两部分。光照设计又可分为数量化设计和质量化设计，数量化设计就是根据照明场所的功能和活动要求，在充分利用自然光照的基础上给予人工光照。在相应的设计过程中应进行方案比较，从技术、经济和节能等多方面进行综合考虑，不断的优化设计方案以达到节能的目的。

2.1.1天然光的应用

据统计，我国白天照明用电占总照明用电的50%以上[4]。利用天然光照明，不仅能节约电能，而且自然光为人类提供了更好的工作光源，不仅提高工作效率还能保证工作人员的健康。国家标准《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）指出：有条件时，宜利用各种导光和反光装置将天然光引入室内进行照明，可见，低碳环保的自然光是办公环境照明的发展趋势。一个很好的自然光使用案例就是自然光光导照明系统在多层办公楼中的应用，这种系统也称光导采光系统，它主要是由采光区域，光导管和漫射区域组成。白天以天然采光为主，当天然光不够时，辅以恒定的人工照明，使窗户射入的天然光和室内的人工照明适当合理地协调，形成良好的照明环境，大大地节约能源。

2.1.2人工光照设计

人工光照设计就是确定照明方式和照明种类，按照现行规范所规定的功率密度值的要求进行数据化处理计算，并确定合理的照度标准，不同场所应有目的地进行照明，且将同一房间照明进行分区等，以便在选择照度时区别对待。在有许多大进深和开间的写字楼内的办公室，首先应充分利用自然光，避免片面追求形式和不适当选取照度标准以及照明方式，坚持在不降低照明质量的前提下，有效控制照明功率密度值，优先采用分区的照明方式，要求高照度的场所可设局部照明；在工作位置经常变动的房间，设法采用灯具位置能调整的灵活的照明方案。在现行规范规定的基础上照明设计还需要质量化设计，即以人的感受为依据，考虑人的视觉和使用的人群、用途、建筑的风格、尽可能多的收集周边环境（所处的环境、重要程度、时间段）等多种因素，同时在达到照明质量要求的前提下，尽可能做到节约用电。

2.1.3照明配电系统

在照明配电系统中，同一电压等级配电级数不宜超过两级。变电所应靠近用电负荷中心，略偏向电源侧，以缩短线路供电距离，减少线路损耗。电力设备无大功率冲击性负荷时，照明和电力宜共用变压器；照明安装功率较大时，宜采用照明专用变压器[5]。应选择低损耗配电变压器。系统除了电能总计量外，还应设置低压分项计量装置，并合理提高线路的功率因数。供给气体放电灯的配电线路宜在线路或灯具内设置电容补偿，功率因数不应低于0.9。照明三相配电干线的各相负荷应尽量分配平衡。合理选择电力电缆、导线截面。在满足发热、电压损失、机械强度的条件下，应按经济电流密度来选择其截面，从而达到降耗和经济的目的。

2.2节能设备和器材选用方法

2.2.1采用高效节能光源

应根据不同工程的使用要求，合理选用高效节能型光源。白炽灯曾因为便宜，安装维护简单等特点而被广泛使用，但其致命的弱点是发光效率太低，因此目前常被各种发光效率高、光色好、显色性能优异的新光源取代。在满足照明质量的前提下，应选用细管径直管荧光灯、紧凑型荧光灯。对灯具悬挂位置较高的场所的一般照明，宜采用高压钠灯、金属卤化物灯或镇流高压荧光汞灯，其综合费用低、视觉质量高，同时也节约能源[6]。除特殊情况外，不宜采用管形卤钨灯及大功率普通白炽灯，灯具悬挂位置较低的场所照明宜采用荧光灯。此外，在选用的同时还应考虑电光源的寿命、显色性、启动及再启动等主要性能。

LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。具有寿命长、光效高、无辐射、低功耗、颜色丰富、起点快捷、可调光、耐震动、耐气候性能好、使用安全等众多优势[7]。目前外型与一般传统灯泡一样的LED灯泡已研制成功，这种发展迅速的光源，将会在未来的研发过程中在室内外照明中具有广阔的前景。

2.2.2照明节能灯具设计及电器附件

照明灯具的选择对于发挥照明光源的最大潜力起着至关重要的作用。常用的灯具有控照型（或开敞型）和带保护罩的格栅式、透明式、棱镜式、磨砂式等，其效率各不相同，如磨砂或棱镜保护罩式反射率为55%，格栅式为60%，透明式为65%，控照式(或开敞式)为75%[8]，且同一种形式的灯具反射板采用不同的材料其反射效率也不同，可见，通过照明灯具的设计及合理的选用也是实现照明节能的一个很有效的手段。

气体放电灯工作时需要附加镇流器、启动器等附件，均有能耗产生，气体放电灯的镇流器影响最大。提高镇流器的质量和效率，对照明节能很有意义，节能型电感镇流器和电子镇流器取代传统的高能耗电感镇流器是必然趋势。

照明设备控制方式优化

随着电子技术的发展，照明控制技术也在不断地发展。现代照明控制技术的发展趋势是将照明控制技术和智能控制、智能建筑联系起来，开发计算机智能照明控制系统。照明设备节能控制方式可分为手动控制与自动控制两大类。

3.1照明手动控制

手动控制可利用手动控制开关对办公楼内的灯具进行分区、分组控制。在充分利用自然光的前提下，可适当增加设置照明开关点，以达到分区、分组控制灯具的目的。另外，采用节能开关可使灯具控制灵活、方便、节能，办公楼楼梯间、内走道等处，除应急照明外，宜采用节能自熄开关，如声控开关等。室外有关的照明灯具应采用光控开关等进行节能控制。

3.2照明自动控制

未来，使用电子技术来指导照明已经成为不可阻挡的趋势。在条件允许的情况下可采用照明节电器、智能照明控制系统等方案。照明节电器是根据照明线路电压的波动情况、照明负载的性质，对灯具实行智能稳压供电，在任何时刻给灯具提供一个稳定、节电、不会影响照明效果的供电电压。且用户可根据需求，自行设置输出电压，对照明负载的运行时间和供电方式进行编程，最大限度地降低照明灯具的电能消耗。此外还有照明稳压节电器，使用后仅智能稳压所实现的节电效果一般就可达20％以上[9]，同时还可大大延长照明灯具使用寿命。智能照明控制系统是一种智能化的装置，其系统可是独立设置，亦可融入建筑设备自动化系统之中。该系统有以下几个典型特征：一是对被控对象分组编号，对于设计功能要求一样的照明灯可以统一管理，借助同一根运输线进行供电。二可引入智能控制开关实现对照明灯相关属性进行控制。通过计算机集成系统，可使照明系统在全自动状态下运行，此项技术的研究与发展将为建筑电气照明系统提供不可小觑的节能实力。

小结

近年来，电气照明系统的节能越来越受到人们的重视，其节能应在工程设计阶段就充分考虑选用合理的设计方案、节能设备和附件，同时利用一些合理和先进的照明设备控制方式来降低照明系统运行能耗，以达到符合低碳环保的“绿色照明”的目标。

参考文献：

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魏颖.浅析民用建筑电气工程中的照明设计[J].中国新技术新产品，2012，02：176.

文桂萍.建筑电气照明节能设计的探讨[J].四川建筑科学研究，2007，06：218-221.

钟伟.工业建筑电气照明节能设计[J].四川化工，2012，06：43-44.

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