淺析住宅區(qū)道路照明電氣設(shè)計(jì)

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［摘要］隨著人民生活水平的提高,生活方式不斷改善,人們對(duì)良好品質(zhì)生活環(huán)境的渴求日益顯現(xiàn)。伴隨著一批批新建住宅區(qū)興起,住宅區(qū)的道路照明設(shè)施及其照明效果愈來愈受到人們的重視。本文從住宅區(qū)道路照明的標(biāo)準(zhǔn)、光源的選擇、燈具的布置、照明的安全措施及控制系統(tǒng)等方面闡述了住宅區(qū)道路照明電氣設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和方法。

［關(guān)鍵詞］道路照明；光源；照度照明；設(shè)計(jì)控制系統(tǒng) 隨著我國經(jīng)濟(jì)增長和人民生活水平提高，住宅小區(qū)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也在日益提高，不僅要求規(guī)劃設(shè)計(jì)合理、功能齊全、配套完善，而且要求環(huán)境優(yōu)美。住宅區(qū)的道路照明設(shè)施及其照明效果與環(huán)境密切相關(guān)，道路照明即方便于人們的出行，又能營造一個(gè)良好宜人的環(huán)境氛圍，因此愈來愈受到人們的重視。 1.住宅區(qū)道路照明的標(biāo)準(zhǔn)從人的視覺、感官出發(fā)，從全新的角度發(fā)掘理想照明環(huán)境。首先對(duì)住宅區(qū)道路的性質(zhì)、作用和使用人群的不同進(jìn)行分析，尋求合理的照明方案，并選擇合理的電光源。 1.1集散道路集散道路是指一個(gè)住宅區(qū)中連接區(qū)內(nèi)道路的主干道，屬于次干道或支路級(jí)道路。這些道路可通向社區(qū)中心、停車場、公交或火車、地鐵站等，因此有大量的機(jī)動(dòng)車通行，同時(shí)又有很多非機(jī)動(dòng)車和行人，必須考慮他們的照明需求。與此同時(shí)，他們又穿越住宅區(qū)，所以照明設(shè)計(jì)時(shí)還必須考慮居民的視覺要求。 1.2區(qū)內(nèi)道路區(qū)內(nèi)道路的主要使用者是行人和非機(jī)動(dòng)車，有些道路甚至完全禁止機(jī)動(dòng)車通行。因此，區(qū)內(nèi)道路上設(shè)置照明的目的是為行人提供舒適和安全的視覺環(huán)境，保證行人能夠確定所處環(huán)境中的方位感、發(fā)現(xiàn)道路上的物體、識(shí)別其他人的行動(dòng)和意圖、辨別街道招牌和門牌號(hào)碼，并對(duì)街道及其環(huán)境有滿足感。區(qū)內(nèi)道路照明標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表2的規(guī)定。表2中最小垂直照度為道路中心線上距地面1.5m高處，垂直于路軸的平面的兩個(gè)方向上的最小照度。 1.3復(fù)合型住宅區(qū)道路復(fù)合型住宅是一種相當(dāng)新型的住宅形態(tài)，入口被限制，區(qū)內(nèi)道路經(jīng)常有大量的社區(qū)生活，人們在此交流，小孩在此玩耍，行人、自行車與機(jī)動(dòng)車共同使用，而且道路很窄，車速嚴(yán)格限制。對(duì)這樣的小區(qū)道路，夜間理想的照明應(yīng)該具有如下特點(diǎn)：（1）在人們經(jīng)常聚會(huì)的地方提供和諧的氣氛；（2）允許汽車和自行車在復(fù)雜的區(qū)域內(nèi)緩速駛向停車場，所有物體應(yīng)可見；（3）允許孩子們玩耍游戲；（4）消滅暗角，阻嚇犯罪；（5）限制射入臥室的逸出光。在復(fù)合型住宅區(qū)，照明水平無需均勻，甚至是不均勻的，照度變化可以增加夜晚環(huán)境的視覺吸引力。玩耍區(qū)的照度最高，人們的集聚區(qū)要求的照明居中且強(qiáng)調(diào)半柱面照度，汽車停泊區(qū)和綠化區(qū)的照度要求最低區(qū)內(nèi)照明光源的顏色應(yīng)與建筑和環(huán)境相配，較好的顯色性也很重要。 2.住宅區(qū)道路照明光源的選擇住宅區(qū)的機(jī)動(dòng)車和行人混合交通道路宜選用高壓鈉燈，有顯色性要求的場所可選用小功率金屬鹵化物燈或中顯色性高壓鈉燈。住宅區(qū)人行道路可采用小功率的金屬鹵化物燈、細(xì)管徑熒光燈或緊湊型熒光燈。選用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈時(shí)，宜選用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器；對(duì)小于150W的高壓鈉燈，可選電子鎮(zhèn)流器；氣體放電燈宜裝設(shè)補(bǔ)償電容，其功率因數(shù)值不小于0.9。隨著照明光源本身的發(fā)展，LED光源作為一種高效節(jié)能、長壽命、低維護(hù)、環(huán)保型的新型光源，其技術(shù)已日趨成熟。LED光源將不斷滿足照明需求新理念，為住宅區(qū)照明的智能化、人性化、合理化提供新的載體，是住宅區(qū)道路照明最有潛力的發(fā)展方向之一。 3.3.燈具的布置住宅區(qū)內(nèi)的道路照明布點(diǎn)是否合理直接關(guān)系到照明的效果，道路照明的布置方式的選取根據(jù)道路的斷面形式確定。集散路燈具布置具體要求見表3。區(qū)內(nèi)道路可選用庭院燈，均勻度不作要求，照明器的安裝高度一般為3～5米，裝置間距15～25米?？蛇x擇非截光燈具，但不宜把沒有遮擋的裸燈設(shè)置在視平線上。燈桿的位置和燈具的投光方向的選擇要恰當(dāng)，以避免過強(qiáng)光線射入居室。 4.4.道路照明照度計(jì)算方法 5.4.1計(jì)算平均照度道路照明平均照度計(jì)算公式是：E=ΦuKNSW'（1）式（1）中：Φ—照明器中光源總光通量（lm）；u—利用系數(shù)，可由廠家提供照明器利用系數(shù)曲線查出，或計(jì)算取得；K—維護(hù)系數(shù)（取0.6～0.7）；S—安裝間距；W'—道路的實(shí)際寬度；N—與排列方式又關(guān)的系數(shù)，單側(cè)排列和兩側(cè)交錯(cuò)排列時(shí)取1，兩側(cè)對(duì)稱排列時(shí)取2。4.2計(jì)算某點(diǎn)照度計(jì)算路面上某點(diǎn)水平照度，可用廠家提供的燈具空間等照度曲線求得：E=K•n1Σe（2）式（2）中：E—路面上某點(diǎn)水平照度；K—維護(hù)系數(shù)（取0.75）；n—就近燈具數(shù)量；e—在路面上某點(diǎn)，某只就近燈具的照度。算例：選用KDS400庭院燈，無極感應(yīng)燈泡85w，F(xiàn)=600lm，Emax=20lx。已知路寬4m、燈高4m、間距20m、單側(cè)布置，考慮維護(hù)系數(shù)為0.75?？傻脠D1中個(gè)點(diǎn)照度如下：A點(diǎn)—9lx（1H），B點(diǎn)—12lx（0.5H），C點(diǎn)—15lx（0H），D點(diǎn)—2.1lx（2.7H），E點(diǎn)—2.4lx（2.6H），F(xiàn)點(diǎn)—2.7lx（2.5H）。其中D、E、F點(diǎn)為兩只路燈照度的疊加。庭院燈布置見圖1，KDS400庭院燈照度曲線見圖2。 5.住宅區(qū)道路照明的安全措施規(guī)范要求，室外的金屬燈桿及構(gòu)件、燈具外殼、配電及控制箱等外漏可導(dǎo)電部分，應(yīng)進(jìn)行保護(hù)接地。由于住宅區(qū)的道路照明處于室外公共場所，且宜受氣候、人為的各種因素的影響，基本不具備（或?qū)嵤┎滑F(xiàn)實(shí)）等電位聯(lián)結(jié)條件，因此住宅區(qū)道路照明宜采用TT接地形式，同時(shí)設(shè)漏電保護(hù)。若采用TN-S系統(tǒng)，當(dāng)某個(gè)電氣設(shè)備發(fā)生單相碰殼故障，而故障回路又不能即時(shí)切除，則PE線上帶危險(xiǎn)電壓，此時(shí)室外燈具外殼或金屬支架與PE線相連，就會(huì)造成非故障室外燈具外殼或金屬支架上也帶危險(xiǎn)電壓。當(dāng)采用TT接地系統(tǒng)，由于電源地和室外燈具外殼接地是分開的，PE線不相通，可以保證室外故障不會(huì)沿著PE線互串，避免此類故障的發(fā)生。當(dāng)然采用TT接地系統(tǒng)通常采用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器(RCD)，以便滿足TT接地的條件，即滿足下式的要求：RA×Ia≤50V式中：RA———外露可導(dǎo)電部分的接地電阻和PE線電阻（Ω）。Ia———保護(hù)電器切斷故障回路的動(dòng)作電流（A），當(dāng)采用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器時(shí)，Ia為其額定動(dòng)作電流?？梢缘贸?，當(dāng)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器額定漏電動(dòng)作電流為30mA時(shí)，R≤1666.7Ω。因此，采用“漏電+TT”方式，對(duì)負(fù)荷側(cè)接地電阻要求非常寬松，很容易實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，剩余動(dòng)作保護(hù)器的脫口時(shí)間不應(yīng)大于100ms。在住宅區(qū)道路照明中，由于配電線路較長，界面較小，接地故障電流往往不足以使過流保護(hù)動(dòng)作，因此，比較可行的做法是：在路燈配電出線裝設(shè)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)可作用于斷開配電回路或報(bào)警，在每個(gè)燈桿處設(shè)置熔斷器。剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的動(dòng)作電流應(yīng)大于照明線路正常泄露電流，建議取100mA到30mA。 6.宅區(qū)道路照明的供電線路及控制系統(tǒng)路燈線路供電方式可采用三相供電或單相供電，根據(jù)住宅區(qū)路燈分布情況和照明控制要求確定。低壓照明線路的末端電壓應(yīng)不小于額定電壓的90%或是不小于始端電壓的95%。一般單個(gè)回路供電半徑不超過500m。室外照明的控制電路應(yīng)控制簡單，故障時(shí)轉(zhuǎn)換方便，當(dāng)控制器故障時(shí)可手動(dòng)控制。小區(qū)道路照明采用光電和定時(shí)鐘結(jié)合的控制方式。光電控制為路燈主控制器件，可根據(jù)四季的光照不同控制路燈的開啟。定時(shí)鐘可以防止光控的誤動(dòng)作，可以保證白天不會(huì)向路燈線路送電，還可以在光控制器損壞時(shí)作為主控器件。當(dāng)照明電源由多點(diǎn)引入時(shí)，將控制線送入多處控制箱，實(shí)現(xiàn)集中控制要求。7.結(jié)束語隨著科學(xué)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種先進(jìn)的照明技術(shù)在室外照明領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，特別是一些新型環(huán)保照明產(chǎn)品，如LED燈具、太陽能燈具等的應(yīng)用，將不斷推動(dòng)更新道路照明設(shè)計(jì)理念。如何進(jìn)一步完善和提高住宅小區(qū)道路照明設(shè)計(jì)，為城市居民創(chuàng)造一個(gè)更加舒適、優(yōu)美的夜間生活環(huán)境成為我們設(shè)計(jì)者要不斷去探索研究的課題。 參考文獻(xiàn) ［1］建設(shè)部.中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ45-2006.中國建筑工業(yè)出版社，2007.1 ［2］建設(shè)部.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50180-93（2002年版）.中國建筑工業(yè)出版社，2002.7 ［3］建設(shè)部.中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T16-2008.中國建筑工業(yè)出版社，2008.6 ［4］北京照明學(xué)會(huì)照明設(shè)計(jì)專業(yè)委員會(huì)編《.照明設(shè)計(jì)手冊》(第二版）中國電力出版社，2006.12