浅析住宅区道路照明电气设计

［关键词］道路照明；光源；照度照明；设计控制系统

随着我国经济增长和人民生活水平提高，住宅小区的建设标准也在日益提高，不仅要求规划设计合理、功能齐全、配套完善，而且要求环境优美。住宅区的道路照明设施及其照明效果与环境密切相关，道路照明即方便于人们的出行，又能营造一个良好宜人的环境氛围，因此愈来愈受到人们的重视。

1.住宅区道路照明的标准从人的视觉、感官出发，从全新的角度发掘理想照明环境。首先对住宅区道路的性质、作用和使用人群的不同进行分析，寻求合理的照明方案，并选择合理的电光源。

1.1集散道路集散道路是指一个住宅区中连接区内道路的主干道，属于次干道或支路级道路。这些道路可通向社区中心、停车场、公交或火车、地铁站等，因此有大量的机动车通行，同时又有很多非机动车和行人，必须考虑他们的照明需求。与此同时，他们又穿越住宅区，所以照明设计时还必须考虑居民的视觉要求。

1.2区内道路区内道路的主要使用者是行人和非机动车，有些道路甚至完全禁止机动车通行。因此，区内道路上设置照明的目的是为行人提供舒适和安全的视觉环境，保证行人能够确定所处环境中的方位感、发现道路上的物体、识别其他人的行动和意图、辨别街道招牌和门牌号码，并对街道及其环境有满足感。区内道路照明标准应符合表2的规定。表2中最小垂直照度为道路中心线上距地面1.5m高处，垂直于路轴的平面的两个方向上的最小照度。

1.3复合型住宅区道路复合型住宅是一种相当新型的住宅形态，入口被限制，区内道路经常有大量的社区生活，人们在此交流，小孩在此玩耍，行人、自行车与机动车共同使用，而且道路很窄，车速严格限制。对这样的小区道路，夜间理想的照明应该具有如下特点：（1）在人们经常聚会的地方提供和谐的气氛；（2）允许汽车和自行车在复杂的区域内缓速驶向停车场，所有物体应可见；（3）允许孩子们玩耍游戏；（4）消灭暗角，阻吓犯罪；（5）限制射入卧室的逸出光。在复合型住宅区，照明水平无需均匀，甚至是不均匀的，照度变化可以增加夜晚环境的视觉吸引力。玩耍区的照度最高，人们的集聚区要求的照明居中且强调半柱面照度，汽车停泊区和绿化区的照度要求最低区内照明光源的颜色应与建筑和环境相配，较好的显色性也很重要。

2.住宅区道路照明光源的选择住宅区的机动车和行人混合交通道路宜选用高压钠灯，有显色性要求的场所可选用小功率金属卤化物灯或中显色性高压钠灯。住宅区人行道路可采用小功率的金属卤化物灯、细管径荧光灯或紧凑型荧光灯。选用高压钠灯、金属卤化物灯时，宜选用节能型电感镇流器；对小于150W的高压钠灯，可选电子镇流器；气体放电灯宜装设补偿电容，其功率因数值不小于0.9。随着照明光源本身的发展，LED光源作为一种高效节能、长寿命、低维护、环保型的新型光源，其技术已日趋成熟。LED光源将不断满足照明需求新理念，为住宅区照明的智能化、人性化、合理化提供新的载体，是住宅区道路照明最有潜力的发展方向之一。

3.3.灯具的布置住宅区内的道路照明布点是否合理直接关系到照明的效果，道路照明的布置方式的选取根据道路的断面形式确定。集散路灯具布置具体要求见表3。区内道路可选用庭院灯，均匀度不作要求，照明器的安装高度一般为3～5米，装置间距15～25米。可选择非截光灯具，但不宜把没有遮挡的裸灯设置在视平线上。灯杆的位置和灯具的投光方向的选择要恰当，以避免过强光线射入居室。

4.4.道路照明照度计算方法

5.4.1计算平均照度道路照明平均照度计算公式是：E=ΦuKNSW'（1）式（1）中：Φ—照明器中光源总光通量（lm）；u—利用系数，可由厂家提供照明器利用系数曲线查出，或计算取得；K—维护系数（取0.6～0.7）；S—安装间距；W'—道路的实际宽度；N—与排列方式又关的系数，单侧排列和两侧交错排列时取1，两侧对称排列时取2。4.2计算某点照度计算路面上某点水平照度，可用厂家提供的灯具空间等照度曲线求得：E=K•n1Σe（2）式（2）中：E—路面上某点水平照度；K—维护系数（取0.75）；n—就近灯具数量；e—在路面上某点，某只就近灯具的照度。算例：选用KDS400庭院灯，无极感应灯泡85w，F=600lm，Emax=20lx。已知路宽4m、灯高4m、间距20m、单侧布置，考虑维护系数为0.75。可得图1中个点照度如下：A点—9lx（1H），B点—12lx（0.5H），C点—15lx（0H），D点—2.1lx（2.7H），E点—2.4lx（2.6H），F点—2.7lx（2.5H）。其中D、E、F点为两只路灯照度的叠加。庭院灯布置见图1，KDS400庭院灯照度曲线见图2。

5.住宅区道路照明的安全措施规范要求，室外的金属灯杆及构件、灯具外壳、配电及控制箱等外漏可导电部分，应进行保护接地。由于住宅区的道路照明处于室外公共场所，且宜受气候、人为的各种因素的影响，基本不具备（或实施不现实）等电位联结条件，因此住宅区道路照明宜采用TT接地形式，同时设漏电保护。若采用TN-S系统，当某个电气设备发生单相碰壳故障，而故障回路又不能即时切除，则PE线上带危险电压，此时室外灯具外壳或金属支架与PE线相连，就会造成非故障室外灯具外壳或金属支架上也带危险电压。当采用TT接地系统，由于电源地和室外灯具外壳接地是分开的，PE线不相通，可以保证室外故障不会沿着PE线互串，避免此类故障的发生。当然采用TT接地系统通常采用剩余电流动作保护器(RCD)，以便满足TT接地的条件，即满足下式的要求：RA×Ia≤50V式中：RA———外露可导电部分的接地电阻和PE线电阻（Ω）。Ia———保护电器切断故障回路的动作电流（A），当采用剩余电流动作保护器时，Ia为其额定动作电流。可以得出，当剩余电流动作保护器额定漏电动作电流为30mA时，R≤1666.7Ω。因此，采用“漏电+TT”方式，对负荷侧接地电阻要求非常宽松，很容易实现。当然，剩余动作保护器的脱口时间不应大于100ms。在住宅区道路照明中，由于配电线路较长，界面较小，接地故障电流往往不足以使过流保护动作，因此，比较可行的做法是：在路灯配电出线装设剩余电流动作保护器，当发生接地故障时可作用于断开配电回路或报警，在每个灯杆处设置熔断器。剩余电流动作保护器的动作电流应大于照明线路正常泄露电流，建议取100mA到30mA。

6.宅区道路照明的供电线路及控制系统路灯线路供电方式可采用三相供电或单相供电，根据住宅区路灯分布情况和照明控制要求确定。低压照明线路的末端电压应不小于额定电压的90%或是不小于始端电压的95%。一般单个回路供电半径不超过500m。室外照明的控制电路应控制简单，故障时转换方便，当控制器故障时可手动控制。小区道路照明采用光电和定时钟结合的控制方式。光电控制为路灯主控制器件，可根据四季的光照不同控制路灯的开启。定时钟可以防止光控的误动作，可以保证白天不会向路灯线路送电，还可以在光控制器损坏时作为主控器件。当照明电源由多点引入时，将控制线送入多处控制箱，实现集中控制要求。7.结束语随着科学的进步、经济的发展，各种先进的照明技术在室外照明领域的广泛应用，特别是一些新型环保照明产品，如LED灯具、太阳能灯具等的应用，将不断推动更新道路照明设计理念。如何进一步完善和提高住宅小区道路照明设计，为城市居民创造一个更加舒适、优美的夜间生活环境成为我们设计者要不断去探索研究的课题。

参考文献

［1］建设部.中华人民共和国行业标准《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006.中国建筑工业出版社，2007.1

［2］建设部.中华人民共和国国家标准《城市居住区规划设计规范》GB50180-93（2002年版）.中国建筑工业出版社，2002.7

［3］建设部.中华人民共和国行业标准《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-2008.中国建筑工业出版社，2008.6

［4］北京照明学会照明设计专业委员会编《.照明设计手册》(第二版）中国电力出版社，2006.12