城市道路照明的设计与维护管理实战经验

    中国照明特别报道：随着城市的发展和科学的进步以及人们对美好生活的向往，城市照明的社会意义愈发凸显。城市照明分为功能照明和景观照明两部分。道路照明作为重要的城市基础设施，起到保障交通安全、提高交通运输效率、方便人民生活、满足治安防范需求和美化城市环境的作用。景观照明起到塑造城市夜间形象，增加城市魅力，丰富人们夜间生活的作用。作为一名照明行业的从业者和城市照明职能部门的管理者，在实际工作中，发现城市道路照明设计与后续维护管理存在一定的脱节问题。因此，浅谈几点关于道路照明设计与维护管理的思考。
    一、关于照度标准与节能指标的矛盾
    随着城市建设的发展，针对于已成型道路的道路照明设施改造，是解决既有道路的照明功能欠缺的主要手段。既有道路不同于新建道路，相关城市基础设施、设备存在不可移动性。例如，树木作为有生命的城市基础设施存在不可移动性。已成型道路两旁或中间的行道树随着时间的推移，树身增高、冠幅扩大，成荫成林。并且，园林管理部门出于行道树造型美观的目的，对树木开叉较低，树冠幅面所占跨度大的树木，也不同意进行大幅度修剪。因此，造成了树木对于路灯光线遮挡严重，灯具光线不能有效投射于路面，灯具功率不能充分利用，需要相应增加灯具功率，才能满足照度标准。
    然而，在《城市道路照明设计标准》( CJJ45-2015)中，机动车道路照明以功率密度作为照明节能的评价指标，对灯具功率予以了相应限制。节能指标要求灯具功率在限值内，没有充分考虑树木遮挡导致的照度损失。设计出图必须满足节能强制性规范的限制，只能满足理论计算照度，不能满足实际所需的照度标准。因此，照度标准与节能指标存在着标准上的矛盾。
    本人认为，照度标准的满足应是前提，只有在充分满足使用功能要求的基础上，才能考虑相应节能标准。因为仅为满足节能指标，而致使道路照明不能满足照度标准，不能给驾驶员及行人带来安全的照明环境，无疑是得不偿失。
    例如：在湘潭市河东主要道路的照明改造中，设计院根据《城市道路照明设计标准》出的设计图，理论上是既能满足照度标准又能满足节能指标。但当时，湘潭市灯饰管理处提出这些道路两侧已有的高大乔木对光照存在阻挡，应相应提高光源功率以满足实际照度要求。但设计方因节能指标原因未能增加光源功率，最终导致工程实测不能满足照度标准而导致返工。
    故此，道路照明应优先考虑照度标准，满足使用要求。在此基础上，应采用节能型灯具以及高效节能的附属设施，尽可能降低功率损耗，以此减小能源消耗，实现节能。道路照明节能的原则应是在保证不降低视觉要求，不降低照度标准的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，最有效地使用照明能源。
    二、关于照明线路的整合
    照明供电网络由馈电线、干线和分支线组成。馈电线是将电能从变电所低压配电屏送至照明总配电箱的线路，干线是将电能从总配电箱送至各照明分配电箱的线路，分支线即从照明分配电箱分出接至各个灯的线路。     目前，对于道路照明分支线，设计院较常采用分段放射式线路的形式。即增加回路，减少每个回路上的负荷，分段控制。当配电线路发生故障时，影响停电的范围较小。但是，放射式线路采用的导线较多，增加了有色金属的消耗量，同时也占用较多的低压配电箱回路。并且，维护过程中，由于回路较多，线路复杂，查找故障困难，处置及时率有所降低。采用这种方式供电类似于将鸡蛋分散放置于几个篮子里，虽然安全性较好，但增加了篮子的数量。
    由路灯管理部门建设的路灯工程项目，一般采用放射式和树干式混合使用的整合方法。即综合考虑配电箱分散的位置、容量以及线路走向设置线路。就是尽可能挑选最合适的篮子，将鸡蛋集中放在同一篮子里。整合控制有利于减少电缆的消耗量，同时，归并的线路易于清查故障，提高了维护效率。     以湘潭市河东沿江风光带照明设计为例，风光带整体设计范围全长约三公里，采用两台路灯箱变供电，由箱变引出干线至18个分配电箱。原设计分配电箱内回路众多，设置复杂，一旦发生故障，就会引起大面积熄灯，而且故障排查困难。路灯管理部门在接收移交的过程中，对其实施改造，在满足低压配电规范的基础上，归并电缆回路，利用分配电箱距离较近的优势，减少原有回路数量，供电网络采用树干式配电接线方式，从分配电箱向两边辐射送电，一种灯型采用一条回路集中送电。通过改造，充分利用了风光带灯具种类设置较多、灯具之间存在互补和可替代性的特点，满足功能使用要求的同时减少了大面积熄灯的可能，还方便故障的排查，提高了线路维护效率，亮灯率大幅提升。由此可见，对于灯型较多的复杂照明供电网络，应综合考虑配电箱分散的位置、容量、线路走向等因素，使用放射式和树干式混合供电方式，减少每种灯型回路的设置。以灯型分类控制为原则，在配电箱范围内，实现整合归笋，同一种灯型，同一回路控制，这将有效减少后期故障的影响，方便故障的排查。根据上述事例，照明分支线在满足功能、安全、节能的前提下，应充分考虑后期的管理和维护，统筹考虑分类与整合，尽可能实现线路的优化设计。
    三、关于工作井设置的思考
    工作井即在电缆线路的终端、接头和每个灯基础旁的接线位置等处，为方便电缆敷设和日后维修而设置的道路照明附属设施。
    目前，在设计和建设过程中，对于工作井的设置存在不同方式。例如，我们在考察学习某城市的道路照明设施时，发现灯基础旁都没有设置工作井。当地路灯管理部门介绍说，他们采用电缆直埋不设置工作井是出于对市容环境美观和防盗的考量。我们认为，直埋方式给日常维护维修和故障查找和更换电缆带来了极大困难。湖南省各城市大多都在每个灯基础旁设置了工作井，用于灯线与电缆干线或支线的连接。毋庸置疑，工作井的设置给日常维护带来极大便利。因此，由湘潭市路灯部门设计实施的道路照明工程基本做到了一灯一井，杆距根据路幅宽、杆高和光源功率设置为30m左右。实现了工程施工和运行维护时的可操作性，大幅提高了故障排查及维护处置效率。
    笔者认为，首先，过街管道两端应设置工作井，因为过街横道所处位置重要，直接影响了街道两端的电缆运行；同时，横道交通流量大，开挖困难，且开挖及恢复用时较长。因此，过街管道应设置工作井。其次，直线段超过50米应设置接线井，有利于故障的分段排查。然后，灯杆处宜设置工作井。灯杆处由于需要接线，因此存在相应接头，工作井的设置有利于工程建设的实施；并且，工作井的设置易于排查故障，一灯一井问题的体现直观，解决问题的效率将大幅提高，是道路照明平稳运行的有利保障。
    工作井的设置与行道石铺装的整体性以及与绿化植物的设置亦存在冲突。一是过多的接线井无疑影响行道石铺装的设置和整体性；二是绿化带内的工作井影响绿化整体美观。本人根据多年在维护管理职能部门工作的经验，认为，工作井的设置应注重与环境的融合，综合考虑市容环境以及铺装及绿化设置。为此，可使用隐形井盖的设置形式或根据周边环境，在井盖上设置与周边环境相融合的铺装或是绿化。同时，隐形井盖良好的可开启性是工作井持续有效运行的必要条件。相信通过以上几个接线井设置原则的落实，将有效保证日常线路维护工作的正常进行，充分协调工作井设置与市容环境之前的矛盾。
    城市道路照明是为社会提供公共服务的重要基础设施。它不仅可以美化城市，展现城市风采，增强城市魅力，而且可以优化人们夜间生活，促进社会治安管理，具有深远的社会意义。道路照明工程应遵循“三分建，七分养”的建设与维护管理原则。设计的周全、建设的高品质将减少城市照明维护问题的出现。良好的维护管理是城市道路照明持续为市民提供优质夜间出行环境的必要条件。因此，充分协调设计与维护管理的矛盾，权衡设计标准与使用要求，综合考虑前期设计与后期使用的可行性、适用性、科学性，相信将有利于城市照明行业的良性发展。