北京大學(xué)校園環(huán)境幽雅，景色迷人。路燈以及庭院照明對(duì)于夜晚校園環(huán)境的烘托具有非常重要的意義。目前校園路燈線路、系統(tǒng)及燈具都比較陳舊，正在陸續(xù)進(jìn)行整體校園路燈改造。最近我接受委托對(duì)北京大學(xué)幾條道路的路燈進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)于全校的路燈現(xiàn)狀有了一定的了解。下面我把自己在校園路燈改造設(shè)計(jì)中所考慮的一些問題，北京大學(xué)校園路燈現(xiàn)狀以及智能照明調(diào)控裝置做一介紹。
一、室外照明的系統(tǒng)及控制方式
北京大學(xué)校園的室外照明包括建筑物庭院照明及路燈照明兩個(gè)系統(tǒng)。一些大型的新建筑物有各自的庭院照明系統(tǒng)。電源一般引自建筑物內(nèi)部，開啟和熄滅由各自建筑物內(nèi)的控制箱進(jìn)行控制。道路照明為另一單獨(dú)系統(tǒng)。由于北京大學(xué)校園面積非常大，無(wú)法用一個(gè)路燈控制箱控制全校的路燈。因此把校園分為若干個(gè)區(qū)域，設(shè)立若干個(gè)路燈控制箱控制本區(qū)域的路燈。每個(gè)控制箱的電源取自附近的低壓供電系統(tǒng)。
路燈系統(tǒng)的控制方式目前采取中心控制室統(tǒng)一控制開啟及熄滅的公式。中心控制室設(shè)置在水塔旁的控制室內(nèi)。裝有一套亮度時(shí)間控制裝置，按照一定的時(shí)間當(dāng)室外亮度降到一定水平時(shí)便啟動(dòng)本室所控制的路燈系統(tǒng)。同時(shí)將開燈信號(hào)通過(guò)控制線將信號(hào)傳輸?shù)礁鲄^(qū)域路燈控制箱使全校的路燈同時(shí)開啟。等到清晨某一時(shí)刻中心控制室已發(fā)出信號(hào)將全校的路燈熄滅。
二、光源類型的選擇
目前路燈照明所采用光源的主要類型有：金屬鹵化物燈、高壓鈉燈、白幟燈以及節(jié)能燈(緊湊性熒光燈)等。其中高壓鈉燈具有發(fā)光效率高、節(jié)能、色溫適中等優(yōu)點(diǎn)，在路燈中使用非常廣泛。資料介紹通過(guò)智能照明調(diào)控裝置可以使高壓鈉燈和高壓汞燈在需要時(shí)段在節(jié)電電平運(yùn)行，起到節(jié)電效果。因此此次改造設(shè)計(jì)中主要干道上的光源類型我基本上就考慮采用高壓鈉燈。白幟燈色溫柔和，顯色性好。校園中一些支路上照度要求不很高，同時(shí)需要營(yíng)造比較幽靜的氣氛，白幟燈正好滿足這些要求。白幟燈不僅也可以在節(jié)電電平運(yùn)行，同時(shí)由于它不需要鎮(zhèn)流器與之匹配，具有燈泡瓦數(shù)可以隨意更換的特點(diǎn)。因此在部分幽靜的地方我考慮選擇白幟燈。此次改造設(shè)計(jì)的宗旨是主要干道要求比較明亮，一些支路環(huán)境比較幽雅的地方照度不宜過(guò)高，要與周圍的環(huán)境協(xié)調(diào)一致。
目前我校的部分路燈還使用了一些節(jié)能燈(緊湊性熒光燈)，不知什么原因燈具的壽命不很理想，更換比較頻繁。節(jié)能燈無(wú)法在節(jié)電電平運(yùn)行。如果節(jié)能燈質(zhì)量過(guò)關(guān)，節(jié)能燈發(fā)光效率很高，在不需要調(diào)光的地方節(jié)能燈在節(jié)能方面比白幟燈具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
三、金屬燈桿接地
由于此次我們選擇路燈的燈桿均為金屬燈桿，燈桿的接地非常重要。根據(jù)規(guī)定金屬燈桿要設(shè)接地極。我們通過(guò)選擇最終采取下面的接地方式：每盞路燈設(shè)一根19鍍鋅圓鋼標(biāo)準(zhǔn)接地極，用10鍍鋅圓鋼通過(guò)焊接將標(biāo)準(zhǔn)接地極與路燈的金屬底座連接。同時(shí)三芯電纜中的PE線又同該電纜支路所帶每個(gè)路燈的底座連接。從而組成一個(gè)大的接地系統(tǒng)，以確保人身安全。據(jù)實(shí)際測(cè)量單個(gè)路燈的接地電阻大約7歐姆左右。同一支路的多盞路燈接在一起之后接地電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于4歐姆，接地安全得到保障。
四、電纜截面及類型的選擇
路燈系統(tǒng)的特點(diǎn)是線路較長(zhǎng)，線路上的電流不一定很大。選擇電纜截面時(shí)載流量的要求很容易得到滿足，而重點(diǎn)要考慮的是線路壓降問題。解決線路壓降問題的方法就是適當(dāng)加大電纜截面。當(dāng)線路壓降滿足要求時(shí)電纜的載流量已大大超出要求。因此我們選擇電纜截面時(shí)適當(dāng)加粗，這樣不僅滿足減少壓降的要求，為增加路燈燈數(shù)留有余量，同時(shí)由于壓降小，線路損耗就小，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，既延長(zhǎng)了整個(gè)系統(tǒng)的壽命，同時(shí)還節(jié)約電能，非常有意義。另外我們知道，目前室外埋設(shè)的電力電纜主要有兩大類：一類是YJV型，另一類是VV型。相同截面的電纜在壓降方面效果是一樣的，而相同截面的YJV型電纜比VV型電纜要貴一些。當(dāng)載流量滿足并在壓降方面具有相同的效果時(shí)，從經(jīng)濟(jì)方面考慮我們認(rèn)為VV型更為實(shí)惠。VV型目前戶外使用較多的是VV23型和VV22型電纜，這兩種電纜的性能和價(jià)格有一定的差別，VV23型電纜價(jià)格相對(duì)高一些，防水性能相對(duì)較好。VV22型電纜防水性能相對(duì)弱些，VV23但價(jià)格相對(duì)便宜些。根據(jù)以上的特性我選擇在靠近湖區(qū)比較潮濕的地方使用防水性能較好的VV23型電纜，在其他地方選擇VV22型電纜相對(duì)更為經(jīng)濟(jì)。
此次路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)為了便于控制，每相～220V單獨(dú)使用一根三芯電纜，電纜包含相線、零線和保護(hù)接地線。這樣每個(gè)單相支路可以單獨(dú)開斷。
五、路燈的布點(diǎn)
路燈的布點(diǎn)是否適當(dāng)直接關(guān)系到照明的效果。此次改造中絕大部分路段我根據(jù)路況選擇單側(cè)布燈。只在南門的一段主路上采取了雙側(cè)布燈的方式。雙側(cè)布燈大體有兩種方式：一種是對(duì)稱布置，另一種是交錯(cuò)布置，各有優(yōu)劣。對(duì)稱布置的優(yōu)點(diǎn)是比較美觀，但不足之處是照度不夠均勻，適合較寬的道路。交錯(cuò)布置美觀上不如對(duì)稱布燈，但照度比較均勻。由于校內(nèi)道路即使是干道也不很寬，如果對(duì)稱布置照度不均勻的缺點(diǎn)會(huì)更加突出。通過(guò)討論最終采取交錯(cuò)布置方式。具體到路燈點(diǎn)位確定首先要看現(xiàn)場(chǎng)，了解現(xiàn)場(chǎng)情況后在地形圖上標(biāo)出初步的點(diǎn)位，畫出草圖，經(jīng)過(guò)討論之后出正式圖。施工前再按正式圖到現(xiàn)場(chǎng)逐步確定具體燈位，根據(jù)情況適當(dāng)調(diào)整后在燈位上釘上小木樁落實(shí)準(zhǔn)確位置。
六、智能照明調(diào)控裝置
提高學(xué)校路燈系統(tǒng)的總體水平是改造的方向。它包括更換電纜，更換燈具，重新布點(diǎn)，更換控制系統(tǒng)等各個(gè)方面，其中包括一種智能照明調(diào)控裝置的推廣使用。這種智能照明調(diào)控裝置除了可以定時(shí)控制以外還具有以下突出的特性：按程序定時(shí)啟動(dòng)時(shí)輸出電壓不是～220V而是～200V，穩(wěn)定片刻后緩慢升至～220V標(biāo)準(zhǔn)電壓。當(dāng)深夜路面照度要求降低時(shí)，控制器可按程序根據(jù)燈具類型的不同緩慢降低至不同的低電壓以達(dá)到節(jié)能和延長(zhǎng)燈具壽命的目的。之后在黎明前設(shè)定的時(shí)刻再將電壓緩慢升至～220V標(biāo)準(zhǔn)電壓，并在指定時(shí)間熄燈，周而復(fù)始。這種新型智能照明控制器一期需要一定的投入，但它可以大大延長(zhǎng)燈具的使用壽命，同時(shí)具有明顯的節(jié)電效果。長(zhǎng)期效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一次性投入。因此我主張積極推廣使用智能照明調(diào)控裝置。
北京大學(xué)校園面積大，有山有水，有不同的功能區(qū)域，環(huán)境既優(yōu)美又復(fù)雜。在設(shè)計(jì)室外照照時(shí)需要考慮的方面非常多。同時(shí)校內(nèi)不少地方正在建設(shè)或規(guī)劃將改擴(kuò)建，存在著許多不確定的因素。改造設(shè)計(jì)的范圍還要按照學(xué)校管理部門的計(jì)劃要求進(jìn)行。因此此次只做了校園的一部分區(qū)域的路燈改造設(shè)計(jì)。并且其中一部分規(guī)劃中將成為的道路的地方尚有待拆除的建筑物，因此施工的先后順序也是設(shè)計(jì)時(shí)考慮因素之一。另外還要考慮到此次設(shè)計(jì)的新系統(tǒng)同上次已改造以及下次將要改造的系統(tǒng)之間要良好銜接，從而為使不同階段改造的路燈協(xié)調(diào)一致，最終形成一個(gè)統(tǒng)一的整體打下基礎(chǔ)。
大范圍、復(fù)雜環(huán)境的路燈設(shè)計(jì)考慮的因素非常多。需要認(rèn)真調(diào)研，認(rèn)真思考，同時(shí)還要多方面聽取意見，進(jìn)行多次討論，按照多方面的要求統(tǒng)一協(xié)調(diào)，綜合考慮。同時(shí)還要多跑現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)實(shí)際發(fā)生的情況解決具體施工問題。我們相信通過(guò)大家的努力新系統(tǒng)一定會(huì)技術(shù)比較先進(jìn)，節(jié)能可靠。校園的夜景一定會(huì)更加美麗。
