摘 要：路灯作为城市重要的基础设施，在保障城市交通安全、社会治安、人民生活和美化环境等方面发挥着不可替代的重要作用。截止2010年底， 北京全市路灯已达50万盏，年耗电量约5亿千瓦时，因此在提倡节能减排的今天，推进路灯节能工作有着极其重要的现实意义。本文首先回顾了北京路灯管理中心“十一五”期间城市照明节能工作，并简述了“十二五”期间北京路灯节能工作的设想和具体实施方案。
关键词：北京路灯 “十二五”节能 城市照明
“十一五”期间，在北京市市政市容委的正确领导下，路灯管理中心积极响应国家节能减排政策，严格按照《“十一五”城市绿色照明工程规划纲要》等相关文件要求，着力开展路灯节能工作。通过引进推广节能设备、提高路灯管控水平等多项举措，实现年节约用电1600万千瓦时，节约电费1290万元。
为做好路灯“十二五”的节能工作，按照北京市政市容委的指示和要求，路灯管理中心在结合路灯专业管理经验的基础上，研讨并提出了北京路灯“十二五”节能工作设想。通过加强分时分区分级控制、建立健全节能工作机制等管理手段及提升规划设计水平、推广高效节能设备等技术措施，更加深入持续地推进节能工作。按此节能工作设想，“十二五”期间可实现路灯年节电2000万千瓦时，为“人文北京、科技北京、绿色北京”建设作 出积极贡献。
“十一五”路灯节能工作简要回顾
“十一五”期间，管理中心坚决贯彻落实国家倡导的节能减排政策，采取了多种措施进行节能，同时将此理念贯穿于项目的新建、改建、扩建等各个环节，实现了“十一五”节能目标。期间我中心做了如下节能减排工作：
一、利用科技进步引入高效长寿光源代替落后光源。主要是利用电磁感应无极灯（以下简称无极灯）替换高压汞灯和白炽灯。2006年和2008年分两期对长安街华灯进行了节能改造，用85W无极灯替换球灯中的2896只自镇流GGY450W汞灯；用100W电磁无极感应灯替换863只500W半球反射型白炽灯。每年节约用电570.2万千瓦时。
二、安装高科技设备。2009年实施安装节能器100台，2010年安装94台，通过稳定变压器输出电压来提高电力供应的质量，一方面延长光源寿命，另一方面达到节能的目标。一年可节约用电约371.18万千瓦时。
三、桥下安装无极灯，替换原来的高压钠灯。2008年对北京92座立交桥下的投光灯进行改造，用两盏85W无极灯替换了原来的150W钠灯，总计更换安装了2642只。每年可节约用电84.7万千瓦时。
四、老旧配电室改造。2005至2007年，分三年完成了68座老旧配电室的改造，将原来不节能的老旧变压器全部更换为节能型变压器，更换的11系列变压器比7系列的空载损耗降低30%以上。每年可节约用电每年可节约用电64.33万千瓦时。
五、有载调压变压器的推广使用。自2001年中心引进使用的箱式变压器全部采用了有载调压型，在后半夜电网负荷减少时电压升高的情况下通过降压来达到节能和延长光源寿命的综合效果。在2009至2010年由市政市容委指派我中心组织调研、设计、实施的102个城中村路灯工程项目中，我们特别重视节能减排工作，按照住建部要求在材料招标时，加入灯具效率等指标，通过引入高效灯具，来提高光电转化效率，达到了更小消耗更高照度的目标。另外将160余台变压器全部采用了有载调压变压器。应用的有载调压变压器保守估计每年可节约用电50万千瓦时（因电压波动，无法准确测量和计算）。
六、采用半夜灯控制。在一些具备条件的道路上在后半夜熄灭一排路灯，或者熄灭双灯中的一盏，以保证照明随需求而合理变动。此项举措可年节约用电460万千瓦时。
上述措施的联合实施成效显著，合计每年可节约用电1600万千瓦时，节约电费1290万元。假设这些电能由火力发电而来，相当于一年节约标准煤6400吨、减少二氧化碳排放15952吨、节约发电用纯净水64000吨。（每节约一度电，意味着相应节约了0.4千克标准煤，4升净水。同时减少污染排放约0.272千克炭粉尘，0.997千克二氧化碳，0.03千克二氧化硫，0.015千克氮氧化物。）而且此成果的取得是在定量财政资金的支持下仅对一定比例设备进行改造升级的结果。
路灯“十二五”节能工作设想
目前住房和城乡建设部有关绿色照明的“十二五”规划正在积极编制中，在国家提出发展方式转变、经济产业结构升级的大背景下，“十二五”
期间，国家对节能减排将有更高要求。结合行业管理经验和当前北京市路灯管理中心具备的实际条件，特研讨梳理了路灯管理中心的“十二五”节能设想，用于指导日常工作，促进道路照明节能工作的开展。按照设备的使用状态划分两大类，一类是存量设备（已投入运行），一类是增量设备（即将投入运行）。据此分类，可分别采用不同的方法来实现路灯节能，推进首都城市照明绿色环保工程，分类方法如下表：
具体实施方案及计划如下
一、存量设备节能方法
（一）规划更合理、更科学的开关灯时间。
目前首都运行的路灯开关灯时间表是1996年通过跟踪测试后依据民用晨光始、昏影终时间，结合北京的纬度来确定的，其基本符合北京市的道路照明需求。但是自2007年新的《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2006）开始生效执行，将原标准规定的开、关灯照度水平2--10Lx,修订为开灯照度水平15Lx、关灯照度水平30/20Lx,使得此时刻表需要进一步调整。
除标准变化外，一些客观需求也发生了变化。近年随着首都经济的发展，使得夜间工作、休闲、娱乐等各项活动增多，车辆和行人成倍增加，特别是2010年错峰上班时间的调整，使得开关灯时间的需求有了一些变化，需要进一步完善。主要依据在于：第一，当初的开关灯测试采样在一年内完成，受当年个别异常天气影响，数据采集不具有普遍性和代表性，存在夏天个别时段亮灯早，初冬个别时段亮灯稍晚的不合理现象；第二，路灯需求的总体时间宽泛了，早出晚归的人越来越多，开关灯时间越来越受关注，影响越来越大。例如交通法规将路灯开启时间作为汽车开灯的参考时间；第三，北京市实行错峰上下班后，相当一部分人早上出发晚一个小时，晚上下班晚一个小时，使得早上路灯受关注度下降，晚上及时亮灯的需求更迫切。
我们已经在为完善开关灯时间做测试，自2009年开始跟踪测试每天的开关灯前后的照度，最晚在2011年即可对现行亮灯时间进行微调完善，并推广至全北京市。届时将改变个别地区亮灯早、熄灯晚的耗能行为，从而达到节能目的。调整后的开关灯时间，将更人性化、更科学合理。
（二）加强分时、分区、分级控制，科学稳妥的推广半夜灯的控制方式。
半夜灯主要是指在后半夜车少人稀时，在双排路灯或双光源灯具内熄灭一排路灯，在早上人流恢复后再恢复照明，让路灯照度随需求而科学调整。
但目前的半夜灯存在着方式单一，分级不清的弊端。半夜灯统一在子夜12点熄灭，在路灯早晨熄灯前90分钟的时点恢复。但实际上在二环内和五环外实际照明需求区别很大。更科学合理的方式应该是在越偏远的地区越应该更早关闭半夜灯，更晚恢复点亮半夜灯。例如可定义在车流量下降到某一定值或者降低到最高峰值的一定百分点时开始关闭半夜灯，当车流恢复到某一定值或达到最高峰的一定百分点时再点亮半夜灯。这样显然更加科学合理，但需要更精准的管理，而且地区经济的发展会引发参考值的变动，需要定期调整。从而实现真正意义上的分时、分区、分级控制。
目前中心登记在册的设有半夜灯道路共计367条，总功率为2262kW,半夜灯燃点时间约为正常路灯的一半左右，即2035小时，则每年节电量可达
460.317万千瓦时。自2011年起，中心计划将半夜灯分出两级：一级半夜灯在23:00熄灭，凌晨也不再恢复点亮，主要适用偏远地区和非重点地区；二级沿用目前的半夜灯设置模式，24:00熄灭路灯，早晨熄灯前90分钟的时点恢复点亮，并尝试在人员、技术条件具备时向三级甚至四级推进，以实现更精准的控制。
（三）增加对灯具的擦拭频率，减少因尘埃附着导致的灯具光效降低，制定合理可行的擦拭周期及擦拭标准。
目前因为人员紧张（308人），路灯设备量大（截止到2010年10月31日中心共管辖路灯209659万盏），交通审批手续受限较多。每年对路灯的擦拭年均不足一次。但是经过专家的测试灯具在运行一年以后，通过对灯具表面、反光板的有效擦拭清洗，可提高光输出10--40%（主要由灯具表面及灯具内反光板附着尘埃多少决定）。通过加强灯具擦拭来提高节能水平减少能源浪费已获得行业主管部门和专家的认可。
结合道路规模，对于不同规模灯盏数的道路可执行不同的擦拭方式。在少于100盏（估数，具体还要经过实践检验）不是特别繁华的道路上采用升高车直接擦拭的方式。为了减少交通占道，引发交通拥堵，在重要的、数量成规模的道路上可采用渐进阶梯式的擦拭方式。关于擦拭的时间，最理想为一年两次，一是开春雨季前（惊蛰前后），擦拭可防止尘埃随雨水进入灯具内，另外可与修剪树枝工作结合，提高劳动效率；二是在中秋节后，小飞虫已基本绝迹，可以一次性清除灯具内的小飞虫尸体，而且未上冻前更适宜擦拭工作。
依据中心目前的人员数量及维护经费，计划自2011年始在管辖的187条重点道路执行春季灯具擦拭工作（一年一次），并逐步向一年两次擦拭过渡、向非重点道路范围扩展。
（四）按季节进行适当修剪树枝工作，同时在设计时注意灯杆位置、杆高、杆型选配尽量减少灯树矛盾。
路灯的规划位置与树木一般都在路牙侧一米内，路灯档距在25--40米，树木一般在5米，也就是灯杆和树木间的理论上距离最大也就2.5米。如国槐、银杏巨大的树冠可包围住路灯灯具，使得灯光不能有效照射到路面，形成树与灯的矛盾。为此，按照《城市照明管理规定》的要求，在靠近灯具附近的树枝，进行适当的修剪树枝工作非常必要，该项工作可与灯具擦拭同步进行，以提高劳动工时效率。同时在设计的初始阶段就要充分考虑灯型的选择，在位置可选择的情况下，尽量远离树木；在灯杆位置相对固定时通过杆型、杆高的设计尽量减少树对灯的影响，如长安街为了减少国槐对路灯的影响设计了3米的灯臂，在万寿路，选用了3.5米步道灯来躲避树冠。
（五）逐步淘汰正在运行的高耗低效的照明设备，如老旧变压器、低光效灯具和汞灯等光源电器。
随着国家各项节能减排政策的推出，老旧的变压器、低光效的灯具和光源会被列入淘汰行列。北京市电力公司的技术改造原则中已明确规定，在运变压器的节能等级不低于9系，新装变压器不低于11系。路灯管理中心在运的9系以下的变压器目前尚有613台，其中位于五环内的，将随架空线路入地工程而改造为节能型变压器，并列入年度路灯改造项目陆续更换，力争在2015年底前消灭9系以下的在运变压器。该举措实施完毕，经测算可实现每年节电约228万千瓦时。2010年6月住建部和发改委联合印发的《加强城市照明节能管理严格控制景观照明》（建城[2010]92号），文件中已将高压汞灯列入淘汰行列。计划在2011年全部更换淘汰57688只高压汞灯（项目已获批），如全部更换完毕，初步估算可实现每年节电305万千瓦时。未来5年更换淘汰约5000盏老旧灯具（随着时间推移，每年还会产生新的因运行年限过期而变为老旧非节能灯具），在不增加能耗的情况下实现更高的照度、更好的均匀度，从而实现广义上的节能。未来5年内将逐步更换50基左右高杆灯的400W高压钠灯，全部更换为1000W投光灯，在提高照度的前提下，通过减少单基高杆灯总负荷来节能，该项改造工程实施完成，推算可实现年节电77.3万千瓦时。
二、增量设备节能方法
（一）通过科学的规划、合理的方案、巧妙的设计来实现节能。
城市照明专项规划首先根据北京市功能照明与景观照明的需要，提出照明的量化指标；其二，根据城市自然地理环境、人文资源和经济水平，按照城市道路等级确定其照明效果；其三，制定城市照明的环保与节能的具体措施，提出实施方案。在方案制定阶段要优选各类照明方案，要考虑道路现在、将来的交通流量，确定实际的道路照明需求，突出分时、分级的理念。在设计阶段，要尽量合理地布置路灯位置，严格选择节能环保型的设备，因为路灯的节能必须依靠众多设备的协同效应，从变压器的节能等级、控制方式、电缆材质、灯具、光源、镇流器、电容、触发器的选择来实现。特别是立交桥等复杂地区的照明，更要周全考虑，综合利用高杆灯、分散灯、隧道灯等全面保障照明，尽可能多的使光照射到有效区域。
（二）继续推广使用成熟的节能设备，如无极灯、有载调压变压器。
积极推广应用经过实际检测并适用的节能产品，提高它们的应用率，如电磁感应无极灯以其高效率（功率因数0.98）、高显色性（显色指数80）、长寿命（6万小时）获得了认可。在步道灯、华灯和隧道灯上已获得普遍应用。而为了适应北京后半夜负荷减少后电压的升高，我中心引入了有载调压的变压器，一方面可以节能，另一方面还可以延长光源使用寿命，从而实现综合节能。
目前中心正在积极策划申请第二批次的立交桥下更换无极灯，通过170W（85W*2）无极灯替换250W高压钠灯，可节能32%.目前北京市尚存可替换桥下灯
约2200盏（主要分布在西客站隧道和四环的立交桥下），该工程实施完毕，可实现年节电71.6万千瓦时。
（三）积极尝试引入各类新型节能设备，如LED路灯、变功率镇流器等，并在条件成熟时予以积极稳妥的推广。
随着科技进步，总会有一些新产品推陈出新，对此，我们将积极地将这些新型的节能产品进行实践检验，从单体实验到批量实验再到分区推广实验，直至成熟应用。例如未来可能成为新一代光源的LED路灯，有着光效高、显色性好、寿命长等特点，虽然目前在配光、光衰等方面有待进一步完善，但也该看到其迅猛的发展态势。按照国资委、住建部等六部委联合印发的《关于印发半导体照明节能产业发展意见的通知》（发改环资[2009]2441号）中，已明确提出到2015年LED功能性照明市场占有率要达到20%,在北京市路灯管理中心管辖的范围内的应用量达到4万盏左右。假如在LED发展成熟的条件下，实现4万盏LED的安装规模，则保守估计可实现年节电814万千瓦时（按平均每盏节电50W计）。
目前中心正在实验变功率镇流器，通过镇流器的功率调整把400W钠灯降低到250W,在车少人稀时实现相应的光照调节，该措施可实现节约电能20%左右的目标。
单灯控制系统已在一些城市有所应用。该系统不但可以实现单灯的控制、监测，更突出的功效是可以实现功率的调节，一般均可实现功率的分级调整，技术先进的可实现一定范围内的无级调控。该系统还可结合LED路灯应用，对LED灯实现功率的无级调控。该系统技术成熟后，应用于路灯系统可进一步突出分时、分级控制的理念。
（四）运维模式变革。改变当前单一的自然寿命式更换，在重要地区和偏远地区试行经济寿命更换。
根据当前设备的自然使用寿命规律，以及运行维护过程中的人员和车辆消耗，经过论证后，结合电价、设备能耗变动曲线、检修时的交通拥堵状况等，改变当前的自然寿命（寿终不能工作时）更换的运行模式，改为集中按节能的经济寿命统一更新。对于地域较远，巡修里程较长，交通拥堵的地区，就可考虑采用经济寿命，进行整体更换。即光源燃点一定时间后统一更新，然后将未损坏的光源就近使用，既可避免浪费又能降低维护成本，减少车辆的汽油、柴油等消耗。
（五）机制创新。一是节能指标的突出，二是节能考量的标准。
1.目前节能作为众多技术指标中的一个并未被突出。在设备的招标、采购所列出的各项技术指标中不乏节能指标，但混同于价格因素、外观因素等各项指标中。而作为起关键作用的投资建设方，更多时候还是考虑价格因素。前期的方案、设计等则会尊重建设方意见，工程验收更多的是参照设计目标是否实现，从而使得建、管、养整个链条受制于建设方意识的单一环节。
在升级改造时，一般动用财政资金，经过财政局的评审，评审的参考为地方的造价信息，同类产品参考中间价。由此在后期采购时很难满足采购优质节能设备的需求。此一系列环节都需要更多的主管部门来重视节能要求，从而实现链条的、系列的节能。
2.节能考量机制：城市照明工程所采用的所有设备应综合考虑设备制造过程能耗、运输过程能耗、使用运行能耗、废弃后处理的能耗等全生命周期的能耗，而不能单单站在行业使用的角度局部考量。例如要引入并推广LED路灯应同时考虑其先期从提炼硅原材料消耗的电能等全寿命能源消耗，而不能单单考虑其在制成品应用过程中的能源消耗。同时必须考虑其对环境的影响，是否制造时和废弃后有污染，是否会消耗很多纯净水等各类因素。
以上是路灯节能工作的一些设想，许多工作还需要更细致的技术规范和管理规定来完善，更需要路灯从业人员站在历史发展的高度、站在国家全局的角度认真思考积极谋划城市照明的节能工作。同时更需要上级的支持和财政资金的保证。