李涛
苏州城市照明管理处（215005）
苏州城市照明管理处（215005）
摘要：文章论述了在城市住宅小区照明及配电设计中，依据城市道路照明设计标准规范CJJ45-2006，并参考CIE、IESNA的国际照明标准，根据住宅小区道路功能不同用DIALux照度软件反复计算分析确定采用什么样的功能照明方案最合理进行探讨分析。对于城市住宅小区内景观照明也提出了设计上所要注意的要点。对小区内的配电负荷、线路保护及接地保护系统也提出了不同看法，还进一步说明了在配电设计时，所要特别注意的一些问题。
关键词：TN系统；TT系统；配电；照度；均匀度；眩光；DIALux软件
1、引 言
随着我国现代化建设的不断发展,国家经济实力的不断增强,城乡建设也在发生着翻天覆地的变化,人民生活水平不断提高的同时，人们对生存环境的要求也在不断的加强，踏步入住的小区内休闲、散步、观赏景观也成为日常生活的一部分，小区室外照明作为其中的一个主要因素也必须适应新形势的需要。它不仅要满足最基本的功能照明要求,还应该融入景观照明使小区的夜空越来越美观。照明的手法也日趋多样化，从一般性光源到融入高科技，更能满足绿色照明、安全照明。只有合理的设计小区内道路、游路、水池、广场、停车厂照明，才能营造出舒适、宁静、光影影印、休闲散步效果。
2、小区道路功能照明设计要点
居住小区内道路一般分为：主干道（7m-9m）、支路（3m-4.5m）、游路（1m-2m）三种情况见下图，下面我们分三种情况来说明：
图一 小区道路示意图
2.1 小巨主干道
由于现在人民生活水平不断提高，城市小区也在由过去的多层逐渐发展到现在的小高层、高层，造成小区内主干道车辆及行人日渐规模，人车（机动车）混行现象越来越严重，而且这种人车混行现象到了晚上，密度更大，再要按照过去的小区主干道标准去设计势必不符合现代化小区发展的形势，也容易引起交通安全事故，对于路幅≥2车道<4车道小区内小区主干道，笔者认为可以套用《城市道路照明设计标准》（CJJ 45-2006）表3.3.1、表7.1.2 Ⅱ次干路来提高一个档次，路面平均照度维持值可达15lx，这样即提高了照度、减少了交通安全事故，也符合设计标准。运行方式采用全夜运行模式。
对于灯的选型应该尽量选用功能型路灯、截光型灯具单侧排列，灯杆高度要大于7米，
挑出部分容易被车辆刮擦。下面是按路幅9米，档距按32米，光源分别按NG150W和LED104W计算，应用DIALux照度软件计算。
2.1.1对NG150W高压钠灯计算结果见表3和图2至图7。
2.1.2 现对100WLED灯具进行计算，与150W高压钠灯进行比较，LED灯具的安装条件与NG150W基本相同，主要不同的是仰角NG150W多5°,LED路灯为4°，灯臂悬挑NG150W万0.972m，LED为0.509m，其他相同。计算结果见表二和图8至图11。
2.1.3 结论
①从路面平均照度维持值观察满足《城市道路照明设计标准》（CJJ 45-2006）表3.3.1Ⅱ次干路路面平均照度维持值达15lx的要求。
②另外再从两侧各增加5米观察环境光的影响来说，NG150W灯位远端路面最大照度维持值10lx，路面最小照度维持值3.23lx，LED灯位远端路面最大照度维持值5.46lx，路面最小照度维持值1.08lx，两者比较看出由于LED光源的方向性强，亮度梯度变化比较大，对车辆驾驶员来说道路两侧侧石外5米范围应该有一个人眼所适应的环境光，这样才能给正在行驶时的车辆驾驶人员一个反应操作时间。
同时对支路路面照度维持值也提供了借鉴标准（存在一个渐变过程），使主路和支路的路面照度维持值有一个过渡和协过程，更加从人性化角度考虑问题。
③采用LED路灯节能46W，占总功率的31%。
④从LPD值计算结果观察，LPD=每套路灯功率(W)/[有效路幅宽度(m)x路灯间距(m)]=166/(9x35)=0.53＜0.85，满足《城市道路照明设计标准》（CJJ 45-2006）表7.1.2次干路对照明功率密度值的要求。
2.2、小区支路
对于小区内楼房前支路来说，消防规范规定一般不准有车辆行驶或泊车，特别是在晚上。在选用路灯上，应该尽量采用3.5米左右单侧排列的低杆半截光型庭院灯，照度取值应该严格按照《城市道路照明设计标准》（CJJ 45-2006）表3.5.1，的居住区设计，防止光照通过居民窗户映入屋内影响居民休息，光源应该选用3500K-4000k（色温柔和）左右的LED光源或节能光源，这里要说明一点不应该再用汞光源（淘汰产品）。
运行方式：应该采用全夜运行方式。下面是满足《城市道路照明设计标准》（CJJ 45-2006）表3.5.1居住区标准。
①从路面平均照度维持值观察满足《城市道路照明设计标准》（CJJ 45-2006）表3.3.1Ⅱ次干路路面平均照度维持值达15lx的要求。
②另外再从两侧各增加5米观察环境光的影响来说，NG150W灯位远端路面最大照度维持值10lx，路面最小照度维持值3.23lx，LED灯位远端路面最大照度维持值5.46lx，路面最小照度维持值1.08lx，两者比较看出由于LED光源的方向性强，亮度梯度变化比较大，对车辆驾驶员来说道路两侧侧石外5米范围应该有一个人眼所适应的环境光，这样才能给正在行驶时的车辆驾驶人员一个反应操作时间。
同时对支路路面照度维持值也提供了借鉴标准（存在一个渐变过程），使主路和支路的路面照度维持值有一个过渡和协过程，更加从人性化角度考虑问题。
③采用LED路灯节能46W，占总功率的31%。
④从LPD值计算结果观察，LPD=每套路灯功率(W)/[有效路幅宽度(m)x路灯间距(m)]=166/(9x35)=0.53＜0.85，满足《城市道路照明设计标准》（CJJ 45-2006）表7.1.2次干路对照明功率密度值的要求。
2.2、小区支路
对于小区内楼房前支路来说，消防规范规定一般不准有车辆行驶或泊车，特别是在晚上。在选用路灯上，应该尽量采用3.5米左右单侧排列的低杆半截光型庭院灯，照度取值应该严格按照《城市道路照明设计标准》（CJJ 45-2006）表3.5.1，的居住区设计，防止光照通过居民窗户映入屋内影响居民休息，光源应该选用3500K-4000k（色温柔和）左右的LED光源或节能光源，这里要说明一点不应该再用汞光源（淘汰产品）。
运行方式：应该采用全夜运行方式。下面是满足《城市道路照明设计标准》（CJJ 45-2006）表3.5.1居住区标准。
下面是按路幅4米，灯到地3.5米，档距按23米，采用LED光源（12x2.4W），单侧布灯，用DIALux照度软件计算的结果
2.2.1 结论
①从路面平均照度维持值观察，满足《城市道路照明设计标准》（CJJ 45-2006）表3.5.1流量中居住区路面平均照度维持值达7.5lx的要求。
②由于采用低杆半截光型LED庭院灯，由于LED光源方向性比较好，防止了光照通过居民窗户映入屋内影响居民休息。
2.3、 游路
现代化城市住宅小区内有很多休闲小道、凉亭及座椅，目的是给居民一个舒适宁静的散步环境。
① 游路小径灯光设计应该安排在景观灯光设计范畴内，其配电线路及运行控制方式也要和功能照明严格区分开来，因为景观灯光只有在节假日及规定的时间（运行时间以2小时-2.5小时为宜否则影响居民消息）运行，一是防止光照通过居民窗户映入屋内影响居民休息。另一方面也是从节能的角度考虑。
② 灯的选型必须注意与周围建筑物风格和谐统一，造型简洁艺术而不奢华，符合住宅区的特点。
③ 游路宽度一般（1m-2m）因灯具的安装位置较低要特别注意控制眩光，灯具高度要根据路宽以及周边建筑物高度选取，通常为0.6~ 1.2倍道路宽度，不宜过高。
④ 游路灯光主要是给行人一个路径的引导，应尽量降低照度，灯具安装间距要小常为8~ 15，给人以幽静舒适的感觉，建议以小功率高显色LED及荧火灯为主，但荧火灯不适用于冬季室外温度较低的地区。灯具安装高度低于2 .5m 时，从安全角度宜采用乳白PC磨砂罩。照植物及树木的投光灯通常选用LED埋地灯和LED投光灯两种，从安全及光污染角度考虑，小区内尽量少用大功率的投光灯。
⑤ LED投光灯一般不立杆安装，有条件时可利用树丛隐蔽，但应尽量放在常青树木下。考虑到住宅区的特点，一般不对高大树木进行投光照明，不应直接在树叉上安装，以免影响树木的生长。LED埋地灯和LED投光灯的用色要和谐统一，但应注意重点使用，不应过多或过亮，以免破坏静逸的休息环境，在住宅区内适当使用可调节夜间环境气氛。
⑥ 在设计草坪灯时，草坪灯一般离地40cm~70cm 安装，最高不宜超过1m ，但要谨慎少用，原因是因晨练，损坏太严重（人的原因）。
3、小区照明供电、控制及配电线路安全保护接地系统：
小区路灯配电应按区域、片分路进行供电，每路控制的灯盏数不能太多（一般最多不超过25套），防止一路跳闸小区内大面积路灯不亮。
3.1 路灯（景观灯）计量控制箱
① 路灯（景观灯）计量控制箱应该尽量安装在小区负荷中心靠近供电分支箱处，这样可以减小供电半径降低电压损失。
② 由于计量、运行方式的不同及方便市政部门统一管理，路灯（景观灯）计量控制箱应该尽量分开设置，并且安装在室外。
③ 城市小区采用集中遥控系统比较多，就是在路灯（景观灯）计量控制箱内安装一套智能照明控制终端，通过电信公网或专网由市政部门（集中控制室）统一开关灯，一是加强供电可靠性，方便居民，减少罪案发生。二是防止个别开发商侵占小区居民利益。
④ 集中控制时要满足《城市道路照明设计标准》（CJJ 45-2006）6.2.2：道路照明采用集中遥控系统时，远动终端宜具有在通信中断的情况下自动开关路灯的控制功能和手动控制功能的要求。
3.2 路灯（景观灯）配电线路
除按常规计算几点：导线截面其导体载流量不应小于计算电流；线路电压损失不应超过允许值；导体应满足动稳定与热稳定的要求；导体最小截面应满足机械强度的要求，要特别主意的几点：
① 道路照明配电出线回路特点是供电线路长、负荷小，小区内出线回路一般都是单相供电，采用的保护都是在出线回路首端安装断路器，达到短路保护、过负荷保护及配电线路电气火灾保护目的，所以说断路器的选择计算整定值是非常重要的，断路器动作情况直接影响整个出线回路的安全。
② 城市道路照明设计标准（CJJ45-2006 6.1.3条）允许电压损失，正常运行情况下，照明灯具端电压应维持在额定电压的90%-105%，220V单相供电为额定电压的＋5％，－10％，则为198～231V，就是说只要末端电压不低于198V，就符合要求。
③ 由于道路照明供电线路长、负荷小、导线截面较小，则回路阻抗较大，故其末端单相短路电流较小，这样就有可能在发生末端单相短路故障时出线保护开关不动作即单相接地故障出线保护开关灵敏度的问题，下面给出了一组出线开关灵敏度厂家实验数据（不同线径所要求的供电半径）。
3.3 安全保护接地系统
根据城市道路照明设计标准（CJJ45-2006 6.1.9条）：道路照明配电系统的接地形式宜采用TN-S系统或TT系统，金属灯杆及构件、灯具外壳、配电及控制箱屏等的外露可导电部分，应进行保护接地，并应符合国家现行相关标准的要求。
我们苏州地区小区从80年代开始一直采用的是TT系统接地并设专用的接地线（PE线）系统，特点和优势：
①、降低了保护接地电阻，使故障电压低于安全限值。
②、如果发生接地故障，TT系统总等电位连接能够防止人身间接电击。
③、TT系统还能防止故障电压沿保护钱传至正常用户，防止故障扩大。
4、结 论：
随着我国现代化建设的不断发展,小区室外照明作为其中的一个主要因素也必须适应新形势的需要。它不仅要满足最基本的功能照明要求,还应该融入景观照明使小区的夜空越来越美观。本文重点分析了城市住宅小区，主干路、支路、游路选用的功能照明及景观照明不同之处，方案及施工图设计时要注意的一些要点，并用照度软件计算出各种参数指标进行比较分析得出结论，最后再从计量控制箱、配电线路及接地的保护做了分析，提出了设计要点。
本文主要是对城市住宅小区道路照明，配电保护提供了一些设计上的参考依据。
参考文献
[1] 《低压配电设计规范》GB50054-2011
[2] 《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006
[3] 《按城市道路照明工程施工及验收规程》CJJ89-2012
[4] 《民用建筑电气设计规范》JGJ／T16-2008
①从路面平均照度维持值观察，满足《城市道路照明设计标准》（CJJ 45-2006）表3.5.1流量中居住区路面平均照度维持值达7.5lx的要求。
②由于采用低杆半截光型LED庭院灯，由于LED光源方向性比较好，防止了光照通过居民窗户映入屋内影响居民休息。
2.3、 游路
现代化城市住宅小区内有很多休闲小道、凉亭及座椅，目的是给居民一个舒适宁静的散步环境。
① 游路小径灯光设计应该安排在景观灯光设计范畴内，其配电线路及运行控制方式也要和功能照明严格区分开来，因为景观灯光只有在节假日及规定的时间（运行时间以2小时-2.5小时为宜否则影响居民消息）运行，一是防止光照通过居民窗户映入屋内影响居民休息。另一方面也是从节能的角度考虑。
② 灯的选型必须注意与周围建筑物风格和谐统一，造型简洁艺术而不奢华，符合住宅区的特点。
③ 游路宽度一般（1m-2m）因灯具的安装位置较低要特别注意控制眩光，灯具高度要根据路宽以及周边建筑物高度选取，通常为0.6~ 1.2倍道路宽度，不宜过高。
④ 游路灯光主要是给行人一个路径的引导，应尽量降低照度，灯具安装间距要小常为8~ 15，给人以幽静舒适的感觉，建议以小功率高显色LED及荧火灯为主，但荧火灯不适用于冬季室外温度较低的地区。灯具安装高度低于2 .5m 时，从安全角度宜采用乳白PC磨砂罩。照植物及树木的投光灯通常选用LED埋地灯和LED投光灯两种，从安全及光污染角度考虑，小区内尽量少用大功率的投光灯。
⑤ LED投光灯一般不立杆安装，有条件时可利用树丛隐蔽，但应尽量放在常青树木下。考虑到住宅区的特点，一般不对高大树木进行投光照明，不应直接在树叉上安装，以免影响树木的生长。LED埋地灯和LED投光灯的用色要和谐统一，但应注意重点使用，不应过多或过亮，以免破坏静逸的休息环境，在住宅区内适当使用可调节夜间环境气氛。
⑥ 在设计草坪灯时，草坪灯一般离地40cm~70cm 安装，最高不宜超过1m ，但要谨慎少用，原因是因晨练，损坏太严重（人的原因）。
3、小区照明供电、控制及配电线路安全保护接地系统：
小区路灯配电应按区域、片分路进行供电，每路控制的灯盏数不能太多（一般最多不超过25套），防止一路跳闸小区内大面积路灯不亮。
3.1 路灯（景观灯）计量控制箱
① 路灯（景观灯）计量控制箱应该尽量安装在小区负荷中心靠近供电分支箱处，这样可以减小供电半径降低电压损失。
② 由于计量、运行方式的不同及方便市政部门统一管理，路灯（景观灯）计量控制箱应该尽量分开设置，并且安装在室外。
③ 城市小区采用集中遥控系统比较多，就是在路灯（景观灯）计量控制箱内安装一套智能照明控制终端，通过电信公网或专网由市政部门（集中控制室）统一开关灯，一是加强供电可靠性，方便居民，减少罪案发生。二是防止个别开发商侵占小区居民利益。
④ 集中控制时要满足《城市道路照明设计标准》（CJJ 45-2006）6.2.2：道路照明采用集中遥控系统时，远动终端宜具有在通信中断的情况下自动开关路灯的控制功能和手动控制功能的要求。
3.2 路灯（景观灯）配电线路
除按常规计算几点：导线截面其导体载流量不应小于计算电流；线路电压损失不应超过允许值；导体应满足动稳定与热稳定的要求；导体最小截面应满足机械强度的要求，要特别主意的几点：
① 道路照明配电出线回路特点是供电线路长、负荷小，小区内出线回路一般都是单相供电，采用的保护都是在出线回路首端安装断路器，达到短路保护、过负荷保护及配电线路电气火灾保护目的，所以说断路器的选择计算整定值是非常重要的，断路器动作情况直接影响整个出线回路的安全。
② 城市道路照明设计标准（CJJ45-2006 6.1.3条）允许电压损失，正常运行情况下，照明灯具端电压应维持在额定电压的90%-105%，220V单相供电为额定电压的＋5％，－10％，则为198～231V，就是说只要末端电压不低于198V，就符合要求。
③ 由于道路照明供电线路长、负荷小、导线截面较小，则回路阻抗较大，故其末端单相短路电流较小，这样就有可能在发生末端单相短路故障时出线保护开关不动作即单相接地故障出线保护开关灵敏度的问题，下面给出了一组出线开关灵敏度厂家实验数据（不同线径所要求的供电半径）。
3.3 安全保护接地系统
根据城市道路照明设计标准（CJJ45-2006 6.1.9条）：道路照明配电系统的接地形式宜采用TN-S系统或TT系统，金属灯杆及构件、灯具外壳、配电及控制箱屏等的外露可导电部分，应进行保护接地，并应符合国家现行相关标准的要求。
我们苏州地区小区从80年代开始一直采用的是TT系统接地并设专用的接地线（PE线）系统，特点和优势：
①、降低了保护接地电阻，使故障电压低于安全限值。
②、如果发生接地故障，TT系统总等电位连接能够防止人身间接电击。
③、TT系统还能防止故障电压沿保护钱传至正常用户，防止故障扩大。
4、结 论：
随着我国现代化建设的不断发展,小区室外照明作为其中的一个主要因素也必须适应新形势的需要。它不仅要满足最基本的功能照明要求,还应该融入景观照明使小区的夜空越来越美观。本文重点分析了城市住宅小区，主干路、支路、游路选用的功能照明及景观照明不同之处，方案及施工图设计时要注意的一些要点，并用照度软件计算出各种参数指标进行比较分析得出结论，最后再从计量控制箱、配电线路及接地的保护做了分析，提出了设计要点。
本文主要是对城市住宅小区道路照明，配电保护提供了一些设计上的参考依据。
参考文献
[1] 《低压配电设计规范》GB50054-2011
[2] 《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006
[3] 《按城市道路照明工程施工及验收规程》CJJ89-2012
[4] 《民用建筑电气设计规范》JGJ／T16-2008