摘要：随着城市的发展，城市道路照明尤为重要，为改善目前路灯照明系统，实现道路照明高效节能的目标，本文对城市路灯改造工程规划对策进行详细介绍，提出了具体改进和完善措施，并结合检测结果以作参考。
关键词：城市路灯；改造；制定方案；检测；措施
在社会能源快速消耗的当下，能源紧缺问题已严重影响了我们的生活，为此，节约能源已经成为必须面对的课题。在能源消耗中，电能消耗占据极大一部分，通过降低照明用电，对旧电照明系统进行改造都是有效节能的措施。因此，通过采用新型高效LED路灯代替原本照明产品对城市路灯进行节能改造，并采用科学有效的检测与控制技术，以实现节约能源的目标。
1 LED路灯改造基本情况及灯具安装条件
某城市现有路灯约5.5万盏，其中城网路灯约3.3万盏，农网路灯约2.2万盏，一二期主要对区内的主干道、次干道和支路的部分城网路灯进行改造。区内道路照明灯具多数采用的是传统的高压钠灯，两期工程共完成9368盏的LED灯改造，型号涵盖210W、196W、168W、100W、48W等多种功率的LED路灯，款式有广场射灯、路灯、庭院灯等。第三期改造也将陆续开展。
城区现有路灯灯杆除了外型上有一定变化外，与高压钠灯连接处的灯臂基本上采用的都是标准化的设计，基于LED路灯的安装比较简便，只需要一条供电主电缆，一个路灯基础及灯杆即可。无需重新更换基础和灯杆，为本次改造节省了大笔费用。而且由于LED路灯的宽电压输入以及一体化设计形式，为将高压钠灯更换为LED路灯提供了良好的条件。部分路段的高压钠灯因电压过低不能启动，换上LED路灯后，因其低电压的适应能力，也能够保证在更换后能亮起来。除部分道路，因灯臂外形比较特殊，需要对灯臂予以更换外，其余路段只需拆掉现状高压钠灯灯具，直接将LED路灯灯具套装在灯臂上，接上路灯分支线路即可，施工上极为简便。
2 制定改造总体规划，边示范、边总结、再推广
首先以打造LED绿色照明示范区为目标，制定了三年高压钠灯改造总体实施计划，即“先城南，再城西，后城北”的三步走计划，为了使LED路灯改造工程顺利开展，按照“边示范、边总结、再推广”的思路，前期我们进行LED路灯的小范围安装改造，并委托第三方专业检测机构对LED路灯的光照度、光衰等性能指标，以及LED路灯与高压钠灯耗电对比情况进行测试，计算节电率。经过五个月的跟踪测试，经第三方检测出具权威的检测报告显示节能效果明显，然后通过对示范路段计算的节电率、拟改造路灯数量和功率、当地电价及其他综合因素，计算出项目改造后形成的节电效益。最后根据示范路实测数据定出将LED路灯考核节能基准线。在积累了相关的数据和经验后，再分阶段、分步骤的完成其他路段的改造。
3 EMC模式在LED路灯改造中的应用
合同能源管理（Energy Management Contracting，EMC）是20世纪70年代在发达国家兴起的一种节能新机制，它是通过与客户签订节能服务合同，为客户提供包括能源审计、项目设计、项目融资、设备采购、工程施工、设备安装调试、人员培训、节能量确认和保证等一整套的节能服务，并从客户进行节能改造后获得的节能效益中收回投资和取得一定利润的一种商业运作模式。
（1）服务模式
关键词：城市路灯；改造；制定方案；检测；措施
在社会能源快速消耗的当下，能源紧缺问题已严重影响了我们的生活，为此，节约能源已经成为必须面对的课题。在能源消耗中，电能消耗占据极大一部分，通过降低照明用电，对旧电照明系统进行改造都是有效节能的措施。因此，通过采用新型高效LED路灯代替原本照明产品对城市路灯进行节能改造，并采用科学有效的检测与控制技术，以实现节约能源的目标。
1 LED路灯改造基本情况及灯具安装条件
某城市现有路灯约5.5万盏，其中城网路灯约3.3万盏，农网路灯约2.2万盏，一二期主要对区内的主干道、次干道和支路的部分城网路灯进行改造。区内道路照明灯具多数采用的是传统的高压钠灯，两期工程共完成9368盏的LED灯改造，型号涵盖210W、196W、168W、100W、48W等多种功率的LED路灯，款式有广场射灯、路灯、庭院灯等。第三期改造也将陆续开展。
城区现有路灯灯杆除了外型上有一定变化外，与高压钠灯连接处的灯臂基本上采用的都是标准化的设计，基于LED路灯的安装比较简便，只需要一条供电主电缆，一个路灯基础及灯杆即可。无需重新更换基础和灯杆，为本次改造节省了大笔费用。而且由于LED路灯的宽电压输入以及一体化设计形式，为将高压钠灯更换为LED路灯提供了良好的条件。部分路段的高压钠灯因电压过低不能启动，换上LED路灯后，因其低电压的适应能力，也能够保证在更换后能亮起来。除部分道路，因灯臂外形比较特殊，需要对灯臂予以更换外，其余路段只需拆掉现状高压钠灯灯具，直接将LED路灯灯具套装在灯臂上，接上路灯分支线路即可，施工上极为简便。
2 制定改造总体规划，边示范、边总结、再推广
首先以打造LED绿色照明示范区为目标，制定了三年高压钠灯改造总体实施计划，即“先城南，再城西，后城北”的三步走计划，为了使LED路灯改造工程顺利开展，按照“边示范、边总结、再推广”的思路，前期我们进行LED路灯的小范围安装改造，并委托第三方专业检测机构对LED路灯的光照度、光衰等性能指标，以及LED路灯与高压钠灯耗电对比情况进行测试，计算节电率。经过五个月的跟踪测试，经第三方检测出具权威的检测报告显示节能效果明显，然后通过对示范路段计算的节电率、拟改造路灯数量和功率、当地电价及其他综合因素，计算出项目改造后形成的节电效益。最后根据示范路实测数据定出将LED路灯考核节能基准线。在积累了相关的数据和经验后，再分阶段、分步骤的完成其他路段的改造。
3 EMC模式在LED路灯改造中的应用
合同能源管理（Energy Management Contracting，EMC）是20世纪70年代在发达国家兴起的一种节能新机制，它是通过与客户签订节能服务合同，为客户提供包括能源审计、项目设计、项目融资、设备采购、工程施工、设备安装调试、人员培训、节能量确认和保证等一整套的节能服务，并从客户进行节能改造后获得的节能效益中收回投资和取得一定利润的一种商业运作模式。
（1）服务模式
（2）EMC的服务流程
本次改造采用EMC模式的合同能源管理方式，即由政府职能部门先行规划，并承诺节约效益返还；节能服务公司提供专业指导；企业与银行合作，以合格产品进行前期投资，然后从节约效益回收投资并获得合理利润。该运作模式具有以下几个特点：一是政府不用资金投入即可完成节能技术改造，所谓“零投入”；二是EMC承担技术风险和经济风险，政府支付给EMC的款项全部来自能源节约所带来的项目效益，用户“零风险”；三是合同结束后，节能设备和后续全部节能效益归政府所有。
项目实施过程中，节能服务公司作为政府和企业间的节能“经纪人”，在项目推进中积极协调，理顺各方关系，从而使企业可集中精力做好产品研发和生产，政府职能部门可专注于项目监督检查、预算审核和验收等方面的把关工作，提高了项目执行效率和工作质量。此次LED的改造，采用合同能源管理EMC模式建立规模化应用示范工程，通过试点区示范，为在全省推广LED节能产品和技术积累了经验。
4 LED路灯改造的检测情况
为了检测整个项目所安装的LED路灯的照明效果与节能情况，职能部门委托了有节能监测服务资质的专业检测机构对整个项目的LED路灯实际照明效果指标（如路面的平均照度、均匀度、及功率密度等）和节电率进行较大规模的抽样实测，从检测结果来看，各规格的LED路灯其平均照度全部符合（符合CJJ45—2006）城市道路照明设计标准要求，除个别路段存在功率密度偏高的现象，照度不够均匀外，整个项目的LED路灯光照度的相关指标总体上是合格的，且照明总体效果情况比较理想（照度测试结果详见表1）。经过测试计算，整个项目的节电率=（所有不同功率型号的高压钠灯单位时间实际功耗之和—所有不同规格型号LED路灯单位时间实际功耗之和）/所有不同功率型号的高压钠灯单位时间实际功耗之和，得出整体节电率为68.49%。达到了合同要求的技术指标，取得了预期的效果。
5 LED路灯改造工程在应用中的经验和改进措施
两期LED路灯改造工程取得了预期的成效，亦积累了大量宝贵的经验及可供借鉴的模式，但在以下几方面还有待进一步完善和改进：
（1）更换后的路灯灯具保管和处理问题
为保证原有灯具在更换时无故遭受损坏，可通过签订相关协议来确保原有旧灯具安全回收。对于回收后路灯灯具的处理，可采取以下方式进行：
1）对于那些破损及老化严重的灯具，应作报废处理，灯具上的各种元器件予以分类，交给回收公司回收，外观较完好的灯具，经清洁处理后，配注：整体节电率=（3933.862-1239.666）/3933.862=68.49%。套成完整的灯具，委托专业公司进行拍卖和销售。这样既保证了资源的重复利用，回收的资金还能继续用于其他路灯改造工程。 2）对于外观较新、较完好的灯具，经清洁处理后，由有关部门出面，捐献给援建的城市或者西部欠发达的地区使用，这样不但减少了灯具的仓储费用，还能将其重新利用，既避免了资源的浪费，也为政府建立了良好的声誉。
（2）在原有EMC运作模式下，增加维护管理的方式
此次LED路灯改造工程完成后，日后的维护工作将由专门的路灯维护单位进行养护维修，鉴于LED灯具目前产品暂时没有统一标准，市场上没有通用产品和配件供应，为保证改造后路灯照明效果，避免保修期内LED路灯改造单位与路灯维护单位之间的相互扯皮，提高维修效率和管养水平，建议采用EMC公司在项目投资回收期间对路灯及配套设施进行全面管理维护的方式，即：以EMC+维护管理的联合体的形式运作，若EMC公司无相关维护资质，可与具有维护资质的公司进行合作，共同对LED路灯进行维护。
（3）个别路段存在功率密度偏高的现象，照度不均匀的问题
虽然LED在保证标准照度要求的情况下，减少了电源的消耗，由于LED路灯是在原来的高压钠灯处直接更换灯头，无法根据LED路灯的光学特征重新进行光学设计，以致灯柱下照度过高，灯柱之间的中间位置照度过低。造成个别路段存在照度不匀。建议在下一步LED路灯节能改造时，应针对直接更换灯头的模式，综合考虑各种具体因素。对LED路灯进行更充分的光学设计和路灯选型，或通过增加可调角度的灯具接头等措施，以改善原有的部分灯距远、灯杆低路段的照度均匀度问题。
（4）攻克难题，探索更系统、科学、快捷的测评体系
本项目涵盖不少老供电系统，城区路灯的控制大部分沿用旧式的控制箱，线路控制和布线方式相对混乱，用电量影响因素复杂，原有的布线和连接存在不少问题，在这种城市用电动态发展及各复杂因素影响的情况下，给准确客观地静态评价LED路灯节电量带来一定的工作难度。建议在本项目现有工作基础上，组织相关单位和部门就“基于城市用电动态发展及各复杂因素影响的情况下准确客观地静态测评LED路灯节电量”这一现实难题，通过申报课题等方式开展联合攻关，从理论模型构建和实证研究等方面进行进一步探索并形成一套更系统、科学、快捷的测评体系。
（5）重视LED产品宣传，营造节能减排的良好氛围
因长期使用的都是黄光的高压钠灯，禅城区居民对LED照明还不了解，因此加强LED照明产品的宣传，让市民了解LED照明产品的节能意义和知识是十分必要的。政府要利用节能宣传周、报告会等多种形式宣传节能的意义和节能知识；新闻媒体要加强对LED照明产品生产企业的宣传报道；教育部门要开展节能知识基础教育，提高全社会的节能意识，引导市民节能减排的理念，营造良好的节能氛围。
6 结语
综上所述，通过结合EMC模式进行科学的节能改造，不但节省了电能消耗量，降低了照明系统运行成本，还使得路面照明效果更加有利于行车，达到了节能的目的，实现了城市绿色建设的要求。
参考文献：
[1] 罗海荣 发光二极管的研究现状与发展趋势[J].半导体光电.1996 Vo117（4）：299～303.
[2] 高吉祥 模拟电子技术（第二版）[M].北京：电子工业出版社，2007.
本次改造采用EMC模式的合同能源管理方式，即由政府职能部门先行规划，并承诺节约效益返还；节能服务公司提供专业指导；企业与银行合作，以合格产品进行前期投资，然后从节约效益回收投资并获得合理利润。该运作模式具有以下几个特点：一是政府不用资金投入即可完成节能技术改造，所谓“零投入”；二是EMC承担技术风险和经济风险，政府支付给EMC的款项全部来自能源节约所带来的项目效益，用户“零风险”；三是合同结束后，节能设备和后续全部节能效益归政府所有。
项目实施过程中，节能服务公司作为政府和企业间的节能“经纪人”，在项目推进中积极协调，理顺各方关系，从而使企业可集中精力做好产品研发和生产，政府职能部门可专注于项目监督检查、预算审核和验收等方面的把关工作，提高了项目执行效率和工作质量。此次LED的改造，采用合同能源管理EMC模式建立规模化应用示范工程，通过试点区示范，为在全省推广LED节能产品和技术积累了经验。
4 LED路灯改造的检测情况
为了检测整个项目所安装的LED路灯的照明效果与节能情况，职能部门委托了有节能监测服务资质的专业检测机构对整个项目的LED路灯实际照明效果指标（如路面的平均照度、均匀度、及功率密度等）和节电率进行较大规模的抽样实测，从检测结果来看，各规格的LED路灯其平均照度全部符合（符合CJJ45—2006）城市道路照明设计标准要求，除个别路段存在功率密度偏高的现象，照度不够均匀外，整个项目的LED路灯光照度的相关指标总体上是合格的，且照明总体效果情况比较理想（照度测试结果详见表1）。经过测试计算，整个项目的节电率=（所有不同功率型号的高压钠灯单位时间实际功耗之和—所有不同规格型号LED路灯单位时间实际功耗之和）/所有不同功率型号的高压钠灯单位时间实际功耗之和，得出整体节电率为68.49%。达到了合同要求的技术指标，取得了预期的效果。
5 LED路灯改造工程在应用中的经验和改进措施
两期LED路灯改造工程取得了预期的成效，亦积累了大量宝贵的经验及可供借鉴的模式，但在以下几方面还有待进一步完善和改进：
（1）更换后的路灯灯具保管和处理问题
为保证原有灯具在更换时无故遭受损坏，可通过签订相关协议来确保原有旧灯具安全回收。对于回收后路灯灯具的处理，可采取以下方式进行：
1）对于那些破损及老化严重的灯具，应作报废处理，灯具上的各种元器件予以分类，交给回收公司回收，外观较完好的灯具，经清洁处理后，配注：整体节电率=（3933.862-1239.666）/3933.862=68.49%。套成完整的灯具，委托专业公司进行拍卖和销售。这样既保证了资源的重复利用，回收的资金还能继续用于其他路灯改造工程。 2）对于外观较新、较完好的灯具，经清洁处理后，由有关部门出面，捐献给援建的城市或者西部欠发达的地区使用，这样不但减少了灯具的仓储费用，还能将其重新利用，既避免了资源的浪费，也为政府建立了良好的声誉。
（2）在原有EMC运作模式下，增加维护管理的方式
此次LED路灯改造工程完成后，日后的维护工作将由专门的路灯维护单位进行养护维修，鉴于LED灯具目前产品暂时没有统一标准，市场上没有通用产品和配件供应，为保证改造后路灯照明效果，避免保修期内LED路灯改造单位与路灯维护单位之间的相互扯皮，提高维修效率和管养水平，建议采用EMC公司在项目投资回收期间对路灯及配套设施进行全面管理维护的方式，即：以EMC+维护管理的联合体的形式运作，若EMC公司无相关维护资质，可与具有维护资质的公司进行合作，共同对LED路灯进行维护。
（3）个别路段存在功率密度偏高的现象，照度不均匀的问题
虽然LED在保证标准照度要求的情况下，减少了电源的消耗，由于LED路灯是在原来的高压钠灯处直接更换灯头，无法根据LED路灯的光学特征重新进行光学设计，以致灯柱下照度过高，灯柱之间的中间位置照度过低。造成个别路段存在照度不匀。建议在下一步LED路灯节能改造时，应针对直接更换灯头的模式，综合考虑各种具体因素。对LED路灯进行更充分的光学设计和路灯选型，或通过增加可调角度的灯具接头等措施，以改善原有的部分灯距远、灯杆低路段的照度均匀度问题。
（4）攻克难题，探索更系统、科学、快捷的测评体系
本项目涵盖不少老供电系统，城区路灯的控制大部分沿用旧式的控制箱，线路控制和布线方式相对混乱，用电量影响因素复杂，原有的布线和连接存在不少问题，在这种城市用电动态发展及各复杂因素影响的情况下，给准确客观地静态评价LED路灯节电量带来一定的工作难度。建议在本项目现有工作基础上，组织相关单位和部门就“基于城市用电动态发展及各复杂因素影响的情况下准确客观地静态测评LED路灯节电量”这一现实难题，通过申报课题等方式开展联合攻关，从理论模型构建和实证研究等方面进行进一步探索并形成一套更系统、科学、快捷的测评体系。
（5）重视LED产品宣传，营造节能减排的良好氛围
因长期使用的都是黄光的高压钠灯，禅城区居民对LED照明还不了解，因此加强LED照明产品的宣传，让市民了解LED照明产品的节能意义和知识是十分必要的。政府要利用节能宣传周、报告会等多种形式宣传节能的意义和节能知识；新闻媒体要加强对LED照明产品生产企业的宣传报道；教育部门要开展节能知识基础教育，提高全社会的节能意识，引导市民节能减排的理念，营造良好的节能氛围。
6 结语
综上所述，通过结合EMC模式进行科学的节能改造，不但节省了电能消耗量，降低了照明系统运行成本，还使得路面照明效果更加有利于行车，达到了节能的目的，实现了城市绿色建设的要求。
参考文献：
[1] 罗海荣 发光二极管的研究现状与发展趋势[J].半导体光电.1996 Vo117（4）：299～303.
[2] 高吉祥 模拟电子技术（第二版）[M].北京：电子工业出版社，2007.