市政道路的节能分析及应用

王赞钦WANG Zan-qin

0 引言

节能分析是市政道路的实施、运行过程中的重要环节，是其工程可行性研究的重要内容之一。节能分析必须切实可行，并帮助项目把握其节能效果。目前的节能分析方法还有待于优化，以更接近于实际情况，从而提高节能分析方法在市政道路施工中的实用性和实践性。

1 市政道路节能的实际应用

在市政道路中一般主要包括道路工程、桥梁工程、给排水工程、电气工程等。节能是经采取一定措施后，可减少能源消耗，提高能源利用率。节能应用可分为营运期节能和建设期节能两个部分。市政道路中的节能应用主要是营运期节能，其耗能主要为电力消耗，以及间接所致的车辆燃油消耗。因此，节能应用措施，是以道路照明消耗的电能、道路交通改善后，对车辆燃油所形成的节约。可见，在实际的节能项目开展运用中，需要以“节电、节油”为主，围绕这两方面开展。

2 市政道路中的节能设计

2.1 电力节能 路灯用电消耗为直接耗能，其一般可通过如下的技术措施实现节能目的：①对于高压钠灯、汞灯和无极灯等灯具进行单灯电熔补偿，补偿后，其功率因数应不小于0.85。②近年来，LED 路灯以其绿色环保、低功耗、光效高、光利用率高、使用寿命长等优点而逐步成为现在路灯市场上的主流产品。LED 路灯的使用，相比传统的高压钠灯节能20～35%。③选择电缆除满足压降、灵敏度等基本参数要求外，也应结合经济电流密度方式选用，以降低运行中电缆的铜耗。④安装智能照明系统，实现照明控制，以按需调控模式，将照明所形成的电力损耗显著降低。智能照明系统可以是集中的，也可以是单灯体的，具体可根据实际需要和综合造价整体考虑选用。

2.1.1 电器自控设计。采取全线自动化控制体系，经计算机精确监测，对机电设备落实智能控制体系采取信息网络，实现集中监视、分散控制等各项控制措施结合。使用变压器应该尽量处于负荷中心，从而缩短供电距离。短距离供电能减少在供电过程中的电路损耗。低压侧可将无功补偿措施安置，可实现集中补偿模式，能确保线路无功传输减少，能减少电能损耗，实现节能目的。泵站动力负荷，可采用电机变频调速方式，以集水池中实际水压自动调节水泵电机的加减泵，以及调节其转速，达到最佳节能效果。

2.1.2 照明设计的节能措施。因市政道路的工程量较大，且线路较为复杂，采取风光互补的LED 路灯，其工程作业量较小，且安装运输便捷，省时省力，能将埋管、放线等步骤省略，能节省大量的材料费、人工费、运输管理费、电力费等各种费用，最关键的是，其后期几乎是零成本运行，不需要支付昂贵的电能消耗费用。风光互补太阳能路灯能实现风能发电、太阳能发电，不需要承担电费，也不消耗市区电力，在风光互补灯安装时，也能减少电缆费用的支出。可见，采取风光互补灯在市政道路工程中使用，能实现减少投入，并充分将地理优势合理采用，丰富的风资源和太阳能资源，可缓解将传统发电中的能源消耗问题。

2.2 工艺设计 在排水管道中，使用防腐蚀、耐磨的塑料管道，在节约成本投入的基础上，也能减少水摩擦，减少水在输送过程中造成的损失，可实现费用降低，有一定的节能效果。污水管道工程中，需尽量采取重力敷设，提升高度，缩减污水泵站的数量，可实现运行费用的降低，以此实现在运行过程中，减少使用费的支出。对于给水中的管网，需对其平差进行计算，确保管网的使用尽量合理化，减少不合理费用支出，减少运行费，提高其运作效率。

2.3 燃油节能 在汽车行驶过程中，会对燃油消耗造成影响的因素较多，除去汽车本身因素外，道路、交通、行驶状况等，都是导致汽车行驶燃油消耗的主要原因，可表现为以下方面。

①车辆特点。在汽车行驶过程中，对燃油情况造成影响的因素有物理特性，以及汽车的形式特性，汽车载重、汽车重量、发动机转速、功率等，都是导致燃油损耗的主要因素。②道路调节因素。道路条件包括几何特征，有曲率、纵坡、路面宽度等因素；路面特征包括平整度。道路纵断面线性、道路平面线性都需要做合理设计，并尽量缩短长度，保持线性优美。③交通状况因素。交通条件是道路的服务水平情况，其中包括交通流大小、混合交通情况、离散程度、横向干扰程度、行人干扰程度、交通设施完善程度、车辆行驶速度等。在设计过程中，根据交通量预测，优化交通方案，合理确定道路的断面形式，行人设施、节点交通组织等进行设计，从而达到提高道路服务能力和通行能力，确保道路功能可以最大限度的发挥其功效，实现最佳节能效果。④地域因素。对于项目所在地的交通管理状态，也应该考虑在内，当地驾驶人员较为普遍的驾驶行为，也是在燃油节能的设计中需要考虑的内容。

3 节电、节油计算方式

在市政道路的节能项目评价中，需要使用定性分析，还要采取能耗降低计算方式，从而将节能效果更为直观地体现出来。

3.1 电力节能计算 在市政道路工程的实施过程中，需进一步采取定量分析，减少电力消耗。电力节能主要集中于灯具配置、照明控制方面。在工程实践中，可有两种计算方法，一种为智能照明控制系统安装计算；另一种为以照明设备间做对比计算。如某路段照明总负荷为W（kW），照明负荷年运行时间为H。智能照明控制系统的年节约量为：△E=E0-E1=W×[（H-h×365）+λ×h×365]-W×H。h 为智能照明控制系统日工作时间；为控制系统开启后负荷占项目照明符合比例。不同灯具配置年节约电量计算：△E=E0-E1=W0×H-W1×H。

3.2 燃油节能计算 在工程建立完成后，其油耗可选择有无比较法进行计算。拟建道路运营后燃油消耗与无拟建道路汽车燃油消耗间所存在的差额，即为燃油节约量。

道路优化所出现的燃油消耗为拟建项目实施后，导致车辆燃油消耗下降所获得的燃油量，包括两大部分：减少拥堵和行驶距离节约的油耗。减少交通拥堵情况所出现的燃油节约，是在项目拟建后，交通量转移，且减少拥挤情况，导致汽车行驶能提速，原本的燃油量减少，形成节能的过程。车辆行驶里程缩短后油耗节约，是拟建项目后，使得汽车行驶里程缩短，从而节约了大量的行驶耗油。

可见，对汽车燃油节约进行计算，需要从提高车辆形式速度、道路优化、减少拥挤、缩短里程方面进行，影响因素难以确定，其考虑范畴较广，为将理论应用于实践，提出优化计算公式。公式为：EC=[（FOS-FN）×LN）+（LOS-LN）×Fn]×VN×365。EC为燃油节约总量；FOS表示无拟建项目时，公路最短路径燃油消耗；FN拟建项目燃油消耗；LN拟建项目里程数；LOS拟建项目间的最短路径；VN拟建项目年平均交通量。

4 结语

本文将市政道路中节能分析的影响节能因素以及节能分析必要性进行阐述，并针对其节能理论，给出相应的计算方式，将电力节能和汽车燃油节能两部分的节能方式进行分析，将道路中的可行性研究阶段的节能功能进一步完善。

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