关于城市照明节电率和达标率考核方法的探讨

吴 颖

(成都市城市照明管理处，四川 成都 610031)



关于城市照明节电率和达标率考核方法的探讨

吴 颖

(成都市城市照明管理处，四川 成都 610031)

根据城市照明的特点及相关标准规范，分析并提出了城市照明节电率的计算和核查方法以及道路照明达标率的抽样检验方法，为这两个指标的评价提供参考。

城市照明；节电率；达标率；抽样检验

引言

2011年11月发布的《“十二五”城市绿色照明规划纲要》提出了节电率和达标率的要求：以2010年底为基数，到“十二五”期末，城市照明节电率达到15%；照明质量达标率不小于85%，新建道路照明节能评价达标率应达到100%，既有道路照明节能评价达标率不小于70%。这两个指标的提出和贯彻执行，为提升城市照明节能意识、提高道路照明质量起到了积极的作用。但在具体操作时，如何科学有效地评价节电率和达标率是困惑业内人士的难题。值此“十三五”规划编制之际，本文根据城市照明的特点及相关标准规范，分析并提出了城市照明节电率的计算和核查方法以及道路照明达标率的抽样检验方法，为这两个指标的评价提供参考。

1 节电率考核

1.1 节电率分析

提出节电率的目的是为了提升城市照明节能意识，促进城市照明在同时符合照明标准和节能标准的前提下尽量节约电能。所以，考察节电率的前提是达标，衡量节电率的基础是标准。达标率是定性指标，节电率是定量指标。

城市照明包括道路照明、景观照明和隧道照明，其设计标准分别对应《城市道路照明设计标准》(CJJ 45)、《城市夜景照明设计规范》(JGJ/T 163)和《公路隧道照明设计细则》(JTGT D70/2-01)，其中的照明标准和节能标准各不相同，建议对道路照明、景观照明和隧道照明的节电率分别评价。本文暂不考虑景观照明和隧道照明。

《城市道路照明设计标准》(CJJ 45)中的节能标准仅规定了机动车交通道路的照明功率值，所以本文暂不考虑除机动车交通道路外的节电率评价。

通过查阅相关资料可得节电率计算所需数据，数据的准确性可以通过现场核查加以修正。

由于在计算时无法逐一核查每个单条路段是否满足照明标准，所以默认在100%达标下做近似计算。

1.2 计算对象

对所评价城市或区域道路照明中所有设置连续照明的机动车交通道路常规路段进行计算。

1.3 计算公式

道路照明节电率η按式(1)～(6)计算。

(1)

(2)

(3)

WSi=Ai·LPDSi·t

(4)

(5)

Ai=Li·Di

(6)

式中WS——按CJJ 45规定的照明功率密度值确定的所评价城市或区域道路照明平均每日标准用电量，单位为W·h；

WR——所评价城市或区域道路照明的平均每日计算用电量，单位为W·h；

N——所评价城市或区域的道路条数；

t——平均每日点灯时间，单位为h，按11小时计算；

LPDSi——第i条道路的照明功率密度标准值，单位为W/m2；

Ai——第i条道路的被照机动车道路面面积(不包括路口拓宽段和路口面积)，单位为m2；

Li——第i条道路的道路长度(不包括路口拓宽段和路口长度)，单位为m；

Di——第i条道路的机动车道宽度，单位为m；

Si——第i条道路的灯具安装间距，单位为m；

K——第i条道路运行状态的个数；

tj——第i条道路第j种状态下的运行时间，单位为h，∑tj=t；

LPDRj——第i条道路第j种状态下的计算照明功率密度，单位为W/m2，不同布置方式的道路照明功率密度计算依据《道路与街道照明灯具性能要求》(GB/T 24827—2009)附录B，整理后详见表1。

表1 不同布置方式的道路照明功率密度计算Table 1 Calculation of road lighting power density in different layout

1.4 计算步骤

1)所考核城市或区域根据实际情况和公式(4)～(6)填写表2。

2)根据表1中对应的WSi、WRi和公式(1)～(3)计算道路照明节电率η。

表2 道路照明平均每日用电量计算表Table 2 Calculation of average daily power consumption of road lighting

注：①表中Pi为第i条道路未调光状态下单个灯具输入功率，包括光源和灯的控制装置，单位为W。气体放电灯的灯具输入功率按1.15倍光源功率计算，LED灯的灯具输入功率按1.1倍光源功率计算。对双侧中心对称布置，P为人行道和中央分隔带上单个灯具输入功率之和；其他照明布置方式，P为单个灯具输入功率。

1.5 数据核查

考虑到道路照明基础数据可能与实际情况有出入，探讨对计算数据进行抽样核查的方法。

1)确定样本量。样本量的确定需考虑负责部门所能承受的样本量和核查的功效，尚缺乏相关依据。达标率抽样检验中确定的样本数是否适用于节电率数据核查样本数，有待论证。

3)推算过程。第一步：计算每个样本的核查离差率，见式(7)、(8)。

(7)

(8)

第二步：计算平均核查离差率，见式(9)、(10)。

(9)

(10)

第三步：根据平均离差率推算实际值，见式(11)、(12)。

(11)

(12)

第四步：计算推算后的道路照明节电率η′，见式(13)。

(13)

2 达标率考核

2.1 达标率分析

为了得到所评价城市或区域的城市道路照明达标率，最准确的方法就是进行100%检验。对检验对象的每个单体，检验其是否满足《城市道路照明设计标准》(CJJ 45)的照明标准和功率密度标准。但由于总量较大，所以考虑采用以概率论的数学理论为基础的抽样方案，检验样本的达标率，虽然样本的达标率不等于核查总体的达标率，但可以利用样本的检验结果来说明核查总体的情况。

2.2 检验依据

1)《计数抽样检验程序 第4部分：声称质量水平的评定程序》(GB/T 2828.4—2008)。GB/T 2828的本部分中规定的抽样检验程序是为了在正规的评审中所需做的抽样检验而开发出来的。GB/T2828的本部分适用于各种形式的质量核查。包括利用样本的检验结果来说明某一核查总体是否符合某一声称质量水平的场合。

2)《随机数的产生及其在产品质量抽样检验中的应用程序》(GB/T 10111—2008)；

3)《声称质量水平复检与复验的评定程序》(GB/T 16306—2008)；

4)《城市道路照明设计标准》(CJJ 45—2015)；

5)《照明测量方法》(GB/T 5700—2008)。

2.3 检验程序

1)确定核查总体。核查总体为对所核查城市或区域中设置连续照明的机动车交通道路常规路段的道路照明，不包括隧道、人行道、交会区、路口拓宽段等特殊场所的照明。

被核查城市或区域根据实际情况填写表3，并根据表3填写表4。

表3 道路基础数据Table 3 Road basic data

表4 道路基础数据统计Table 4 Road basic data statistics

2)确定标准要求。按照《道路照明设计标准》(CJJ 45—2015)的要求，确定需要核查的项目及标准见表5。

表5 机动车交通道路照明标准值和照明功率密度值Table 5 Lighting standard values and lighting power density values of vehicle road

注：①表中所列的平均照度仅适用于沥青路面。若系水泥混凝土路面，其平均照度值可相应降低约30%。根据本标准附录A给出的平均亮度系数可求出相同的路面平均亮度，沥青路面和水泥混凝土路面分别需要的平均照度。②计算路面的维持平均亮度或维持平均照度时应根据光源种类、灯具防护等级和擦拭周期，按照本标准附录B确定维护系数。③表中各项数值仅适用于干燥路面。④表中对每一级道路的平均亮度和平均照度给出了两档标准值，“/”的左侧为低档值，右侧为高档值。⑤本表仅适用于高压钠灯，当采用金属卤化物灯时，应将表中对应的LPD值乘以1.3。⑥本表仅适用于设置连续照明的常规路段。⑦设计计算照度高于标准值时，LPD值不得相应增加。

3)确定检验结果的分类。根据道路照明测量值和功率密度值，检验结果分为达标和不达标，详见表6。

4)规定声称质量水平(DQL)。由受检方自行申报声称质量水平或由负责部门根据核查需要规定声称质量水平。

表6 检验结果分类Table 6 Classification of inspection results

5)规定极限质量比(LQR)水平。LQR水平越高，所需样本量越大，检验的功效越高；负责部门应根据所能承受的样本量和检验的功效两个因素规定LQR水平；LQR水平一经规定，在实施过程中不得改动。

6)检索抽样方案。根据DQL和LQR水平从《计数抽样检验程序 第4部分：声称质量水平的评定程序》(GB/T 2828.4—2008)抽样方案主表1中查取抽样方案(见表7)。

按照确定的抽样方案采用分层随机抽样，从各层抽取的样本数应与核查总体的层的大小成比例，并填写抽样方案表(见表8)。

表7 抽样方案主表(GB/T 2828.4—2008)Table 7 Main table of sampling plan (GB/T 2828.4—2008)

注：①按不合格品的声称质量水平DQL和极限质量比LQR水平检索抽样方案；②表中箭头→表示对该极限质量比没有适当的抽样方案，使用右边对应极限质量比较小的抽样方案；③表中箭头←表示对该极限质量比没有适当的抽样方案，使用左边对应极限质量比较大的抽样方案。

表8 抽样方案Table 8 Sampling plan

7)抽取样本。按确定的分层随机抽样方案从核查总体中抽取样本。依据《随机数的产生及其在产品质量抽样检验中的应用程序》(GB/T 10111—2008)产生随机数。

8)检验样本。对第2)步规定的各检验项目，按《照明测量方法》(GB/T 5700—2008)规定的方法逐一检验每个样本中的每个单元，并填写表9～表13。

表9 道路照明检验记录表

Table 9 Road lighting inspection record form

检验编号 共 页 第 页

校核: 记录： 检验：

表10 照度检验记录表Table 10 Illumination inspection record form 单位：lx 共 页 第 页

校核: 记录： 检查：

表11 亮度检验记录表

Table 11 Luminance inspection record

单位：cd/m2

检验编号 共 页 第 页

校核: 记录： 检查：

表12 单体检验结果

Table 12 Item inspection result

检验编号

道路名称道路级别标准值测量值是否达标照明功率密度LPD/(W/m2)□是□否照明标准路面亮度路面照度平均亮度Lav/(cd/m2)□是□否总均匀度Uo最小值□是□否纵向均匀度UL最小值□是□否平均照度Eav/lx维持值□是□否均匀度UE最小值□是□否□是□否检验结果□A □B □C □D

表13 样本检验结果Table 13 Sample inspection result

9)判定准则。若在样本中发现的不合格品数d小于或等于不合格品限定数L，即抽检合格时，可认定为通过核查。当抽样方案的样本量较小时，把不合格的核查总体判为抽检合格的概率较大，其检验结论应写为“不否定该核查总体的声称质量水平”，必要时也可写为“对核查总体的抽检合格”，不应写为“核查总体合格”，负责部门对判定抽检合格的核查总体不负确认总体合格的责任。

若在样本中发现的不合格品数d大于不合格品限定数L，即抽检不合格时，可认定为该核查总体不合格。

10)复查。若受核查方对判定结果有异议可申请复查。复查包括复检与复验；对样本单元的复验结果作为样本单元质量特性的最终结果，按《声称质量水平复检与复验的评定程序》(GB/T 16306)的规定取得复验结果；复检样本不包括初次检验样本中的样本单元。其复检抽样方案按GB/T 16306的规定程序检索复检抽样方案。其复查结论为最终结论。

11)举例说明。假定某城市道路照明达标率为99.0%，其对应的声称质量水平(DQL)为1，查GB/T 2828.4—2008表1抽样方案主表，得到对应四种极限质量比(LQR)的抽样方案见表14。

查GB/T 2828.4—2008表2～表4得到四种极限质量比(LQR)和错误判定合格的核查总体为抽检不合格的概率，如表15所示。

表14 抽样方案Table 14 Sampling plan

表15 LQR水平方案Table 15 LQR level plan

考虑到负责部门所能承受的样本量和检验的功效，规定LQR水平为0，确定抽样方案为n=5，L=0。

经过分层随机抽样检验，结果如表16所示。

表16 样本检验结果Table 16 Sample inspection result

检验结论为“不否定该城市的道路照明达标率为99.0%”，也可写为“对该城市的道路照明的抽检合格”。

致谢：感谢成都市城市照明管理处孙卫平老师对本文的指导。

[1] 城市照明节能评价标准：JGJ/T 307—2013 [S].北京：中国建筑工业出版社，2014.

[2] “十二五”城市绿色照明规划纲要 [EB/OL]. 中华人民共和国中央人民政府，2011年11月15日，http://www.gov.cn/gzdt/2011-11/15/content_1993931.htm.

[3] 城市道路照明设计标准：CJJ 45—2015 [S].北京：中国建筑工业出版社，2016.

[4] 城市夜景照明设计规范：JGJ/T 163—2008 [S].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[5] 公路隧道照明设计细则：JTG/T D70/2—01-2014 [S].北京：人民交通出版社，2014.[6] LED城市道路照明应用技术要求：GB/T 31832—2015 [S].北京：中国标准出版社，2015.

[7] 道路与街路照明灯具性能要求：GB/T 24827—2009 [S].北京：中国标准出版社，2010.

[8] 灾区农户住房倒塌或损坏数量抽样核查方法:GB/T 28225—2011 [S].北京：中国标准出版社，2011.

[9] 计数抽样检验程序 第4部分：声称质量水平的评定程序:GB/T 2828.4—2008 [S].北京：中国标准出版社，2008.

[10] 随机数的产生及其在产品质量抽样检验中的应用程序:GB/T 10111—2008 [S].北京：中国标准出版社，2009.

[11] 声称质量水平复检与复验的评定程序:GB/T 16306—2008 [S].北京：中国标准出版社，2008.

[12] 照明测量方法:GB/T 5700—2008 [S].北京：中国标准出版社，2008.

Study of Assessing Electricity Saving Ratio and Qualified Ratio of Urban Lighting

WU Ying

(ChengduUrbanLightingManagementOffice，Chengdu610031，China)

Based on the characteristics of urban lighting and related standards, the paper analyzed and proposed the method of calculating and verifying the electricity saving ratio of urban lighting and the sampling inspection method of the qualified ratio of road lighting, to provide a reference for the evaluation of these two indexes.

urban lighting；electricity saving ratio；qualified ratio；sampling inspection

TM923

A

10.3969j.issn.1004-440X.2016.04.006