碳达峰目标下道路照明节能减排措施探讨

赵弘昊，陈壬贤

（北京市城市照明管理中心，北京 丰台 100078）

2022年6月，住房和城乡建设部、国家发展改革委印发了《城乡建设领域碳达峰实施方案》，明确“2030年前，城乡建设领域碳排放达到峰值”的总体目标。针对城市照明行业，要求“推进城市绿色照明，加强城市照明规划、设计、建设运营全过程管理，控制过度亮化和光污染，到2030年LED等高效节能灯具使用占比超过80%，30%以上城市建成照明数字化系统。”方案提纲挈领地划出了城市照明行业实现碳达峰的基本路线图，为行业发展指明了方向。以下就落实方案要求，重点针对道路照明领域推进碳减排的具体路径和措施进行初步探讨。

1 规划环节

城市照明规划关系到城市照明建设的范围、标准、数量，对照明碳排放具有重大影响。目前在城市总体规划中，一般对城市功能区域进行了划分，但并未明确进行照明分区。因此，仍有必要强化城市照明专项规划的制订，并结合城市规划滚动修编，参照CJJ/T 307—2019《城市照明建设规划标准》的方法，对照明设施建设的范围和标准等进行明确规定，以此作为工程建设依据。同时，对于城市道路以外的城际道路、乡镇道路等夜间交通流量较小的道路，应以实际交通流量、照明投入产出比衡量建设的必要性。

2 设计环节

2.1 功率密度值（LPD）的更新

CJJ 45—2015《城市道路照明设计标准》是城市道路照明领域最重要的技术标准。标准中7.1.2作为强制性条文，对机动车道的功率密度值（LPD）进行了限定，对于道路照明的节能起关键性作用。该标准规定的LPD值主要是采用高压钠灯的参数进行计算的结果，同时结合当时LED路灯的光效数据进行相应调整。从2015年至今，高压钠灯光效没有明显变化，但是LED路灯的灯具光效却有了大幅度的提升。以该LPD值来限定当前LED道路照明的能耗，已经过于宽松，仍按此标准来控制道路照明能耗则力度有限。目前一方面LED 路灯光效大幅提高，另一方面由于LED路灯的配光较为灵活，选用的灯具配光是否合适，对照明利用系数影响较大，进而影响照明质量及能耗。须根据光效的提升、利用系数的改善，制定更加严格的能耗控制指标。

2.2 更全面地应用照明指标

目前在道路照明领域，往往将关注焦点放在平均照度上。这导致在建设中对照度水平的过度追求，同时牺牲了一些本应关注的方面。在道路照明领域，一个值得更多普及和强调的原理是，机动车道平均亮度水平在达到2 cd/m2以后，进一步提高亮度水平，对于显示能力几乎没有贡献，而能耗却线性上升。同时亮度总均匀度、纵向亮度均匀度、眩光、环境比等指标对驾驶员视觉功能的发挥有着重要的影响，在设计中却往往重视不足。因此，在设计中须合理确定平均亮度（及平均照度）水平，不盲目追求过度照明，同时更加全面地应用各项照明指标。

2.3 对灯具技术指标做详细规定

灯具技术指标（特别是能效指标）对于设计目标的实现具有决定性作用，有必要在设计中对灯具技术指标详细规定，以避免设计和建设环节的脱节。

3 建设环节

建设环节是实现各项照明设计指标、最终实现节能的重要环节，须重点关注几个事项。

3.1 灯具质量管控

在灯具采购环节，须按照设计文件、技术标准对灯具技术指标进行详细规定，并制订质量管控方案。除对投标灯具样品进行检测以外，须对批量到货产品进行抽检，以确保各项技术指标完全实现。由于灯具的寿命、光通维持率等指标所需的测试时间长，可通过提供合格检验报告，并在采购合同中约定质保期内的故障率、相应时间节点光通维持率以及未达到指标要求的违约条款来保证。

3.2 灯具选型时的光度模拟

由于LED路灯配光类型多样化，为了确保灯具安装后能够达到预期照明效果，在灯具产品选型时，须根据道路宽度、灯杆间距、灯具安装高度、仰角等数据，结合灯具配光数据进行软件模拟，以确保所选灯具能够满足设计要求。

3.3 验收环节

目前在道路照明工程验收环节，往往更加注重施工安装质量，对于各项照明指标、节能指标是否达到设计要求和标准规定关注不足。同时照明指标和节能指标要求及测试方法分别在CJJ 45—2015《城市道路照明设计标准》、GB/T 35626—2017《室外照明干扰光限制规范》、GB/T 5700—2008《照明测量方法》等标准中规定，不利于在验收中系统应用。因此须进一步梳理照明指标及节能指标的验收要求，并在验收规范中规定。

4 运营环节

道路照明在应用高效节能灯具的同时，在投运后采用动态调光控制策略，根据交通流量变化，在后半夜降低照明水平，能够进一步降低能耗。根据标准在设计文件中明确调光控制方式，并在投运后具体落实调光策略。同时，为确保道路照明运行过程中节能措施的落实，可应用数字化平台开展能耗监测。

5 过度亮化和光污染控制

在道路照明领域，为控制过度亮化，须根据道路性质设定合理的照明水平，避免盲目追求高照明水平。同时，以更加严格的LPD值限制，不给过度照明留有空间。

在光污染控制方面，结合GB/T 35626—2017《室外照明干扰光限制规范》的要求，将相关指标控制纳入设计、建设、验收及运营等各环节。

6 高效节能产品推广

随着城镇化进程的推进，道路照明设施数量仍然处于增长中。道路照明领域的碳达峰，在控增量的同时，关键在降存量，即提升存量设施的能效水平、降低存量设施的运行能耗。近几年LED 灯具能效的大幅提升为此创造了有利条件。目前LED路灯能效主要执行GB 37478—2019《道路和隧道照明用LED 灯具能效限定值及能效等级》标准要求。其中对于LED 路灯能效分为3 级（光效在95～135 lm/W 之间），其中3 级能效为LED 路灯的能效限定值。虽然3 级能效值高于存量的高压钠灯灯具整体效能，但是如果以该值指导节能改造，则节能效果有限，且不利于最新高效产品的推广。鉴于灯具能效对于碳减排的重要性，产品选用应坚持能效领航、节能优先的原则。目前市场上光效150 lm/W以上的LED路灯已经较为常见，部分产品能够达到185 lm/W以上。根据产品技术升级，进一步提高能效限定值标准，对于照明节能意义重大。

在照明配电环节，根据GB 20052—2020《电力变压器能效限定值及能效等级》等标准，采用高能效的变压器、接触器等设备，有助于运行能耗的降低。

7 数字化深度节能

“按需照明”理念的落地、数字化技术的赋能，为精准满足照明需求、深度碳减排创造了条件。未来这一深度减排方式可分3个阶段，精准水平和节能率逐级提升。根据车流量下降规律，整体分时段降低道路照明水平，实现调光时间粗线条的精准。根据各道路现场视频监控及传感器反馈的每条路实际车流量，动态调节降低道路照明水平，初步实现单一道路地理空间上的精准。

综合整个城市（或各局部区域）网络化的视频监控和传感器数据，主动追踪交通活动，为人流、车流提供精准照明。在此模式下，对于后半夜交通活动趋近于零的道路，可将照明水平将到极低水平，从而将二次减排做到极致。