电气工程及其自动化在城市公共景观亮化中的应用

刘作章

（桂林市城市照明管理处，广西桂林 541000）

1 电气自动化概述

根据现阶段电气工程发展来看，自动化技术有着广泛的应用，伴随社会的深入发展，电力系统越来越复杂，电气自动化技术的作用逐渐凸显出来。针对电气自动化技术而言，通常利用自动化和信息技术对工程系统开展监控及调节，促进系统安全稳定运行。基于工程项目规模逐渐增加，该项技术被运用到了更多方面，如城市景观亮化工程，其具有良好的适应性，可以更好地满足各个系统的运行要求。围绕电气自动化发展来看，其最显著的优势在于无需大量人员参与操作及调节，能够实现自动化操作，极大地提高了项目的效率，增强整体运行效益，降低故障问题出现的概率，更好地满足现阶段电力工程发展的需要，实现电力系统的优化发展。

2 城市夜景照明设计重点

从现阶段现代化城市的公共园林亮化工程来看，其建设不再是为了吸引消费者，而是逐渐发展成一种装饰灯光。如北京王府井大街，利用其独特的韵味及夜景来彰显北京城市的魅力，对城市规划建设有着较大的影响。对于城市商业区来看，其夜景照明设计通常包括以下两个设计重点。

（1）一般照明。通常为城市商业区建设的景观及道路照明，其中包括庭院灯、草坪灯等照明方式。结合CIE（国际标准照明委员会）有关标准，商业区照明亮度应控制在5～25 lx 范围内。结合我国城市商业区来看，多数都达到了国际标准。但是也存在个别城市没有达到国际标准。

（2）重点照明。通常为商店橱窗及展柜等的照明。由于该区域照明要满足规定的强度标准，因此，通常会运用霓虹灯及日光灯等照明设施，某些大型市场还会采用金卤灯[1]。在现阶段新建的购物中心，一般采用直管日光灯，其亮度可以达到300 lx 以上。在开展室内灯光设计过程中，应对下述情况加以重视：①商业建筑内照明多元化。对于大型商业建筑来看，各个销售区域及专卖店均有着多样的功能、展示方式及照度水平等，还对色调有着多样性的要求。②商业街景灯的应用。实施深层次的渲染，全面诠释商业街景灯，体现其蕴含的多元化人文意蕴，使人们体会到高雅的生活氛围。③强化对商业建筑照明的运用。伴随节能照明产品的成熟发展，商业建筑照明应结合国家标准要求，科学选用相应的照明器具，比如购物空间应尽可能地减少背景照明的使用，促进低水平光源布局的发展。

3 城市公共景观亮化的作用

（1）装潢及美化。照明可以建立具有情趣的氛围，与多种照明产品相结合，即使是在白天，也有很高的观赏价值。基于照明的作用下，可以更好地凸显主体的风貌，还能和附近的景物建立虚实关系，提升夜间景色的层次感，增加夜间景色的多样性。另外，在拐角及障碍物等位置，还可借助灯光当作标志。

（2）构建氛围。色彩不同的灯光，构建的氛围也不同，基于光线的作用下，会呈现连续不断、闪亮的光线。

（3）提升安全性。在夜晚，明亮的照明系统可以增强户外的照明效果，为人们带来安全感。

4 景观照明工程设计规划存在的问题

4.1 夜间灯光设计不科学

夜间灯光设计尚未制订统一规划，仍有待完善。从县级以上城市来看，城市照明设计的占比低于5%。多数城市的街道和广场等工程均由企业自行出资，有着随机性，风格没有统一，所以夜间景观杂乱无章，无法和城市发展有效协调。如今，国内很多城市对于夜间灯光的建设，还没有制订总体规划，比较强调建设，而没有注重前、后规划之间的关系。因此，城市中灯光样式也有一定的区别，不同的区域，灯光样式是不同的，整体效果有着很大的差异[2]。

4.2 照明强度及亮度设置不合理

部分工程建设过于强调美观效果，其他工程建设则强调高档的风格。比如长安街灯笼，长期被较多城市效仿，其外观非常精美，安装了很多电灯，但却不够明亮。为达到照明需要，会强化照明设备的使用，这就会增加工程的费用。此外，部分照明装置的照明强度较大，对附近的环境产生了影响，通常会收到大量的申诉。部分地方为节约照明费用，导致电力系统与景观照明出现诸多问题。有关调查表明，我国城市主干道的大部分照明能达到CIE 道路照明标准，在部分大型的立交桥路口，也选择使用了高杆灯照明。但是目前在国内，高压钠灯的利用率还比较高，部分地方的户外照明还主要是白炽灯。相比之下高压钠灯的使用寿命更长，还更加节能。如今，我国大概使用了250万个街灯，其中多数为钠灯，所占比例约为40%。当开展道路灯光设计时，应重视以下问题：①高压钠灯为首选，加大其普及率；②不断提升主干道照明水平，力求达到国际水平，加强对炫光问题的重视，特别是道路照明，要防止此问题的出现；③强化对照明时间的管控，使用节能控制器。

4.3 城市公共景观亮化的电气设计

园林亮化电学设计主要是为了建立优良的园林亮化体系，创造和谐的城市环境。借助电学图形，可以更准确地设计园林亮化，和建筑企业协作实现园林亮化目的。从电力供电系统来看，一般可分成TN（接零保护系统）、IT（中性点不接地系统）及TT（保护接地系统），第一种系统中包括多类表现方式，如TN-S。公共场合通常会选择该供电方式来照明，借助10 kV、0.4 kV 等变电来照明；针对能耗不大的绿化区域，可使用380 V 低压进水口。对于变电站供电方式，建议选择箱式变电站。在如今智能控制平台大力推广下，对电源开关开展了漏电保护，能结合现场条件，增设光纤，以此保证信号的稳定。为了便于检修，可增设电流检测模块，针对绿地临时增加用电的情况，预留备用回路，对线路开关设计漏电保护。

4.4 工作人员专业技能需要加强

我国景观亮化专业教学不多，多数景观设计者都不是专业人员，其专业知识及技能需要加强。另外，设计的方案极易出现问题，不利于最终的效果。城市领导者对该专业的了解不够深入，通常是结合自身的想法开展指导，导致相关工作缺乏合理性，一味地强调视觉的繁华，把灯光亮度调到最高，这会产生光污染，对居民休息造成不良影响，导致严重的资源浪费问题[3]。

4.5 缺乏日常维护

如今景观亮化项目中普遍有着一个问题，即有关灯具与装置没有进行日常维护，把大量的时间与精力投入在景观亮化建设方面，不够重视后期的维修及管理，在使用过程中，很多灯具存在损坏问题，不利于景观的呈现效果。

5 电气工程及其自动化在城市公共景观亮化中的应用策略

5.1 加强对现代灯光基本原理的认识

对城市公共空间开展景观灯光规划时，除了要了解有关知识，还要了解灯光原理及概念。如今，公共景观亮化工程中，关于电气工程和其自动化的规划，还缺乏系统的理论及实践。与之相比，欧美国家的研究较为成熟，而我国还处于起步阶段。伴随夜间出行次数增加，公园照明作用也更加突出。但是，因为缺乏系统的理论指导，无法把城市和公园照明区别开来，使得照明形式不够多样化，存在严重的光污染问题。如今对公共景观亮化中关于电气工程及其自动化的探究，只对最根本的功能层面开展了分析，公共景观亮化方面还存在诸多问题，比如地域特点不突出。因此，怎样基于公共空间制订可行的景观规划模式，是当前研究的重点课题。

5.2 强化内部建筑节能建设，促进节能照明

对于亮化美化项目而言，并非单纯照明，而是为了拓展夜间生活。就夜间生活来看，除了能够容纳全部的白昼生活，还能够创造出更多的东西。在城市亮化及美化建设中，要采取合理可行的方式，重视内部节能问题，提出有效的处理及执行方法，最终实现良好的经济及环境效益。一般情况下，建筑亮化要求较高，需要所有角落被照亮，所以其能耗较大，这就要对电气节能设计加以重视。当前，我国灯光消耗约占总发电的10%，针对楼宇灯光系统而言，其大概占建筑电能消耗的20%～30%。为达到节能照明需要，应当使用高效率光源。因光源效率和电耗息息相关，从常用光源来分析，高压钠灯光效果最佳，白炽灯效果较差；应尽可能体现非直接照明的优势。比如，使用墙面反射来增加间接光源，提升电力使用率。在进行节能亮化过程中，应当基于建筑照度，对各种建筑使用针对性的方案。针对照度要求较高的区域，采取混合式照明设置，进而达到照度需要；针对要求不高的区域，可适当减少照亮，进而降低能耗。不仅如此，当选择灯具时，应优先考虑节能灯，比如荧光灯，同时确保照明装置方便清洗。此外，还应当充分使用光线，根据光学原理来开展节能设计。

5.3 借助太阳能及电力供应，实现节能效果

有效利用太阳能可以解决现阶段能源不足等方面的问题。但是现阶段对于太阳能的应用不是十分普遍，从总体层面来看，太阳能的应用范围较小，通常运用在道路及环境照明中。由此，实际开展设计过程中，应对下述因素加以重视。

（1）结合用电大小、所需时间及负载情况，构建完善的设计方案，以此减少能耗[4]。

（2）对系统输出开展有效的电压水平设计。

（3）确保整个体系可以在多云雨的条件下顺利运转。

（4）对建筑物光照时间及强度开展合理的评价，对电力供应及配电系统开展节能设计，保证设计的科学性，不会对用户生活产生影响。具体如下：①在开展电力负荷分析的同时，科学设置负载比，降低基础容量，实现节能，增加装置的使用寿命；②借助分布式及集中式开展无功补偿，增加低电压端功率系数及系统运行效率，降低变压器及线路的损失；③对配电网布局开展合理规划，确保高压能够抵达用户中央，进一步减少线路的电路损失，实现节约线损的目的；④对电力系统中存在的非线性装置开展科学控制，确保其实际工作过程中产生的高次谐波是科学的；⑤在用电高峰及低谷的情况下，借助科学的措施对用电进行有效控制，从而实现降低能耗的目的。

5.4 加大政策支持力度、强化工作人员专业技能

现阶段我国电气节能设计无法广泛运用，究其原因，是因为政策支持力度不足。由此，政府应加大对有关方面启动资金的支持，促进节能计划的全面落实及广泛运用。另外，针对高能耗建筑，还应予以一定的处罚，对节能建筑予以适当的奖励。与此同时，还应构建专门的监督机构，对规划完成的亮化工程实施定期的能耗评估，若是不符合规定要求，应第一时间开展整改。对亮化工程进行审批过程中，应强化对节能内容的应用，在设计、施工及运行过程中，强化对工程能耗的监控工作，避免高能耗工程的产生。除此之外，工作者专业技能水平与工作质量息息相关，为了加强城市景观亮化效果，应加强有关工作者的专业技能水平。具体可从以下几方面进行。

（1）加强设计者专业技能。在进行人员招聘过程中，对其专业能力提出较高的要求，不但要掌握基本的设计能力，还应对配电知识加以了解，以此筛选出优质的人才，补充工作团队。实际工作过程中，还应强化对设计者的培训，使其了解先进的知识及理念，加强其设计工作效果。

（2）加强有关领导者的专业技能。借助下基层及讲座等方式，提高其对城市景观亮化的认知，保证相关任务及工作安排的科学性[5]。

5.5 提高城市节能环保力度、强化日常维护工作

对于城市景观亮化工程来看，其建设的目的是加强人们的生活质量，然而亮化工程极易引起光污染问题，对实际生活产生不良影响。因此，在开展管理过程中，应对此加以重视，对灯的亮度进行科学控制，合理调节灯的角度，最大程度地降低灯光对人们的危害。实际生活中，环境污染及能耗问题是人们非常重视的问题，在进行景观亮化工程时也应对此予以重视。对于材料的选取，应避免对环境造成危害，可选用节能灯，利用电子技术开展自动化控制，从而降低电量的消耗。一般来讲，城市景观亮化工程都处于露天环境中，外部的不利因素极易造成有关设备损坏，如大风及雷电天气。另外，景观亮化过程中运用的电气设施都是有使用期限的。因此，实际进行应用时，无论是外界还是自身原因，设备都可能会产生问题。想要确保城市景观亮化工程有效应用，应强化日常维护工作，定期对工程实际工作状态开展检查，在发现问题后，第一时间运用科学的解决措施，提升城市景观亮化水平，为其奠定夯实基础。

6 结束语

在开展城市公共景观亮化设计过程中，有关电气设计及建设应将亮化与景观全面融合在一起。对于电气建设来看，其可以为景观亮化体系提供良好的服务。在这一过程中，不但要对相关灯具的参数、各种元件及装置等的性能加以了解，还应对行业标准及有关施工技术加以了解，唯有如此，才能掌握复杂的工作内容，更好地完成各种复杂的工作，完善电气设计规划及建设。