电气工程及其自动化在城市公共景观亮化中的应用

电气工程及其自动化在城市公共景观亮化中的应用

许正鸿  覃茂华

荆楚理工学院  湖北省荆门市  448000

摘要：为了全面响应社会对公共空间照明日益增长的需求，本文探讨了如何巧妙融合电气工程及其自动化技术于城市的景观照明设计中，以此深化大众对电力技术的理解，并推动电力系统的技术革新。文章详细剖析了城市公共空间照明中的电源类型、电气工程基础及其自动化技术的应用、电力负载的高效管理、弱电系统的构建策略、电缆选择的考量、灯具配置原则、配电箱设置的重要性，以及接地技术的优化，同时着重关注节能减排的核心议题。

关键词：电气工程；自动化；城市公共景观；亮化；应用

引言：电气工程及其自动化技术在城市公共景观亮化中的应用正日益受到人们的关注和重视。在现代社会，城市被赋予了更多的功能和意义，不再只是人们生活和工作的地方，更是一座展示城市文化和形象的舞台。因此，城市公共景观亮化成为了城市形象提升和城市品质改善的关键项目之一。

一、城市公共景观亮化设计要点

如今，现代都市的公共绿地照明已超越单纯吸引消费者的考量，逐渐演变为一种艺术性的灯光展示，愈发受到全球瞩目。诸如北京的王府井步行街、哈尔滨的中央大街、上海的南京路，这些地方以其独特的魅力和璀璨的城市夜色，成为了城市文化地标。在城市商业区域的夜间照明设计中，我们关注两点核心：常规照明与焦点照明。常规照明涵盖了道路及景观照明，如庭院灯、路灯、草坪灯和广场灯，旨在营造出统一的商业区氛围。按照国际照明组织CIE的标准，商业道路的照明亮度需维持在5至25勒克斯，大多数中国城市的常规照明基本符合这一标准。然而，也有部分城市，如太原的钟楼街和柳巷，其照明亮度低于这一标准。焦点照明则聚焦于商店橱窗、展示厅以及柜台等区域，这些地方的照明要求鲜明且集中，霓虹灯、白炽灯、日光灯等都是常见的照明设备。新的购物中心普遍采用直管日光灯和小型日光灯，确保其亮度超过300勒克斯，以满足购物环境的需求。在室内照明设计中，我们着重考虑：(1)商业建筑内部照明的灵活性与多样性。大型商业设施内，不同销售区域或专卖店因其功能特性各异，展示方式、照度需求和色调偏好都有所区别。(2)商业街景灯的运用不仅提升了街道景观的视觉效果，还深入挖掘了其文化内涵，强化了街道的历史和人文气息，使人能体验到优雅的生活气息。(3)为了实现节能目标，商业建筑照明是城市电力消耗的重要组成部分。随着节能照明技术和产品的进步，商业建筑应遵循国家规定的照明规范，选择高效灯具，并在购物空间倡导减少不必要的背景照明，优化光源布局，实现低碳照明模式。

二、从理论上研究城市公共景观亮化中电气工程及其自动化的意义

2.1浅谈城市公共景观亮化中电气工程及其自动化系统的概念

在塑造城市公共空间的视觉体验时，设计师需精通专业技巧并理解现代照明的创新理念。在我国，关于城市公共区域照明设计的电气工程及其自动化策略，其理论体系与实践经验的构建尚处于初级阶段，与发达国家相比还有显著差距。随着夜晚活动的频繁，城市公园的照明效果愈发关键，但缺乏系统的理论支持，使得公园照明设计显得单调且可能造成光污染问题。目前的研究主要关注基础功能层面，导致各地公共景观照明缺乏地方特色，且环境光照管理欠佳。面对这一挑战，亟待我们在城市公共空间中构建一个具有逻辑依据的景观设计框架，以提升照明效果的多样性，同时有效控制光污染，这是当前亟待填补的理论空白。我们需要深化对电气工程自动化在城市景观照明中的应用研究，以实现更科学、更艺术的照明设计，提升城市空间的品质与宜居性。

2.2应用性调查

城市夜景提升并非单纯局限于照明范畴，它的核心目标远超于此，旨在激活城市的夜晚活力。夜晚生活并非白天生活的简单延续，反而能孕育出白天未曾触及的丰富内涵。在推进城市亮化美化项目时，应采取一种兼具科学与效率的策略，深度挖掘其内在的建筑能效潜力。为此，我们需要提出切实可行的策略来应对并优化这些问题，确保在提升视觉享受的同时，兼顾经济效益和环保考量。

2.3灯光系统的能量消耗

一般而言，建筑物的照明需求极其严格，几乎每个细节都需要被恰如其分地照亮，这导致其电力消耗在所有建筑能耗中占据显著份额，是电气节能策略的核心考量。目前，我国的照明消耗已占总体发电量的约10%，其中楼宇照明又占据了建筑电力消耗的20%至30%的比例。为了推进节能照明，首要步骤是选择高效能的光源。光源的能效与其能耗密切相关，高压钠灯在常用光源中表现出色，其次是荧光灯和金属卤化物灯，相比之下，白炽灯的能效最低。其次，要优化非直射照明的应用，如通过墙面、地面和天花板的反射增强间接光源，以此提升电能的使用效率。在量化节能过程中，关键在于根据建筑物的实际照度需求定制设计。对于照度要求高的区域，可以采用混合照明方式，既满足亮度标准又能节省能源；而对于照度要求较低的地方，适度降低照明强度，避免无谓的能量浪费。在灯具选择上，优先考虑高效节能的选项，如T5、T8荧光灯和功率低的金属卤化物灯，同时灯具应具备易清洁和更换的特性。此外，充分利用周边环境的光线，结合光学原理以及实际环境因素，是进行节能设计的重要手段。

2.4主动利用太阳能和光合作用

太阳能作为一种无限的自然资源，其潜力尚未充分挖掘以应对当前的能源挑战。尽管在某些特定领域，如道路照明和环境照明中已有所应用，但整体利用率尚显不足。为了实现太阳能的高效利用，设计过程中应注重几个核心要素的融合：首先，根据实际电力需求、负载特性和预期使用时间，制定出精确的系统设计，旨在优化能效并避免资源浪费；其次，应精细调节系统的电压输出，确保其效能最大化；第三，即使在天气条件多变，如阴雨天，也要确保系统的稳定运行能力；最后，科学评估建筑物的日照条件，包括光照强度和持续时间，这将直接影响到太阳能转换的效率。

2.5在电力供应和分配系统中实现能源节约

在电力体系的构建与配送中，节能设计的目标是双重的：既要实现高效运行，又不能影响用户的日常生活体验。首先，通过深度的电力负荷评估，精确选择负载匹配，这样既能缩减初始容量，进而实现节能和设备寿命的延长；其次，灵活运用分布式和集中式的无功补偿策略，优化低压端的功率性能，提升整个系统的运作效率，同时减少了变压器和线路的损耗；接下来，科学地规划配电网结构，确保高电压能直达用户的核心区域，以此减少线路的电能损失，有效节省能源消耗；此外，对于电力系统中的非线性元件，实施有效的控制管理，确保其产生的谐波在可接受范围内，避免对电网造成额外压力；最后，灵活调整用电时段策略，如实施峰谷电价或智能调控，以降低在用电高峰期和低谷期的能耗峰值。

结论

本文主张在构建城市公共空间照明工程的过程中，应深度融合照明美学与景观设计，确保电气工程服务于整体景观照明策略。设计师不仅需精通各类灯具的规格参数、配电箱组件的性能以及控制柜内设备的技术细节，还需通晓行业规范及施工实践。唯有透彻理解这些复杂的专业技术，才能应对多变且精细的项目需求，同时具备独立的电气设计构思和布局能力。

参考文献：

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