本文是一篇 工程管理硕士论文,本文从智慧城市管理的角度出发,从智能照明和用户需求的方面考虑,综合运用新型节能设备以及物联网技术管理的方法,优化了城市夜景照明设备,构建了城市夜景照明管理系统,该系统使得大量照明终端设备实现可视化监控和远程的管理,为我国城市绿色照明管理的可持续发展提供了借鉴与参考。
1绪论
1.1选题背景
伴随着经济的迅猛发展,城市规模的不断拓展,路灯照明设施已经成为大家日常生活中所不可缺少的重要组成部分。城市夜景照明为居民、车辆的夜间出行提供了有效的照明的同时,还可以通过路灯以及墙体照明等设施实现城市的夜间亮化,并通过这些亮化设施在提升城市夜间交通安全水平的同时,展现了城市的美好形象和独特魅力,提升了城市的夜间综合形象和居民的幸福指数,为创造良好的安居环境做出了卓越的贡献。如今,城市夜景照明系统作为现代化城市发展不可或缺的一部分,更是成为一座城市展现自我价值的名片。
根据中国电力企业联合会数据,2012年我国全社会用电量47774.3亿千瓦时。2012年,全国照明用电量达6587.22亿千瓦时,占全社会总用电量的13.79%,其中城市照明用电量为2106.05亿千瓦时,大约占照明用电量的三分之一。随着城市化和中国新型城镇化的快速推进,每年我国城市照明设施的数量以10%~20%的速度增长,大幅提高了我国的能源消耗。根据2012年的数据,如果每年节电15%,那么全年将实现终端节电315亿度,减少财政支出280亿,同时全年二氧化硫排放可减少约21万吨,二氧化碳排放可减少约278万吨。由此可见,照明设施在城市总体用电量中所占比重很大,但目前我国夜景城市照明还存在着能耗总量较大、设备能效水平不均、智能化控制程度较低、缺乏统一规划和标准、过度照明和光污染以及维护和管理不到位的问题,因此研究照明设施的节能也应成为当务之急,对于提高城市能源高效利用有重要意义。
1.2研究目的及意义
1.2.1研究目的
功能性照明更多的是为保障基础照明功能,相比之下,城市夜景照明规模更大,照明设施功率更高,相应能耗也更高,同时相应照明标准不完善,因此城市夜景照明实施更需要综合考虑照明效果、能耗、环境保护等因素。合理的夜景照明设计不仅可以提升城市的形象和吸引力,还可以做到节能减排,避免光污染对生态环境的影响。
(1)通过基于绿色照明理念的夜景照明节能优化设计,以期解决夜景亮化过程中的高耗能问题;
(2)通过科学规划和管理,使用现代化技术手段对照明系统进行智能化管理,使得城市夜景照明可以为居民和游客提供一个美丽、安全和舒适的夜间环境。
1.2.2研究意义
(1)理论意义
1)综述夜景照明节能影响因素、节能措施以及绿色照明理念与夜景照明节能相结合的现有文献,能够明晰目前研究理论上的不足;
2)按照绿色照明理念的主要因素,总结出影响夜景照明节能的五个主要维度,通过应用智慧照明管理系统和可视化照明模拟模型,实现节能设计的前瞻性、可预测性、精准性。让其从简单照明灯具节能转变为整体化智能化照明节能,并用应用后的能耗数据作为识别节能方案的最终辨别器,一定程度上丰富了夜景照明理论,尤其是系统化节能设计理论。
2理论基础
2.1绿色照明理念
绿色的照明理念旨在确保灯光明亮的品质同时降低其对于周边居民及生态系统产生的有害影响;尽可能地减小使用电力的数量以提升能源利用率的高效节能型照明方案。此外,采用高效能且耐用的电气设备可以实现安全的、节约成本的、环境友好的并且令人愉悦的生活空间的目标。因此,城市的夜景照明不仅依赖于先进的技术手段而且需要融合艺术和人文因素才能形成和谐统一的效果。
完整的绿色照明内涵包含:高效节能、环保、安全、舒适等4项指标[64]。“绿色照明”概念一经推出便引起了全球范围内的关注并得到广泛推广。实行绿色照明也符合国家构建节能环保型社会、实现“双碳”目标的总体规划,结合绿色照明的4项指标,可以得出照明规划和管理的五个基本要求。
(1)确保照明质量
在确保照明质量的基础上推行节能照明工程。以实现节能为目标的绿色照明项目是在确保照明质量和视觉需求得到满足的情况下进行。不能通过降低照明标准来实现节能的目的,而是充分利用先进的技术方法,提升照明设备和照明工程的质量,提升照明设备的效率和合理的维护管理措施实现目标。
(2)减少电耗
我国正在积极倡导建设节约型社会,考虑到节约能源,可以从照明时间的角度出发:对于户外照明,可以使用智能控制;同样地,从照明方法来看,有些建筑、广场和道路的照明过分强调亮度,忽视了其表面材质和周围环境的特性[65]。通过智能化控制系统动态调整照明运行时间,做到精准控制开关时间,实现节能目标。
(3)保护环境,防止过度亮化
过度亮化极易产生光污染,光污染是过量的光辐射对人类生活和生产环境造成不良影响的现象。通过加强夜景照明的规划和管理,改善照明条件,尤其是降低照明灯具功率和亮度,减少光污染的来源,是夜景照明工作的一项重要工作,也是节能设计的一项重要指标。
2.2建筑夜景照明节能方案相关理论
2.2.1建筑夜景照明的含义和发展现状
作为现代化都市的重要象征,建筑融合了城市特性和自然环境属性,展示着都市的风采。随着对现代城市建设的日益关注,夜景设计也变得愈发重要。通过建筑夜景灯光,可以塑造城市的夜晚美景,对于提升城市形象并推动其进步有着重要的作用。许多国家的城市规划者们都以科学的方式理解当地的人文风情、文化和当代艺术,从而打造出了富有表现力的城市夜景。建筑夜景照明是一种旨在创建城市夜间风景、提高民众居住质量的光线工程。它是一个涵盖了建筑物、公共空间、道路、桥、公园及湖泊等多个方面的综合光亮项目。
从先进的国家开始的城市夜间灯光规划已逐步扩展到中等规模城镇的环境美化领域中来;伴随着灯具与电力的进步及增强,这种趋势在中国大陆得到了进一步的发展并被广泛应用于各种环境之中。自中国实行市场自由化的政策以来,其经济发展迅速增长并且为城乡建设提供充足的支持力量——尤其是对夜晚的光影效果产生了积极的影响力。目前新型都市光亮工程不仅具备了基本的功能需求而且更注重视觉上的美观度、创意性和独特性的体现。
3 城市夜景照明现状调研及其存在的问题分析 .................................. 18
3.1 调研设计 ................................... 18
3.1.1 调研目的 ................................... 18
3.1.2 调研方法 ............................ 18
4 基于绿色照明理念的夜景亮化照明节能方案构建 .......................... 32
4.1 光源及灯具选择 .................................. 32
4.1.1 目前我国电力照明的发展状况 ........................... 32
4.1.2 新型电气照明节能技术 .................................... 32
5 基于绿色照明理念的夜景照明节能措施实证研究 .......................... 51
5.1 项目概况 ......................... 51
5.1.1 项目简介 ........................................ 51
5.1.2 项目实地调查与照明环境综合分析................... 53
5基于绿色照明理念的夜景照明节能措施实证研究
5.1项目概况
通过夜景照明五个维度分析构建了一套系统化,智能化的夜景照明优化方案,该方案的可行性需要通过实证研究进行论证。因此本章选取城阳区商业街区这一代表性夜景照明案例,通过实地调研得出节能改进关键点,提出针对性节能措施,实现节能目标。
5.1.1项目简介
(1)项目名称
青岛城阳区正阳路商业区(2)项目代表性分析山东省青岛市城阳区正阳路商业区夜景照明是一种典型的商业区照明,包含商业室内照明、楼体外立面、道路、园林等多种场景,在夜景照明项目中具有很强的代表性。
(3)项目背景
青岛城阳正阳路商业区位于山东省青岛市城阳区正阳路,是一个集购物、餐饮、娱乐、休闲等多种功能于一体的商业中心。拥有着许多大型购物中心和百货公司,如利群购物中心、家佳源购物中心、青特万达广场、鲁邦风情街等,这些购物中心涵盖着众多品牌店、专卖店、超市、电影院、健身馆和特色小吃店,是城阳区最繁华的商业街之一,既提供给人们购物的场所,也是大家夜晚休闲娱乐的重要绿地。因此,正阳路商业区作为市民休闲娱乐和举办各类活动的重要场所,其照明设计对于提升城市形象、营造舒适环境至关重要。然而,传统的照明方式往往存在能耗高、维护困难等问题,为了改善这些情况,城市决定对该商业区采用基于绿色照明理念的夜景夜景照明照明节能设计。
6结论与展望
6.1结论
在当前能源日益匮乏和电力供应持续紧张的背景下,我国许多城市仍采用传统的夜景照明控制方式进行管理,这种管理方式存在诸多弊端,且使用效率不高。同时,传统夜景照明管理系统不能进行远程识别故障设备和及时反馈突发情况,必须定期使用人工进行巡查,增加了城市夜景照明管理运营的维护成本。
本文介绍分析国内外城市绿色照明和城市亮化发展,阐明了我国城市绿色照明管理的基本概念和设计理念,以此为理论基础,并结合我国城市夜景照明现状的调研结果,分析了目前我国城市夜景照明管理存在的主要问题,并剖析其根源和症结,结合我国城市夜景亮化照明发展实际,并借鉴国内部分城市亮化工程管理的成功经验,提出了基于绿色照明理念的夜景亮化照明节能方案:首先,选用高效节能的照明光源和照明设备;接着通过照度模拟软件实现照明节能设计准确性;然后,通过物联网智能照明控制系统进行节能化管理并分析电能设计实现电气部分节能目标;最后,在夜景照明运维领域实施节能化举措,从而达到优化管理机制、节约能源、提高建筑夜景照明管理效率、减少运营成本和提升使用的效率的目标。通过对城阳商业区夜景照明节能设计,可以在同等光效下系统功率降低29%,节省耗电41.1%,有效的论证了节能措施的可行性。
本文从智慧城市管理的角度出发,从智能照明和用户需求的方面考虑,综合运用新型节能设备以及物联网技术管理的方法,优化了城市夜景照明设备,构建了城市夜景照明管理系统,该系统使得大量照明终端设备实现可视化监控和远程的管理,为我国城市绿色照明管理的可持续发展提供了借鉴与参考。
参考文献(略)
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