浅析深圳水官高速公路扩建项目照明设施工程的几个亮点

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:knighthaha
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  关键词:深圳水官高速 扩建项目 路灯照明 节能设计 安装施工 亮点 分析
  摘要:水官高速是深圳市东西向快速客货运输的主通道,同时也是作为通往2011年世界大学生运动会主场馆的重要通道之一,扩建后水官高速公路成为我国第一条双向十车道生态高速公路。水官高速公路扩建项目照明设施工程全线共安装663盏路灯,设计方面充分体现“环保型照明规划”的生态节能理念。本文结合实际,重点针对该项目工程在实施过程中一些亮点进行分析、探讨。
  
  1、项目工程概况
  水官高速公路地处深圳市龙岗区西南部,线路呈东西走向,西起南坪快速、布龙路及清平高速公路交汇处的龙景立交,东止龙岗区龙城新城,与龙翔大道相连。水官高速公路进行全线改造拓宽,改造后主线路全长13.465km,双向10车道;路幅宽度50m,设计行车时速80公里。该扩建工程项目被列入广东省和深圳市重大建设项目,建设单位为深圳华昱投资开发(集团)有限公司。水官高速公路是深圳市东西向快速客货运输的主通道,扩建后水官高速公路成为我国第一条双向十车道生态高速公路,将有助于缓解区域交通压力,改善区域交通环境,对促进深圳经济发展及构筑和谐社会具有重要的意义。该项目照明设施的工程内容包括给路灯供电的箱式变电站、配电箱,线管、电缆、高杆灯、路灯、电缆手井、防雷接地等设备的安装、调试,于2011年3月10日开工,2011年6月底竣工。路灯照明设施的供应商及安装施工单位均为深圳市高力特实业有限公司。
  
  2、总体设计方案
  2.1 项目定位
  作为世界大学生运动会主场馆的迎宾大道,借此契机,水官高速公路迎来了新的高速发展时期,作为深圳市交通建设中重要的改造工程之一,也是2011年的大运工程,更是未来经济腾飞的一对强健翅膀,不但与每个深圳人的生活息息相关,而且与整个深圳市以后的社会发展息息相关。此项目对提升深圳整体经济实力和城市形象有着重要的意义。
  
  2.2 设计方案:
  根据该高速公路改造特点及参考《城市道路照明设计标准》,经过照度计算,全线高速公路主线段采用双侧对称布置,每40米一根灯杆,灯杆高度12.5米,每套灯杆安装两套灯具,互通立交设置30米的高全圆照高杆灯进行照明。663盏路灯为自动感应系统,可根据日光的明暗自动开灯或熄灯,可有效防止天已大亮而人工控制忘记关灯导致的耗电情况。系统架构示意图如下图1所示。
  
  
  图1:系统架构示意图
  灯杆采用Q235钢板,同时其内外表面热镀锌,镀锌后再喷塑处理;杆高12.5米,臂长2.5米;灯具:GGE867,功率250W-400W。灯臂设计成“SU” ,“S”形似一条昂首奔腾的“龙”,同时又是深圳市的首写字母,象征深圳具有龙的精神,又和龙岗的“龙”紧密相连,的红色区域所形成的形,“U”形似第26届大运会的会徽形状,代表大运会在龙岗举办。为使市民行车更舒适安全,作为通往大运会主场馆的重要通道之一,水官高速已全线安装663盏路灯,并于2011年6月份全部点亮。663盏路灯并非普通造型,而是由红白相间的“S”形组成。该设计形似彩带,犹如位列道路两侧的大运会欢迎标志。龙能大能小,能升能稳;大则兴云吐雾,小则隐介藏形;升则飞腾于宇宙之间,隐则潜伏于波涛之内,“潜龙在岗”,这是深圳最大的潜力。
  3、设计优化处理亮点分析
  水官高速公路作为交通大动脉和深圳的主要门户,也是通往大运会主场馆唯一的一条便捷通道,照明除了满足必要的功能照明要求,还必须塑造深圳的门户形象;照明灯杆、灯具应具有较强的装饰性和标志性,使水官高速路灯照明担当着该项工程点睛之笔,使其成为夜间水官高速路上的光明使者,白天水官高速路边的一道风景,详见下图2。
  
  
  
  图2:水官高速扩建项目照明路燈工程的竣工照片
  作为投资建设单位,我们深刻意识到这是一个提升自我的良好契机,同时也深深感受到所肩负的社会责任,我们组织供应商及设计单位集多年的灯具设计、研发智慧和项目实施经验,以创新的产品、精良的品质、细致的施工和完善的服务,全力以赴做好该项目,争取做成为“深圳市自主创新样板工程”。
  秉承低碳、节能、环保的理念,建设单位组织施工方技术人员会同设计院,对水官高速扩建项目的照明工程进行优化设计:
  
  3.1 灯杆灯臂的优化
  3.1.1 对灯臂进行结构功能分析,将灯臂分解成受力骨架和装饰蒙板,受力骨架保证强度,重点在安全性,装饰蒙板保证造型美观,重点在装饰性。
  3.1.2 以国家及行业有关标准为依据,按照风载受力计算,确定灯臂受力骨架采用厚度3.75mm成槽钢形,按照工艺制作可行性,装饰蒙板采用厚度0.6mm镀锌板。
  3.1.3 按照图纸形状尺寸,选用上述规格材料,优化后灯臂重量75公斤(原设计重量209公斤);大大减轻了灯臂的重量,达到优化目的。如下图3所示。
  
  
  
  图3:设计优化后的方案效果示意图
  
  3.2 路灯能源控制管理系统的优化
  3.2.1本工程路灯能源控制管理方面,增加高力特《低碳照明智能运营系统》的技术要求,实现城市照明低碳化、智能化运营管理,达到节能减排的目的。在市政开支极度紧张的今天,国内绝大部分城市和地区几乎不约而同的采取关闭路灯,或者隔盏关灯的省电方法,其结果导致路面照度分布不均,给治安和交通安全埋下了隐患,而且不能避免后半夜电网电压的升高对路灯寿命的减损,因此不能称作是真正意义上的节能。本项目的低碳照明运营系统的诞生真正意义上实现了节能省电。系统提供丰富的节能方式:如“智能控制”中所述的,包括智能开关灯、调光,上下半夜的亮度智能调节,下半夜供电电压过高时的调压等,以及个性化的节能控制方式等。高力特低碳照明运营系统是一种高智能化的城市路灯管理系统,包括以下三大部分:以城区为单位的路灯监控中心,以电力变压器为节电的路灯节能控制器,以及以单个路灯为单位的单灯控制器。该系统依据人体工程学的视觉理论,采用现代控制论中的最优控制方法,实现对路灯电流及照度的动态智能化管理,分时段,分路段,按需求合理调控路灯的亮灯率及亮度,实现人性化,智能化管理。
   3.2.2 该系统优势以单灯为操作对象,能够针对单灯进行实时监控管理实现城市照明节能35%以上。系统对路灯开关和调光时间可以按光控和时间控制来实现。对于最节能的光控开关灯方案,为了提高其动作的可靠性,设计了信号摄取的“三取二”逻辑和信号正确性判断并自动改变逻辑的接线。对于时间控制采用GPS卫星接受到的本城市所在地球经纬度,自动将一年内日出日落的晨光昏影的格林威治时间生成每日开关的北京时间序列表。上下半夜亮度变换的控制按当地情况,在设定时间自动切换钠灯的变功率镇流器或LED灯的恒压或恒流源。
  对单灯控制器还可以给出个性化的开关灯控制信号。如图4(单灯控制器示意图)所示。为了避免线路电压波动,尤其是下半夜电压过高造成电能“浪费”和降低灯泡、镇流器的使用寿命,不断的自动调整路灯供电电压是十分重要的。根据箱式变压器箱的供电电压,针对不同的调压的执行终端,控制单个、部分或所有的灯进入按设计电压运方式或降压节能运行方式。
  
  
  
  图4:单灯控制器示意图
  
  4、施工遇到的主要问题及其处理亮点分析
  4.1 本工程施工难点、重点分析
  4.1.1 工程施工工期紧、质量要求高、难度大,施工面宽,作业线长,机械设备、材料投入大。因此,如何通过严密紧凑的计划管理,进行科学的调度,制定有力的保证措施,合理及时的投入人、财、物,科学高效地组织、协调与控制各专业的穿插施工,使工程按期完成,是本工程施工控制的重点。同时也考验着整个项目管理团队的综合实力和管理能力。
  4.1.2 工程现场规划难度大,安全文明施工要求高,本工程施工场地条件不一,且区域广。由于水官高速在整个施工过程中都要保持正常通车,如何对整个工程的施工顺序进行科学的调整,合理结合现场布置,解决好道路交通畅顺、材料设备供应与堆放、施工机具进出场与安装等问题,处理好施工生产和安全设施之间的关系; 如何创造良好的安全文明施工环境和作业条件,确保达到文明工地标准,是本工程施工控制的难点。
  4.1.3 (路灯)灯具灯杆,(高杆灯)灯具灯杆的安装和调试既是本工程施工的重点,又是难点。如何做好吊装工序,灯杆和灯座基础平衡对称,螺栓固定等等。灯杆安装施工的工艺流程如下图5:
  
  
  
  
  图5:工艺流程图
  
  4.1.4 由于本工程作业线长,在路灯电缆敷设完成后,如何做好电缆的防盗、保护措施也是本工程的重点。
  
  4.2 应对措施
  为确保工期,必须安排多个施工队并分成多个施工小组,按工作面划分施工段,保证施工进度确保工期。施工中要注意施工时间、施工主次、防噪音、防水、环境绿化保护等工作。
  针对本工程质量要求高的特点,必须进行精心组织、合理安排,充分利用有效时间和空间,选用先进的施工工艺,加快工程节奏。专业技术人员、新技术投入是工程顺利竣工的关键。其工程所需资源(如人力、材料、资金配备)要紧跟工程进度调配,确保工程顺利实施。
  4.2.1尽快和厂家对灯具灯杆进行交货期的再次确认,并与其签订供货合同,确保厂家按时供货,保障工期顺利。
  4.2.2 抽调有丰富施工经验及责任心强的施工管理和技术人员到现场指挥调度,以便及时了解现场施工情况,合理安排施工人员和施工工序,确保施工进度。加大人员投入,组立灯杆班组由20人增加到40人。通过分析该工程关键工作关键工序,找出解决办法,该工程关键工作灯杆组立的关键工序是灯臂的安装,由于该工程灯臂形状复杂,安装进度慢,是制约进度关键。为此,项目部组织工程技术人员对灯臂组装按照不同工序进行分解演练,筛选出最快组装工序,并将筛选出的工序,作为培训资料对各个安装班组进行培训。由于灯臂组装速度加快,保证了灯杆组立进度,一个班组(10人)一天实现35根杆组立任务,实现了四个班组五天时间完成水官高速路663余套灯杆组立任务。灯杆吊装施工详见下图6所示。
  4.2.3 电缆防盗措施:在电缆敷设完成后,把灯杆灯门位置焊接死,在此之前把电线引到灯头位置,在灯头加装保险,以便以保护光源电器和维修;在地面上的电缆防盗中,用混凝土把电缆和盖板包死,同时在每一档(即:灯杆与灯杆之间)的电缆保护管中,随取3公分位置把保护管敲碎,再用混凝土固定,以防止电缆被抽拉出来。
  
  
  
  图6:吊装示意图
  6、环保、社会经济效益分析
  我国每年电能浪费不低于三千亿元,照明用电每年消耗400亿元,2003年以来,全国电力供应全线告急,节能市场究竟有多大?据相关数据显示,中国每年仅照明节电就有800亿元的市场容量,本项目采用的低碳照明运营系统就是针对这种现状,响应国家政策顺应市场需求而开发出来的。
  深圳华昱集团一贯提倡“生态环保、绿色低碳”的开发建设理念,尽管目前国家并未强制规定高速公路必须设置路灯,居于强烈的社会责任感,其不惜代价投入巨资建设水官高速扩建项目的节能路灯照明设施工程,并主动承担每年约150万元的路灯照明电费。华昱集团作为建设单位,一直坚持“环保型照明规划”的建设理念,针对本项目工程的规划设计方面,采用高力特低碳节能照明运营系统,工程灯具采用截光型路灯灯具,避免灯具向其侧面或向天空照明加剧光晕现象,减少所有形式的光污染,夜空观赏质量下降、对动植物危害,等等。本项目的663盏路灯均采用自动感应的节能系统,可根据日光的明暗自动开灯或熄灯,可有效防止天已大亮而人工控制忘记关灯导致的耗电情况。根据相关方面提供的可靠数据,在能耗状况方面,按照663盏双灯头灯具,其中功率为400W的灯具每天亮灯10小时,功率250W的灯具每天亮灯5小时,电损为8%,电费为0.68元/度来测算,采用该低碳节能照明运营系统后,本项目路灯照明设施全年的节电率为35%,年均节约电费47.8万元人民币,15年累計社会减少CO2排放量达约5436吨。
  本项目工程的社会效益,实现无人巡视,全智能操控,提高了政府的管理水平和管理形象,降低城市的管理费用,体现节能设计的生态理念。照明促进城市生活的和谐发展。水官高速路灯照明工程完成,将方便居民夜间出行,扫除黑暗和适当减低犯罪率,增加居民安全感,同时,提升了城市的形象。采用低碳照明智能运营系统,推广城市公共照明节能技术意义非常重大。从小的方面讲,降低电费、减少财政支出,当地政府是直接受益方;从大的方面讲,对当地政府、对国家和整个社会,节约能源更是一项利国利民的
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