城市亮化解决方案

随着城市建设水平的提高和市民休闲生活的需要，城市亮化工程逐渐成为美化市容、丰富城市生活、塑造城市特色的重要工程之一。但是城市亮化由于其覆盖范围大、照明时间长等原因，也在一定程度上浪费了资源，增加了政府负担。LED照明产品，以其色彩丰富、寿命长、发光效率高、节能环保等特点成为城市亮化首选的照明产品。

4.8.1　LED简介

LED，发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体晶片，晶片的一端附LED在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一部分是N型半导体，在这边主要是电子。当这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。

LED的内在特征决定了它是代替传统光源最理想的光源，它有以下优点：

体积小：LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常小、非常轻。

高新尖：与传统光源单调的发光效果相比，LED光源是低压微电子产品，成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等，所以亦是数字信息化产品，是半导体光电器件“高新尖”技术的体现。

耗电量低：LED耗电非常低，一般来说，LED的工作电压是2～6伏，工作电流是0.02～0.03安。也就是说，它消耗的电不超过0.1瓦。

寿命长：LED光源有人称它为长寿灯，意为永不熄灭的灯。固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达6万～10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。

高亮低热量：在恰当的电流和电压下，LED的显色指数达到90以上。

环保：LED是由无毒的材料制成的，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。

坚固耐用：LED是被完全地封装在环氧树脂里面，它比灯泡和荧光灯管都坚固，灯体内也没有松动的部分，这些特点使得LED不易损坏。

高节能：节能能源无污染即为环保。直流驱动，超低功耗（单管0.03～0.06W）光功率转换接近100%，相同照明效果比传统光源节能80%以上。

多变幻：LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生256×256×256=16777216种颜色（注：LED由三种基本色任意混合后产生的颜色种类），形成不同光色的组合，变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。

环保：环保效益更佳，光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，而且废弃物可回收，没有污染，不含汞元素，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。

4.8.2　设计理念

LED的出现打破了传统光源的设计方法和思路，有以下两种最新的设计理念：

（1）情景照明。

以环境的需求来设计灯具。情景照明以场所为出发点，旨在营造一种漂亮、绚丽的光照环境，以烘托场景效果，使人感觉到有场景氛围。

（2）情调照明。

以人的需求来设计灯具。情调照明是以人的情感为出发点，从人的角度去创造一种意境般的光照环境。情调照明与情景照明有所不同，情调照明是动态的，可以满足人的精神需求的照明方式，使人感到有情调；而情景照明是静态的，它只能强调场景光照的需求，而不能表达人的情绪，从某种意义上说，情调照明涵盖情景照明。

4.8.3　城市亮化工程

LED城市亮化工程，是指为了美化城市环境，提高城市的整体形象，而对商场、旅游景区、街道的人流量多的地方进行灯光亮化。

我国自古以来就有观灯赏景的习俗，元宵佳节举行观灯集会，会上悬挂各式各样的彩灯，灯火辉煌。如今人们也会情不自禁在佳节、喜庆之日，张灯结彩表达喜悦之情。灯文化是在国泰民安的环境中，人们物质生活改善后，对精神文化生活更高要求的展示。这些文化习俗与文化生活要求，是LED亮化工程重要的发展基础。回首城市和建筑发展的历史进程，我们可以清楚地看到光技术和光文化同城市和建筑同步发展的前进足迹，也看到采光照明的技术进步对城市和建筑面貌及现代城市生活产生了多么重要的作用。

随着经济的发展和人们生活水平的提高，我国城市夜景照明事业在短短十多年里得到了迅猛发展，并取得了辉煌的成果。

4.8.4　工程应用

近年来，各城市政府都十分重视城市亮化工作，不同程度地进行了城市亮化建设，把城市亮化工程的建设作为改善和美化城市环境的重要措施。让城市亮起来，美起来，已成为各级领导和社会各界的共识。

目前，我国城市亮化工程在各级政府和领导的重视下得到了前所未有的发展。城市夜景照明建筑起点高、规模大、进步快。在城市亮化工程建设发展过程中，各城市也积累了许多经验。

（1）各地政府领导重视。

领导重视是搞好亮化工作的关键。不少城市的主要领导亲自过问城市亮化工程建设，并把此项工作列入市政府的工作计划。从组织上安排专人负责，并成立专门机构，如“化办”“光彩办”等，大力实施“亮工程”‘亮化工程”等夜景照明工程，涌现出一大批优秀的亮化工程项目。

各部门配合和全民的参与是做好亮化工作的基础。组织、协调好各部门、各单位，积极动员全民参与是非常重要的。

（2）根据城市自身特色，制定高起点、高标准、高水平的城市亮化工程发展总体规划。

城市亮化工程要体现城市艺术、人文特色。一个城市夜景照明的好坏，关键是要有一个好的总体规划。如沈阳在城市亮化工程建设中，景观灯光的建设按照城市定位来规划建设，规划分为总体规划和局部规划，做到特色和功能定位相吻合。上海、大连、天津、重庆、深圳等城市的亮化工程，由于有较严密科学的总体规划，整个城市亮化工程重点突出、特征鲜明，较好地表现出各自城市的功能、特色和历史文化内涵。

（3）城市亮化工程已从单纯追求“亮度”向追求亮的艺术、亮的科学方向发展。

在搞城市亮化工程时不能只是让城市亮起来，要让城市美起来，还要多出夜景照明精品工程。逐步实现由照明向塑造夜间形象和照明的艺术化方向过渡，创作夜景照明的佳作。

（4）技术和管理措施比较健全。

有组织地实施城市亮化工程，应成立专门的机构，由专门的人员来管理此项工作，技术上由专业技术部门和人员组成亮化工作专家组，对城市亮化工程的设计、施工、调试进行研究、试验和把关。

（5）重视城市亮化工程的建设和管理。

管理工作对保持城市亮化工程设施运行和照明效果十分重要。在城市亮化工程建设管理过程中，很多城市为此制定了相关的规章制度。

4.8.5　政府助推

对于城市夜景亮化工程，在充分对相关部门予以指导的同时，各地政府都有很多助推措施。比如，南京市对于市内繁华、重点、中心片区以及最佳观赏片区，要求100幢左右的高楼12层以上必须亮起来。对于每栋楼的亮灯支出，政府都有一定的补贴，或对晚上亮灯时间段的电费给予一定的优惠。

又如郑州市，自2002年实施夜景照明工程以来，共有1100余幢沿街楼体实施了亮化改造。目前，郑州市的夜景照明工程仍在推进，目标是“连成线、亮成片”。‘郑州市的灯亮工程已经实施5年，每年政府都会拿出1000万元的专项资金，对重点用电地区进行补助。”在记者采访中，郑州市市政局副局长刘武军告诉记者：“照明系统用民用电线路，就按照民用电定价；用工业电线路，就按照工业电定价。”据刘武军介绍，郑州市的夜景亮化工程中，行政事业单位付出的电费由财政支出；楼体亮化中开发商付出的费用，由政府补助40%；银行、学校、商业建筑等所用的电费，由政府补助50%。“政府的助力，在很大程度上保证了夜景亮化工程的顺利进行”。

4.8.6　能源管理

利用能源合同管理模式，投资城市公共照明节能改造工程。EMC项目的投资方，通过采购、安装、维护、全方位的节能服务，投资改造城市公共照明系统以达到节能减排的目的。政府将从每年节约的电费中按一定的比例返还给出租方，政府也可以从节约的电费中获得一定比例的分成。节能服务合同期满后，全部节能灯具及节约的电费无偿归城市政府所有。

合同期的长短由双方协商确定，以投资者收回全部投资及应得的利润为原则。合同期内的节能照明产品的质量由生产厂方负责，照明灯具在质保期内由于质量原因而损坏的，生产厂方应免费更换。政府应承诺及担保按时支付投资者应获得已商定所节约的电费差额。在合同期内，路灯的管理由政府的路灯管理部门负责，生产厂方负责更换损坏的灯具（费用由投资方按协议支付）。投资者、政府（或政府指定的部门）、支付电费的银行三方应签订付款协议，将应付的电费差额准时付予投资方指定的银行账户。为了解决在全国普遍推广中存在的资金投入大的难题，将实行能源管理模式，采用分期付款购买的方式，在不需要地方政府直接投入资金的情况下，先行替换现有的高压钠灯和金卤灯，用15年节约的电费来收回投入成本并实现合理的利润。

4.8.7　实例

（1）广东绿色产业投资基金。

广东绿色产业投资基金，在广东省政府领导的关怀下，由广东省科技厅、深圳市国融信合投资股份有限公司、香港建基国际集团有限公司合作设立，是国内首支以科技金融相结合的产业投资基金；是发展低碳经济，推进节能减排和绿色产业发展的一项重要举措。投入资金总规模高达200多亿元人民币，主要投向广东省节能减排等绿色产业。

广东绿色产业投资基金的投资方向将以运用合同能源管理（EMC）模式对政府公共照明系统节能减排项目全额投入，或以该模式为经营手段的节能服务公司（ESCO）的项目股权，以及节能装备或新能源开发相关的高科技企业股权等为主；基金前期的投资方向以推进省科技厅的绿色照明示范城市项目为主，通过联动金融资本加大对城市绿色照明的投入，推动绿色照明产业发展。

广东绿色产业投资基金由理事会作为决策机构，下设两个办公室，即广东绿色产业投资基金管理办公室和广东绿色产业投资基金运营办公室。广东绿色产业投资基金管理办公室设于广东生产力促进中心，主要负责绿色照明示范城市项目的评审和认定工作；广东绿色产业投资基金运营办公室在深圳地王大厦，主要负责绿色照明示范城市项目的投资运营工作。

（2）西青区张窝镇光伏发电。

西青区张家窝镇光伏发电是全国最大规模在民用建筑上的光伏发电项目。4个小区92幢居民楼试点铺设。一块块太阳能电池板整齐地排列在楼顶，略微倾斜的太阳能电池板与水平线保持26°左右夹角。一定角度的倾斜能够更充分地吸收光照，在建造房屋的时候，考虑到了房顶的承重（太阳能电池板加上支架一块大约重10千克）和坡度，全固定在楼顶上。

光伏电池组件方阵将太阳能转化为直流电能，逆变器将直流电能转变成交流电，最后，通过配套的输配电设备将电能输出到公共电网。8600多块太阳能电池板组成的光伏电池组件方阵，连续不断地吸收着光能，一年发电量大约为1.6×106千瓦时，产生的电量并入国家电网。安全及维护得到提升，并省去了加装储能设备，节省了20%左右的投资。并网发电以后，每年收益可以达到70万元以上，发电所得收益将用于补贴张家窝镇居民的物业费。

光伏发电在阴天也能进行。从全国范围来看，天津的日照条件算中等，现在一般从早上6点钟开始发电，到下午6点多钟发电基本结束。如果阴天的话，太阳能电池板也会继续工作，只不过发电效率会很低。如果天气好的话，基本可以保持80%的发电效率。西青区张家窝镇光伏发电比天津西站屋顶上的太阳能电池板发电量要大。天津西站的太阳能电池板采用的是单晶硅，它的电能转化率比较高。

“一个太阳能电池板一天的发电量可以够小区的路灯近4个月的使用。”西青区张家窝镇相关负责人对记者说，如果经转换后并入国家电网，相当于1000户城镇居民1年的用电量，同时每年还能为国家节约原煤740吨，减少二氧化碳排放量约1300吨。相关负责人介绍说，项目总投资近4000万元。作为全国撤村并镇示范小城镇，张家窝镇在示范镇建设中突出低碳节能理念，在居住小区采用的太阳能光伏发电系统，既节约原煤，又减排二氧化碳。

（3）屋顶上挂起太阳“帆板”。

一座总装机容量为15兆瓦的太阳能发电站，在通州光机电一体化产业基地建成。这个铺满1.5×105平方米屋顶的“屋顶发电站”是目前通州最大的一座太阳能光伏发电系统，一年提供超过1.6×107千瓦时的清洁电力能源。

在通州光机电一体化产业基地的北京光联产业园内，太阳能电站的一期工程已经在中科信电子装备公司的厂房屋顶铺设。作为1.5×1015瓦光伏发电项目的第一期工程，30000平方米太阳能光伏组件全部安装完毕，并在年中联入国家电网并网发电。

镶嵌在玻璃下的多晶硅太阳能板，薄薄的只有零点几毫米厚，上面布满一条条细小的银丝线，一些较粗的银色金属线条，又横向将这些细银线连在一起。面板在太阳照射下产生的电能，正是通过这些粗细不等的银色金属线导入面板下面的“集电容器”，然后通过电缆并入国家电网。一块大约1.6平方米的多晶硅太阳能光伏组件，发电功率高达245瓦，如果能100%发挥其光电转化能力，10小时就能发电2.45千瓦时。工厂铺设的3.0×10 <上标> 4 平方米光伏组件，总功率达3×1014瓦，可以满足该公司30%的用电量需求。

一块太阳能发电面板，加上支撑框架，重量只有十几公斤，因此轻型钢结构屋顶也可以变成“屋顶电厂”。科技园区的车间屋顶阳光充足，“电源”充足。该项目通过合理利用屋顶空间，有效解决了公司生产、生活用电问题。

这个大型项目是本市重点工程项目之一。项目总投资超过1.4亿元，其中8000万元由市发改委等部门支持，其余则由公司承担。因此，试点安装该项目太阳能电板的单位，不用花一分钱就可以建成“屋顶太阳能发电站”，并免费使用其中一部分电量。

据介绍，1.5×105平方米“屋顶电站”将全部依托园区内各厂建筑屋顶进行建设，所发电量全部用于园区内各厂生产，总装机容量为15×1014瓦。项目建成后，这些屋顶预计年均发电量约为1.6×107千瓦时，这相当于节约标准煤约5.0×103吨，减少二氧化碳排放量约1.6×10 <上标> 4 吨。

据了解，发达国家早在20世纪80年代就开始实施光伏屋顶计划，如今太阳能并网发电在日本和欧洲被广泛应用于家庭，技术相对较为成熟。

根据以上实例和现有的再生能源利用技术，凉山州可再生能源建筑应用完全可以实施。

4.8.8　凉山州LED的应用

凉山州的LED用于道路桥梁、楼体亮化、园林景观、球场照明、庭院照明等亮化工程。

楼体亮化是夜晚城市最常见的一种亮化形式，增加道路亮化是政府一项便民利民的重要举措，亮化工程后体现出楼体本身的大气、恢宏效果，也美化了城市。夜色道路亮化主要采用LED路灯，节能环保。

广告亮化既可以传播广告内容，又可以美化城市，景观亮化是城市景观夜晚的最好看点，对于装点广告展示效果好，亮化美观度高。