為展示綠色環(huán)保的城市形象，讓路燈更加節(jié)能高效，在較多高架道路照明燈具即將到達(dá)使用壽命的前提下，某一線城市市級(jí)主管部門擬通過打造優(yōu)質(zhì)“樣板工程”來探索全市道路照明節(jié)能改造的方法。
該主管部門委托某第三方咨詢機(jī)構(gòu)針對(duì)某高架快速路段開展路燈節(jié)能改造合同能源管理項(xiàng)目的咨詢服務(wù)，咨詢內(nèi)容包括項(xiàng)目邊界劃分、基準(zhǔn)期和基準(zhǔn)量的確定、產(chǎn)品及技術(shù)需求分析、節(jié)能效益測(cè)算、施工驗(yàn)收重點(diǎn)和改造后節(jié)能量核定等。無錫沃思智能科技有限公司專業(yè)做智能照明解決方案，有線通訊、無線通訊方案都有，廣泛應(yīng)用于路燈、景觀、橋梁、樓宇等。
項(xiàng)目基本情況和實(shí)施目標(biāo)
某高架快速路段全線共有1800余桿燈桿、2000余套250W高壓鈉燈，全年亮燈小時(shí)數(shù)定為4100 h余，年用電量227萬kWh。這些路燈絕大部分使用年限都已超過10年，在改造前均已安裝單燈管理控制系統(tǒng)。
該項(xiàng)目通過合同能源管理中的節(jié)能效益分享型模式實(shí)施改造，在滿足現(xiàn)行照明標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)際使用要求、保證亮燈率99.5%及以上的前提下，實(shí)現(xiàn)不低于50%的節(jié)電率目標(biāo)（合同實(shí)施時(shí)進(jìn)行節(jié)電率考核）。
為同時(shí)達(dá)到安全、美觀、節(jié)能低碳的總體目標(biāo)，該項(xiàng)目將實(shí)施目標(biāo)需求具體細(xì)化為選擇優(yōu)質(zhì)長(zhǎng)壽的節(jié)能照明燈具、提供更加舒適健康的照明環(huán)境、進(jìn)行合理可行的節(jié)能量計(jì)算、保障項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益、制定合理的效益分享機(jī)制、項(xiàng)目實(shí)施要便于后期管理六個(gè)方面。
項(xiàng)目特點(diǎn)和挑戰(zhàn)
與一般合同能源管理項(xiàng)目相比，此類項(xiàng)目有用能品種單一、業(yè)主方均為公共機(jī)構(gòu)、設(shè)備每年運(yùn)行時(shí)間相對(duì)穩(wěn)定等方面優(yōu)勢(shì)，有利于項(xiàng)目實(shí)施推進(jìn)，但也存在以下幾個(gè)方面的挑戰(zhàn)：
1）邊界劃分困難
項(xiàng)目涉及高架快速路，因此只能分段改造。在劃分項(xiàng)目邊界時(shí)要考慮多種因素，例如路段、電路、改造范圍、行政管理界面等，如劃分不合適會(huì)導(dǎo)致能耗難以統(tǒng)計(jì)計(jì)算、照明效果檢測(cè)不佳、改造范圍模糊、公安機(jī)構(gòu)實(shí)施封路困難等情況。
2）照明效果檢測(cè)保持一致性
此類項(xiàng)目照明效果檢測(cè)的目的一是為制定產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)提供依據(jù)，二是為分析改造后照明效果是否符合業(yè)主方要求。因此，改造前后的照明效果檢測(cè)條件和影響因素應(yīng)基本一致。如果改造前后由不同檢測(cè)單位進(jìn)行檢測(cè)，則很可能會(huì)忽視一致性，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果偏差。
3）產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)挑選困難
雖然有國(guó)家及地方的《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》作為參考，但是國(guó)標(biāo)和地標(biāo)里往往沒有具體數(shù)值，而是一個(gè)范圍或者是定性描述。因此，如何取值需要多方考證，一方面要考慮先進(jìn)性和全面性，一方面要考慮經(jīng)濟(jì)性和可行性。
4）能耗計(jì)算困難
一般項(xiàng)目范圍內(nèi)燈具是與項(xiàng)目外用電設(shè)備共用電表的，無法從電表讀數(shù)中拆分出項(xiàng)目范圍內(nèi)的燈具用電量。但是，采用公式計(jì)算時(shí)，燈具實(shí)際功率難以獲得，因此能耗計(jì)算難度較大。
5）投資效益測(cè)算困難
由于此類項(xiàng)目對(duì)產(chǎn)品技術(shù)和服務(wù)要求較高，因此項(xiàng)目成本遠(yuǎn)大于一般照明合同能源管理項(xiàng)目。在投資效益分析時(shí)要建立多種模型來測(cè)算在各種參數(shù)排列組合下的數(shù)據(jù)，最終選取可行方案。
6）項(xiàng)目實(shí)施后節(jié)電量驗(yàn)證復(fù)雜
首先，此類項(xiàng)目的節(jié)電量驗(yàn)證應(yīng)在照明效果符合業(yè)主方要求的前提下進(jìn)行，因此要統(tǒng)籌考慮節(jié)電量驗(yàn)證和照明效果檢測(cè)兩項(xiàng)工作。其次，節(jié)電量與經(jīng)濟(jì)效益直接掛鉤，需要采用兩種以上方法分別計(jì)算進(jìn)行數(shù)據(jù)校核。
項(xiàng)目實(shí)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和分析方法
基于以上項(xiàng)目實(shí)施目標(biāo)和實(shí)際特點(diǎn)，實(shí)施此類合同能源管理項(xiàng)目需重點(diǎn)把握好項(xiàng)目邊界確定、照明效果變化情況檢測(cè)、燈具技術(shù)參數(shù)比選、能耗計(jì)算、合同期限選擇等五個(gè)核心環(huán)節(jié)。
▌項(xiàng)目邊界的確定
鑒于路燈量大面廣，且不同道路路燈現(xiàn)狀情況差別很大，該項(xiàng)目在選擇實(shí)施區(qū)域時(shí)考慮過多種方案，基于六個(gè)方面因素考慮，最終確定的實(shí)施區(qū)域?yàn)槟掣呒芸焖俾纺扯危L(zhǎng)約29 km連續(xù)高架道路。
這些因素分別為原燈具使用年限、改造范圍及對(duì)象、電表箱電路分布情況、是否涵蓋標(biāo)準(zhǔn)路段能進(jìn)行照明效果檢測(cè)、公安機(jī)構(gòu)是否能通過封路方案、行政管理主體是否一致。
▌?wù)彰餍Ч臋z測(cè)
為了了解改造后照明效果改善情況，在改造前后都要進(jìn)行照明效果檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)要注意選取有代表性的標(biāo)準(zhǔn)路段進(jìn)行檢測(cè)、盡量選擇環(huán)境光影響小的時(shí)間做檢測(cè)、改造前后檢測(cè)路段和檢測(cè)儀器以及檢測(cè)時(shí)間等保持一致、測(cè)點(diǎn)分布合理四個(gè)方面。
基于上述考慮，經(jīng)實(shí)地采樣檢測(cè)，該項(xiàng)目改造前照明效果為平均照度22~23 lx、照度均勻度0.53。
▌產(chǎn)品及技術(shù)指標(biāo)的比選
為實(shí)現(xiàn)照明效果改善和能效提升目標(biāo)，選取更優(yōu)質(zhì)高效的燈具是項(xiàng)目的重中之重。為此，該項(xiàng)目基于《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ45-2015，以下簡(jiǎn)稱“國(guó)家照明標(biāo)準(zhǔn)”）、《上海道路LED照明應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（DG/TJ08-2182-2015，以下簡(jiǎn)稱“地方照明標(biāo)準(zhǔn)”）等相關(guān)規(guī)定，綜合運(yùn)用德爾菲法、專家會(huì)議法、調(diào)查法等方法，確定了適合項(xiàng)目所選路段的道路照明指標(biāo)值和LED燈具技術(shù)要求。
●道路照明指標(biāo)值的選取
道路照明指標(biāo)包括了路面亮度、路面照度、眩光限制閾值增量等內(nèi)容，項(xiàng)目主要對(duì)以下五個(gè)方面做了調(diào)查與討論：
1）平均照度
國(guó)家照明標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)應(yīng)類型的平均照度維持值低檔20 lx、高檔30 lx，地方照明標(biāo)準(zhǔn)為20 lx。該項(xiàng)目平均照度維持值的選取主要考慮了改造前平均照度、項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益等，選定項(xiàng)目的照度值為25 lx。
2）平均亮度
國(guó)家照明標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)應(yīng)類型的平均亮度低檔1.5 cd/㎡、高檔2.0 cd/㎡，地方照明標(biāo)準(zhǔn)為1.5 cd/㎡。最終考慮到LED燈具在平均亮度偏低的情況下容易出現(xiàn)“斑馬線”，因此該標(biāo)準(zhǔn)值為1.75 cd/㎡。
3）刪除環(huán)境比
國(guó)家照明標(biāo)準(zhǔn)中環(huán)境比最小值0.5。最終考慮項(xiàng)目實(shí)施地點(diǎn)為高架快速路，環(huán)境比太高會(huì)影響地面道路照明，因此刪除此項(xiàng)。
4）不同距高比制訂不同標(biāo)準(zhǔn)值
國(guó)家照明標(biāo)準(zhǔn)未考慮距高比，地方照明標(biāo)準(zhǔn)考慮到實(shí)際情況設(shè)置了不同距高比的標(biāo)準(zhǔn)值。經(jīng)調(diào)研，項(xiàng)目存在改造后距高比不同的現(xiàn)象，因此采納地方照明標(biāo)準(zhǔn)的意見，針對(duì)不同距高比設(shè)置不同標(biāo)準(zhǔn)值。
5）匝道與主干路標(biāo)準(zhǔn)是否一致
國(guó)家及地方照明標(biāo)準(zhǔn)中，主干路與次干路、支路的標(biāo)準(zhǔn)值是不一樣的-。經(jīng)討論，由于項(xiàng)目的匝道連接高架主線和地面主干道，因此宜與主干道標(biāo)準(zhǔn)保持一致。
根據(jù)上述情況，項(xiàng)目最終確定了道路照明標(biāo)準(zhǔn)值（見表1）。
LED燈具技術(shù)要求的明確
該項(xiàng)目針對(duì)從國(guó)家及地方照明標(biāo)準(zhǔn)中篩選出的十余項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行多次討論論證，最終明確了相關(guān)參數(shù)值。
1）產(chǎn)品認(rèn)證
經(jīng)討論，CQC不是強(qiáng)制性要求，但是一般品牌較好、規(guī)模較大的企業(yè)都會(huì)去做。因此，為了確保燈具產(chǎn)品質(zhì)量，在征求招標(biāo)代理機(jī)構(gòu)意見的前提下，將“產(chǎn)品取得CQC和其它相關(guān)安全和性能認(rèn)證”納入技術(shù)要求。
2）燈具效能
國(guó)家及地方照明標(biāo)準(zhǔn)都根據(jù)不同色溫，制定了不同的燈具效能值，最高105 lm/W。通過市場(chǎng)調(diào)研，為了達(dá)到選取優(yōu)質(zhì)燈具的目的，經(jīng)專家討論決定，項(xiàng)目在色溫≤3 000 K的情況下，燈具效能應(yīng)≥110 lm/W。
3）芯片或器件（模組）
業(yè)主方期望改造后芯片質(zhì)量好，但公開招標(biāo)的內(nèi)容不能有傾向性、排斥性內(nèi)容，或有歧視性要求，且考慮到支持小微企業(yè)，將此條內(nèi)容設(shè)定為“性能優(yōu)越、質(zhì)量穩(wěn)定”。
4）配光
在項(xiàng)目過程中曾考慮用最大光強(qiáng)位置和半峰光束角來設(shè)計(jì)配光要求。經(jīng)討論，這兩個(gè)技術(shù)內(nèi)容主要針對(duì)隧道燈，并且無標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，因此改為采用國(guó)家照明標(biāo)準(zhǔn)中的“采用截光型半截光型燈具”。
5）燈具壽命
由于業(yè)主方希望燈具壽命較長(zhǎng)，因此尋找衡量燈具壽命的有效指標(biāo)。經(jīng)調(diào)研，主要有結(jié)溫試驗(yàn)和6 000 h光衰兩種指標(biāo)可衡量，這兩種指標(biāo)各有利弊。結(jié)溫試驗(yàn)測(cè)試時(shí)間較短，但結(jié)溫試驗(yàn)的結(jié)果是否代表6 000 h光衰的結(jié)果，這一點(diǎn)行業(yè)中有爭(zhēng)議。6 000 h光衰所需的測(cè)試天數(shù)較長(zhǎng)，約280 d。因此最終刪除此內(nèi)容。未來可要求供應(yīng)商承諾燈具壽命符合業(yè)主要求。
此外，項(xiàng)目還對(duì)顯色指數(shù)、安全與性能、防護(hù)等級(jí)、電磁兼容性等做了充分的討論與調(diào)查，形成了相關(guān)技術(shù)要求（見表2）。
照明標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求的檢測(cè)驗(yàn)證
只有在制訂產(chǎn)品及技術(shù)指標(biāo)時(shí)就確定好檢測(cè)驗(yàn)證的方法和內(nèi)容，才能避免“紙上談兵”，真正推動(dòng)項(xiàng)目達(dá)到預(yù)期效果。常見檢測(cè)驗(yàn)證的方法主要有以下三種：
1）常規(guī)與隨機(jī)結(jié)合的方法
考慮到實(shí)際操作的可行性和便利性，檢測(cè)驗(yàn)證可采取常規(guī)檢測(cè)和隨機(jī)抽檢結(jié)合的方式進(jìn)行，這樣既節(jié)約成本又能較為有效地實(shí)施。比如，改造實(shí)施后道路照明標(biāo)準(zhǔn)可采取固定路段檢測(cè)和隨機(jī)路段抽檢的方式來驗(yàn)證；燈具技術(shù)參數(shù)可通過讓合同能源管理服務(wù)商提供規(guī)定的檢測(cè)報(bào)告以及業(yè)主方隨機(jī)抽檢的方式來復(fù)核驗(yàn)證。
2）軟件模擬法
由于改造前難以通過檢測(cè)的方法來判斷新的節(jié)能燈具安裝后是否滿足照明標(biāo)準(zhǔn)，因此可考慮采用軟件模擬的方法對(duì)路段進(jìn)行模擬運(yùn)行，根據(jù)模擬運(yùn)行參數(shù)及結(jié)果來判斷是否符合要求。
3）實(shí)地試裝法
在有條件的情況下，業(yè)主方可以選取標(biāo)準(zhǔn)路段邀請(qǐng)各主體進(jìn)行實(shí)地試裝，在燈具運(yùn)行平穩(wěn)后進(jìn)行檢測(cè)。
▌能耗的計(jì)算
由于無法從電表中拆分能耗，該項(xiàng)目采用公式計(jì)算的方法來得到基準(zhǔn)期和改造后能耗。總能耗（kWh）=燈具總用電量（kWh）=燈具功率（kW/只）×運(yùn)行時(shí)間（h）×實(shí)際亮燈率（%）×燈具數(shù)量（只）。
1）路燈運(yùn)行時(shí)間
項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)間是根據(jù)路燈運(yùn)行時(shí)間表來計(jì)算，也可通過智能控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)等計(jì)算。
2）燈具功率
改造前燈具為高壓鈉燈，具有功率隨電壓浮動(dòng)的特性。改造后燈具為L(zhǎng)ED燈，具有功率不隨電壓浮動(dòng)的特性。項(xiàng)目選取2個(gè)路段的燈具作為代表性測(cè)試燈具，進(jìn)行通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的方法來獲得改造前燈具的實(shí)際工況，采用兩者均值的方式計(jì)算基準(zhǔn)期能耗。
3）實(shí)際亮燈率
如安裝智能控制系統(tǒng)，實(shí)際亮燈率可通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得出。如沒有，可根據(jù)維修情況等推算實(shí)際亮燈率。經(jīng)測(cè)算，項(xiàng)目燈具基準(zhǔn)期改造范圍內(nèi)能耗為227萬kWh。
▌合同期限的選擇
要制定合理的合同能源管理期限，首先要進(jìn)行投資效益測(cè)算。測(cè)算應(yīng)設(shè)定變量參數(shù)及不變參數(shù)，通過不同狀況的測(cè)算數(shù)據(jù)的比對(duì)，來分析合適的合同期限。項(xiàng)目選取了燈具照度為變量參數(shù)，因?yàn)槠溆绊懙綗艟叱杀?、?jié)電量、節(jié)能費(fèi)用。在燈具照度為20 lx、25 lx、30 lx的條件下，測(cè)算的靜動(dòng)態(tài)合同回收期、財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值、投資回報(bào)率等數(shù)據(jù)。經(jīng)測(cè)算，改造后燈具照度為30 lx，動(dòng)態(tài)回收期10年、靜態(tài)投資回收期8年；改造后燈具照度為25 lx，動(dòng)態(tài)回收期8年、靜態(tài)投資回收期6年；改造后燈具照度為20 lx，動(dòng)態(tài)回收期6年、靜態(tài)投資回收期5年。經(jīng)討論，最終確定合同期限為8年。
實(shí)施此類合同能源管理
項(xiàng)目的建議
通過該項(xiàng)目的實(shí)施方法研究分析，有六方面建議可供業(yè)主、合同能源管理服務(wù)商及第三方咨詢服務(wù)機(jī)構(gòu)參考借鑒：
1）做好前期調(diào)研
前期調(diào)研的內(nèi)容除了一般合同能源管理項(xiàng)目需要調(diào)查的用電量、電費(fèi)、改造設(shè)備基本情況，還需要詳細(xì)調(diào)查天氣狀況（含日出日落）、原燈具施工圖紙、改造路段施工圖紙、電表箱配電、周邊建筑物光源、路燈運(yùn)行時(shí)間、公安機(jī)關(guān)封路要求等，為項(xiàng)目邊界劃分、基準(zhǔn)期確定、投資效益測(cè)算打下基礎(chǔ)。
2）分析數(shù)據(jù)可用性
從智能控制系統(tǒng)、電表上讀取的數(shù)據(jù)，以現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)獲得的照明效果、燈具功率等數(shù)據(jù)，要分析其應(yīng)用場(chǎng)景、波動(dòng)情況，要剔除異常數(shù)據(jù)后方可使用。
3）產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)比選需兼顧先進(jìn)性、可行性和實(shí)際成本
在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)有很多產(chǎn)品指標(biāo)是無法檢測(cè)、很難檢測(cè)或者有爭(zhēng)議的，有些指標(biāo)只有在少數(shù)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行破壞性檢測(cè)才可以得到，并且成本高、時(shí)間長(zhǎng)；有些指標(biāo)采用軟件模擬無法實(shí)際獲得；有些指標(biāo)在行業(yè)內(nèi)爭(zhēng)議很大。因此，在制訂產(chǎn)品指標(biāo)時(shí)要考慮到指標(biāo)的廣泛認(rèn)可及驗(yàn)證的可行性，另外招投標(biāo)則應(yīng)把投標(biāo)人的檢測(cè)時(shí)間、成本等因素一并考慮進(jìn)去。
4）保持前后一致性
對(duì)項(xiàng)目的節(jié)能量、照明效果的評(píng)價(jià)以及對(duì)節(jié)電費(fèi)用的計(jì)算，要保持前后邊界一致。例如，改造前后照明效果的對(duì)比，應(yīng)在同自然光條件下、同周邊環(huán)境光影響下、同檢測(cè)路段下進(jìn)行。
5）保證檢測(cè)數(shù)據(jù)客觀性
在對(duì)燈具實(shí)際功率、照明效果進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，可選擇多個(gè)典型路段為測(cè)試路段，檢測(cè)一個(gè)以上亮燈周期（每個(gè)亮燈周期為當(dāng)日晚上亮燈開始至次日凌晨亮燈結(jié)束）。
6）平衡需求與經(jīng)濟(jì)性
首先要平衡項(xiàng)目成本和經(jīng)濟(jì)效益，要精簡(jiǎn)項(xiàng)目需求、合理制定改造內(nèi)容、篩選核心技術(shù)指標(biāo)。其次要平衡項(xiàng)目效果與節(jié)能量，要制定合適的改造目標(biāo)、節(jié)能量目標(biāo)、照明效果要求。最后要平衡合同期與效益分析比例，要多條件比對(duì)測(cè)算不同條件下的經(jīng)濟(jì)效益數(shù)據(jù)。（文\陳碧璇）
