基于地铁站的电气照明节能研究

基于地铁站的电气照明节能研究

余鹏

（武汉市政工程设计研究院有限责任公司湖北武汉430023）

摘要：在人类社会飞速发展的今天，地铁作为一种大运量的快捷交通形式，保持着迅猛的发展态势。沿线地铁站数量逐渐增多，其照明消耗的电量也在不断增加。同时，照明负荷以长期工作负荷居多，会形成大量的持续电能损耗。若不加以控制，其对地区电力资源造成的浪费会是相当可观的。本文即针对这一现状，对地铁站的电气照明节能做一研究，旨在分析电能消耗，推广节能措施，实现照明系统最大程度的低碳环保。

关键词：地铁站；照明；节能

引言：随着我国经济的发展和科技的进步，人们对照明灯具节能和科学管理提出了更高的要求，使得照明控制进入了智能化控制的时代。

1地铁车站照明系统分类

地铁照明分为车站的一般照明、车站应急照明、区间工作照明及应急照明、广告照明和安全照明。应急照明是一级负荷，车站一般照明、安全照明为二级负荷，广告照明为三级负荷。

2地铁照明照度设计标准

按照GB50034—2004《建筑照明设计标准》、GB50016—2006《建筑设计防火规范》及GB/T16275—2008《城市轨道交通照明》的照度要求，地铁的照明照度标准值应按以下系列分级：1lx，2lx，3lx，5lx，10lx，15lx，20lx，30lx，50lx，75lx，100lx，150lx，200lx，300lx，500lx，750lx，1000lx，1500lx和2000lx。

3地铁站电气照明概述

地铁站电气照明的配电场所是指车站区域内各种需要照明的场所，应急照明不均匀地布置在公共区和设备区内，但在步行梯及上下行扶梯口、自动售票机装设处周围，应保证具备特定的亮度，以满足旅客的视觉需要。其中，疏散照明包括三个组成部分，即出口标志灯、指向标志灯及疏散照明灯。出口标志灯多安装在地铁站出口、站厅层及站台层出口、需要值班的设备用房及其他可达外面的应急出口处的上方位置。如果某些地方无法直接看到出口标志灯，或者虽能看到却无法看清时，例如站厅、站台、楼梯、走道及走道拐角处附近，则需安装指向标志灯，其安装高度距离地面一般不大于1.0米，且两盏灯的间距一般不大于15.0米，但对于袋形走廊，其间距不得超出十米，在拐弯区域，则不得超出一米。而疏散照明灯在各出入口、站厅、站台、楼梯、走道及走道拐角处附近、风道、轨道区间等处均需安装，且由正常照明切换为疏散照明的点亮时长不应超过5.0秒，切换后的连续配电时长不得低于60分钟。对于一般作业区域来说，备用照明的照度值至少需达到正常照明10%的照度，且其切换时长不得超过5.0秒。而对于紧急状况下承担总体调控功能的区域或者存放应急设的区域来说，其备用照明的照度值至少需达到正常照明50%的照度，且其切换时长不得超过5.0秒。同疏散照明一致，备用照明切换后的连续配电时长不得低于60分钟。

4地铁站电气照明节能研究

4.1照明光源及灯具的选择

一般来说，层高较低的区域多配置紧凑型或直管形荧光灯、小功率金卤灯，层高较高的场所多配置大功率金卤灯、细管型或高频无极荧光灯。当采用高频无极荧光灯时，其对电磁的兼容性能应与周边设备相匹配。通常状态下，白炽灯及荧光高压汞灯不适宜用于一般室内照明场所，在特定场合必须配置白炽灯时，其额定功率应控制在一百瓦以内。同时还应考虑颜色辨别需要及区域作业特性，选取显色指数最适宜的光源，并保证站台层、站厅层等同一公共区域具有一致的色温。在灰尘大的区域，应当配置相应防护级别的防尘灯具。在有起火、爆炸等危险，或者对安全照明有明确要求的区域，应参照我国现行照明规范及标准的相关条文，配置适宜的灯具。在对清洁程度有明确规定的区域，适宜配置不易落灰、易于清洁的洁净型灯具。在需要避免紫外线照射的区域，适宜配置不含紫外线的光源或者隔离紫外线的灯具。

4.2光环境的营造

（1）为突显地铁站的建筑特色，同时降低施工及后期运营成本，美观简约、大气实用应为地铁站电气照明的主体风格。在实际应用中，对于净高较低的站厅层及站台层，多采用嵌入式照明，或在此基础上，加装筒灯，灵活多变地营造良好的配光效果。位于站厅层两侧的车站出入口，其配光效果应同站厅的光环境协调一致，但在设计层面上，较之后者则略为单一，所选光源多为亮度较高的荧光灯。同时，为克服临近开口、吊顶较低给人造成的沉闷感，可采用花式吊顶打造出明亮的天花板色泽，营造视觉的上浮感，使原本狭小的空间充分敞亮起来。

（2）同车站公共区域一墙之隔的管理用房，其吊顶高度同样较低，而且为营造现代办公用地惬意舒适的感觉，其室内设计的主色调应突显明净雅致的总体要求。嵌入在吊顶中的栅格式荧光灯，可以说是对这片区域恰到好处的诠释，既满足人们的办公需要，又与简洁的建筑风格相互映衬，不再需要其他冗余的装饰。对于广告照明来说，不仅起到补充主体照明的作用，还可增加地铁站的艺术性及生动性，因此在设计时，应该彰显其鲜明的个性。在实际工程中，可采用或长亮或变幻的霓虹灯勾勒商品的形象。同时可将透明的广告图片做成灯箱，在图片背后安装显色性较好的荧光灯，通过光线照射，增强画面的明艳。而对于不透明的广告图片，可采用在图片前上方配置显色性良好的投光灯，通过角度适宜的照明，充分展现画面的颜色和层次。

4.3高效新型光源及灯具的合理选择

4.3.1荧光灯

目前灯具厂商生产和市场销售的荧光灯主要包括普通和稀土三基色荧光灯两种，其中，后者是按不同比例将绿、蓝、红三种不同基色的稀土荧光粉进行混合制成的。

4.3.2金属卤化物灯

金卤灯可由石英充当其电弧管泡壳的制作材料，也可由陶瓷来替换陶瓷金卤灯因其电弧管材料为多晶氧化铝，相对于石英而言，其化学性质愈发稳固，纵然于高达1000℃左右的环境温度下，也可避免与稀土金属类发光物质产生化学反应。

4.3.3LED光源

LED是由P型及N型半导体构成的发光二极管，其发光原理是：当在PN结上加正向偏压时，在外电场作用下，P型材料中的载流子空穴与N型材料中的载流子电子彼此向对方扩散运动，当电子及空穴在PN结附近结合时，会释放出相应的能量，伴随产生发光现象。

4.3.4无极灯

无极灯是一种新型光源，根据工作频率的不同，包括高频及低频两种类型。高频无极灯的泡体多为球形，内置耦合器；低频无极灯的泡体多为环形，外置耦合器。

4.4灯具附件的合理配置

4.4.1灯具反射罩

照明灯具是以灯罩内的“控制”为基础来完成对光能的传递，可实现光的反射或折射。同时，灯具释放的流明该怎样散射到空间也是由灯罩决定的。对于相同的照度水平，适宜的反射罩仅吸纳和消耗极少数光线，从而可减少灯具数量，提高光效，也明显增加光通量。反射罩的优劣及其合适程度，由其几何形状、光源效率、反射材料等因素决定，其形状主要有抛物面、椭圆等，具体可针对不同用途加以选择。

4.4.2金属卤化物灯镇流器

同荧光灯一致，金属卤化物灯配置的镇流器同样有三种，其中，节能型电感镇流器是对传统的优化和改进，工艺上更合理，能有效降低电耗。相对来说，电子镇流器由于其技术研发不够完善，理论经验不够成熟，尤其对于功率较大的灯具，其节能优势还有待进一步挖掘，现阶段不宜于大范围推广。

总结：身为地铁线路重要组成部分的地铁车站不断增多，内部结构日趋复杂，耗电量持续增高，其中照明用电为电能消耗的主要组成部分，日益引发人们的关注。因此，很有必要对地铁站电气照明节能问题进行深入的分析与研究。

参考文献：

[1]庄金迅，张九红，刘圆圆.城市地铁站照明节能研究[J].铁道标准设计，2010（04）：110-112.

[2]李希炜，宋鹏.深圳地铁三期工程智能照明系统研究[J].科技创新与应用，2016（09）：52-53.