高鐵站照明設(shè)計之光源能耗分析

在現(xiàn)階段，鐵路站場照明用電占總電量的４２％左右。因此，鐵路站場的照明節(jié)能技術(shù)是鐵路照明的一個重要方面，一個好的照明節(jié)能方案，不僅能為減少開支，實現(xiàn)綠色照明，還有巨大的社會效益。對高鐵站的高空間，大跨度的建筑形式，如果照度過高則會增加能耗，過低又會影響基本功能的實現(xiàn)。所以，使用壽命長的高效光源來減少日后的維護費用及使用成本，是當(dāng)前最為現(xiàn)實的問題。

１　大空間照明的效果分析

照明應(yīng)用技術(shù)的評估應(yīng)包括五大因素，即質(zhì)量壽命、光效水平、節(jié)能效果、環(huán)保減排和性價比較。照明的質(zhì)量壽命取決于光源的光衰速率；照明的光效水平取決于不同鐵路站場和宜的照明效果，滿足相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準；而節(jié)能環(huán)保照明產(chǎn)品能否廣泛、迅速地被用戶接納采用，取決于其能效水平（節(jié)電能力）和相應(yīng)的經(jīng)濟利益和社會效益。

１．１　能耗效果的案例分析

在上海局的三個不同作業(yè)場所和沈陽局的一個作業(yè)場所進行了現(xiàn)場對比試驗，其中在嘉興第一、二候車室：選用１５個１００W的ＬＥＤ燈，和新?lián)Q的１５個２５０W金鹵燈對比；嘉興一站臺：選用２６個２０W的ＬＥＤ燈，和新?lián)Q的２６個４×１８W節(jié)能燈對比；上海南二樓候車室：選用２８個３０W的ＬＥＤ燈，和新?lián)Q的２８個７０W金鹵燈對比；長春站第二候車室：選用８７個８．１W的ＬＥＤ燈，和８７個３６W熒光燈對比；

在同一作業(yè)場所、對比燈具個數(shù)和燈具使用時間均相同的情況下，ＬＥＤ光源與既有光源相比，單個燈具功率小、照明用電量少，最大照度值接近既有光源，有些場合甚至要遠高于既有光源，同時收到明顯的節(jié)能降耗效果。

１．２　現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果

通過現(xiàn)場試驗和調(diào)研數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，得出以下結(jié)論：

　?、伲筗?。蹋牛臒舯龋常禬熒光燈節(jié)能７２％、２０W?。蹋牛臒舯龋础粒保竁節(jié)能燈節(jié)能７７％、１８５W　ＬＥＤ燈比４００W高壓鈉燈節(jié)能５７％、１００W?。蹋牛臒舯龋玻担癢金鹵燈節(jié)能６３％、８W?。蹋牛臒舯龋矗癢白熾燈節(jié)能８０％。

②９W?。蹋牛臒籼鎿Q３６W熒光燈后，投資改造費用回收期為２．５年、２０W　ＬＥＤ燈替換４×１８W節(jié)能燈后，投資改造費用回收期為１．６年、１８５W　ＬＥＤ燈替換４００W高壓鈉燈后，投資改造費用回收期為３．１年、１００W?。蹋牛臒籼鎿Q２５０W金鹵燈后，投資改造費用回收期為３．１年、８W　ＬＥＤ燈替換４０ｗ白熾燈后，投資改造費用回收期為１．７年。

③上海局使用的光源選用ＬＥＤ燈替代后（除高壓汞燈和其他燈外），平均年約節(jié)約用電量４３４６５０２６度電，節(jié)約４３４７萬元用電費用，減少４１７２６噸ＣＯ２氣體排放量。

④全路有１８個鐵路局，全路光源（不包括高壓汞燈和其他燈類）約數(shù)量３８６１２５２個，選用ＬＥＤ替代全部不同功率的既有光源后，每天按１２小時用電時間計算，年節(jié)約用電量７８２３７０４６８度電，節(jié)約７８２３７萬元費用，減少７５１０７６噸ＣＯ２排放量。

２　高鐵站屋的照明標(biāo)準

我國實施的國家標(biāo)準《建筑照明設(shè)計標(biāo)準》（ＧＢ５００３４－２００４）對交通建筑的照明標(biāo)準規(guī)定是（如表3所示）。

國標(biāo)中對交通建筑（包括鐵路站場）的照度水平分布、眩光及眩光控制亮度、顯色性等都提出了明確的指標(biāo)值。

照度水平的實現(xiàn)也并非是衡量或體現(xiàn)整個建筑空間照明設(shè)計唯一要求，而其它照明標(biāo)準，如人眼的視覺感受，室內(nèi)光環(huán)境的影響，眩光的控制，均勻度和顯色性的優(yōu)劣等都是滿足旅客生理和心理性的要求。在站屋照明的配比中，應(yīng)考慮功能的基礎(chǔ)上來營造舒適的空間：燈具的造型、眩光的控制。整體控制系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)考慮自然采光與人工照明的相結(jié)合，根據(jù)不同的時間和空間設(shè)計整體的照明系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)能綠色的“人文照明”。

３　高鐵站屋的照明設(shè)計

建筑是藝術(shù)的表現(xiàn)形式，而燈光是建筑的靈魂。燈光效果的好壞直接反映出人們對建筑的喜好，晚上的建筑更是依賴人工照明的形式來體現(xiàn)建筑的結(jié)構(gòu)。所以，照明的選配是服務(wù)于建筑的設(shè)計，燈光的安裝必須結(jié)合建筑的結(jié)構(gòu)來實施，并體現(xiàn)建筑其自身的特點，與整體建筑融為一體。

３．１　候車環(huán)境與照明要求

照明是建筑的靈魂，更是人文精神的體現(xiàn)?！案蓛?、舒適”體現(xiàn)了“人性化”并服務(wù)于建筑設(shè)計的照明。其實，最能影響室內(nèi)環(huán)境的裝飾項目就是光（照明），因為它在不同的程度上影響著我們的生活、工作與休閑。不同形式的照明會左右物體或空間的形象、色調(diào)以及它們給人留下的印象。

照明設(shè)計長期以來是以照明的照亮度、均勻度、立體感、眩光、顯色性指數(shù)和物體的顏色參數(shù)等物理量為標(biāo)準進行設(shè)計和照明效果的評價。但是，隨著經(jīng)濟和人們的物質(zhì)與精神生活水平的提高，對照明環(huán)境不僅在數(shù)量指標(biāo)方面應(yīng)達到標(biāo)準的要求，更希望在一個舒適、明亮并富有藝術(shù)魅力的照明環(huán)境里工作和生活。大量的視覺試驗成果表明，在實際環(huán)境中照明質(zhì)量似乎控制著數(shù)量，并決定著感覺的評價。因此，我們關(guān)注的設(shè)計重點也應(yīng)向體現(xiàn)人和環(huán)境相互關(guān)系的非定量評價照明質(zhì)量方面轉(zhuǎn)移，就是要綜合考慮人的視覺特性、舒適感、建筑和照明藝術(shù)和節(jié)能等因素，從光文化高度，以人為本，把藝術(shù)和科學(xué)融為一體，最后求得高水平、高質(zhì)量和高效能的照明效果。同時，通過空間照明及燈光設(shè)置，襯托建筑的效果和美感，提高旅客的舒適度和滿意度。

３．２　建筑照明的設(shè)計原則

照明既能營造環(huán)境，也能破壞室內(nèi)外環(huán)境的氣氛。所以，建筑環(huán)境一定之后，照明就是決定因素。

（１）照明應(yīng)根據(jù)不同的區(qū)域，不同的功能要求來進行不同的設(shè)計，為不同區(qū)域的旅客和工作人員提供良好的視覺環(huán)境。這就要求設(shè)計時應(yīng)選擇合理的照明燈具，合適的照明方式，準確地控制好照度、亮度、眩光、顯色性等照明參數(shù)。

（２）照明除滿足其功能要求外，還需要與建筑環(huán)境，室內(nèi)配套有機結(jié)合，并充分應(yīng)用各種照明手段來表現(xiàn)建筑內(nèi)部空間和外部形象，突出建筑環(huán)境特點，利用不同的照明器具為人們提供合理、健康、舒適的光照環(huán)境。

（３）照明還要根據(jù)客運站高空間、大跨度的建筑形式選擇高效的燈具。使用壽命長的、高效的光源來減少日后的維護費用及使用成本。作為人群密集的公共場所更應(yīng)避免日后燈具的維護而影響顧客流動的不便。針對不同的空間來定位其不同的照明，以避免過高的照度，從而增加整體能耗或過低的照度而影響基本功能的實現(xiàn)。

４　燈具及光源選配

在大空間照明配比時，當(dāng)照明方式確定后，燈具及光源的選擇至關(guān)重要。由于室內(nèi)面積空間較大，為了滿足設(shè)計標(biāo)準的照度，以及達到建筑環(huán)境的效果，所需要的燈具數(shù)量、光源功率及用電量將會較大。為此，大空間照明對燈具及光源的選擇除了要注意到美觀和配光合理外，還應(yīng)充分考慮其節(jié)能性，以滿足照明環(huán)境的舒適性和功能性，同時也要考慮其節(jié)能性。其不同燈具光源參數(shù)指標(biāo)比較值見表3所示產(chǎn)。

針對不同的空間來定位其不同的照明，以避免過高的照度，從而增加整體能耗或過低的照度而影響基本功能的實現(xiàn)。在光源選擇時，對光源的各種性能（技術(shù)性、舒適性和經(jīng)濟性）應(yīng)從以下方面進行綜合比較、評價：①按照高效、長壽命原則選擇光源；②按照環(huán)境對顯色性的要求選擇光源；③按照光源的色溫（顏色選擇光源）。一般照明設(shè)計時會普遍采用光效高的燈具，尤其是高空間和大面積的燈具選擇要求更高。

５　結(jié)束語

光伏建筑一體化是客運站屋設(shè)計的新理念、新視角。因此，在新造站屋時，嚴格按設(shè)計規(guī)范要求，引入太陽能光伏新源，以及ＬＥＤ低能耗光源；采用節(jié)能、環(huán)保的照明光源，逐步改善既有站屋的光源改造工程，大力推廣新型節(jié)能光源的使用選用效率高、維護量少的燈具。

（１）設(shè)計合理的照明方案。根據(jù)業(yè)主提出的要求，結(jié)合設(shè)計經(jīng)驗、設(shè)計理念，將對照明方案進行細化推敲與定案；整體思路上確保整個照明設(shè)計方案是節(jié)能的，避免了通體照亮，且亮度過高這樣的照明方案帶來的不節(jié)能、不高雅的問題。

（２）采用節(jié)能、環(huán)保的照明產(chǎn)品。用ＬＥＤ光源替代白熾燈、普通熒光燈或節(jié)能燈；用ＬＥＤ光源替代部分金鹵燈、高壓鈉燈。用緊湊型熒光燈取代白熾燈；用Ｔ５熒光燈或三基色Ｔ８熒光燈替代老式普通Ｔ８管熒光燈。

（３）選用節(jié)能的燈具在整個亮化工程中至關(guān)重要。以能耗低、光效高、壽命長的“適合”光源為標(biāo)準，對燈具光源類型、功率、尺寸、配光等燈具參數(shù)進行選擇與控制。

（４）通過不同模式控制、時間段控制建筑照明。在設(shè)計時，考慮到運行時情況，將建筑照明分為“一般模式”、“午夜模式”、“節(jié)假日模式”，并在這些模式中根據(jù)時段再進行控制方案的調(diào)整。

隨著建筑和照明科技的進步，將照明與建筑融為一體的建筑化照明設(shè)計提供了有利條件，把照明設(shè)備作為一個建筑構(gòu)件和建筑相關(guān)部分如頂棚、柱、墻壁、門、窗和室內(nèi)家俱等進行統(tǒng)一設(shè)計，使燈光和藝術(shù)效果的新光源、新燈具將不斷推陳出新。

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