高鐵站照明設計之光源能耗分析

在現階段，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。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，是當前最為現實的問題。

１　大空間照明的效果分析

照明應用技術的評估應包括五大因素，即質量壽命、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，滿足相關的技術標準；而節(jié)能環(huán)保照明產品能否廣泛、迅速地被用戶接納采用，取決于其能效水平（節(jié)電能力）和相應的經濟利益和社會效益。

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，和新換的１５個２５０W金鹵燈對比；嘉興一站臺：選用２６個２０W的ＬＥＤ燈，和新換的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，和新換的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　現場試驗數據統計分析結果

通過現場試驗和調研數據的統計分析，得出以下結論：

　　①９W?。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?。蹋牛臒舯龋矗埃癢高壓鈉燈節(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　ＬＥＤ燈替換３６W熒光燈后，投資改造費用回收期為２．５年、２０W?。蹋牛臒籼鎿Q４×１８W節(jié)能燈后，投資改造費用回收期為１．６年、１８５W?。蹋牛臒籼鎿Q４００W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?。蹋牛臒籼鎿Q４０ｗ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　高鐵站屋的照明標準

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

國標中對交通建筑（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值。

照度水平的實現也并非是衡量或體現整個建筑空間照明設計唯一要求，而其它照明標準，如人眼的視覺感受，室內光環(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，應考慮功能的基礎上來營造舒適的空間：燈具的造型、眩光的控制。整體控制系統設置應考慮自然采光與人工照明的相結合，根據不同的時間和空間設計整體的照明系統，實現節(jié)能綠色的“人文照明”。

３　高鐵站屋的照明設計

建筑是藝術的表現形式，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建筑的結構。所以，照明的選配是服務于建筑的設計，燈光的安裝必須結合建筑的結構來實施，并體現建筑其自身的特點，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?！案蓛?、舒適”體現了“人性化”并服務于建筑設計的照明。其實，最能影響室內環(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、色調以及它們給人留下的印象。

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

３．２　建筑照明的設計原則

照明既能營造環(huán)境，也能破壞室內外環(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）照明應根據不同的區(qū)域，不同的功能要求來進行不同的設計，為不同區(qū)域的旅客和工作人員提供良好的視覺環(huán)境。這就要求設計時應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。

（２）照明除滿足其功能要求外，還需要與建筑環(huán)境，室內配套有機結合，并充分應用各種照明手段來表現建筑內部空間和外部形象，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。

４　燈具及光源選配

在大空間照明配比時，當照明方式確定后，燈具及光源的選擇至關重要。由于室內面積空間較大，為了滿足設計標準的照度，以及達到建筑環(huán)境的效果，所需要的燈具數量、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指標比較值見表3所示產。

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。在光源選擇時，對光源的各種性能（技術性、舒適性和經濟性）應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　結束語

光伏建筑一體化是客運站屋設計的新理念、新視角。因此，在新造站屋時，嚴格按設計規(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）設計合理的照明方案。根據業(yè)主提出的要求，結合設計經驗、設計理念，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重要。以能耗低、光效高、壽命長的“適合”光源為標準，對燈具光源類型、功率、尺寸、配光等燈具參數進行選擇與控制。

（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時段再進行控制方案的調整。

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計提供了有利條件，把照明設備作為一個建筑構件和建筑相關部分如頂棚、柱、墻壁、門、窗和室內家俱等進行統一設計，使燈光和藝術效果的新光源、新燈具將不斷推陳出新。

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