高鐵站照明設(shè)計(jì)之光源能耗分析

在現(xiàn)階段，鐵路站場(chǎng)照明用電占總電量的４２％左右。因此，鐵路站場(chǎng)的照明節(jié)能技術(shù)是鐵路照明的一個(gè)重要方面，一個(gè)好的照明節(jié)能方案，不僅能為減少開(kāi)支，實(shí)現(xiàn)綠色照明，還有巨大的社會(huì)效益。對(duì)高鐵站的高空間，大跨度的建筑形式，如果照度過(guò)高則會(huì)增加能耗，過(guò)低又會(huì)影響基本功能的實(shí)現(xiàn)。所以，使用壽命長(zhǎng)的高效光源來(lái)減少日后的維護(hù)費(fèi)用及使用成本，是當(dāng)前最為現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。

１　大空間照明的效果分析

照明應(yīng)用技術(shù)的評(píng)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(jià)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(chǎng)和宜的照明效果，滿足相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；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(jì)利益和社會(huì)效益。

１．１　能耗效果的案例分析

在上海局的三個(gè)不同作業(yè)場(chǎng)所和沈陽(yáng)局的一個(gè)作業(yè)場(chǎng)所進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比試驗(yàn)，其中在嘉興第一、二候車室：選用１５個(gè)１００W的ＬＥＤ燈，和新?lián)Q的１５個(gè)２５０W金鹵燈對(duì)比；嘉興一站臺(tái)：選用２６個(gè)２０W的ＬＥＤ燈，和新?lián)Q的２６個(gè)４×１８W節(jié)能燈對(duì)比；上海南二樓候車室：選用２８?jìng)€(gè)３０W的ＬＥＤ燈，和新?lián)Q的２８?jìng)€(gè)７０W金鹵燈對(duì)比；長(zhǎng)春站第二候車室：選用８７個(gè)８．１W的ＬＥＤ燈，和８７個(gè)３６W熒光燈對(duì)比；

在同一作業(yè)場(chǎng)所、對(duì)比燈具個(gè)數(shù)和燈具使用時(shí)間均相同的情況下，ＬＥＤ光源與既有光源相比，單個(gè)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(chǎng)合甚至要遠(yuǎn)高于既有光源，同時(shí)收到明顯的節(jié)能降耗效果。

１．２　現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和調(diào)研數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)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?。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?。蹋牛臒籼鎿Q３６W熒光燈后，投資改造費(fèi)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(fèi)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(fèi)用回收期為３．１年、１００W　ＬＥＤ燈替換２５０W金鹵燈后，投資改造費(fèi)用回收期為３．１年、８W?。蹋牛臒籼鎿Q４０ｗ白熾燈后，投資改造費(fèi)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(wàn)元用電費(fèi)用，減少４１７２６噸ＣＯ２氣體排放量。

④全路有１８?jìng)€(gè)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(gè)，選用ＬＥＤ替代全部不同功率的既有光源后，每天按１２小時(shí)用電時(shí)間計(jì)算，年節(jié)約用電量７８２３７０４６８度電，節(jié)約７８２３７萬(wàn)元費(fèi)用，減少７５１０７６噸ＣＯ２排放量。

２　高鐵站屋的照明標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（ＧＢ５００３４－２００４）對(duì)交通建筑的照明標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定是（如表3所示）。

國(guó)標(biāo)中對(duì)交通建筑（包括鐵路站場(chǎng)）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(shí)現(xiàn)也并非是衡量或體現(xiàn)整個(gè)建筑空間照明設(shè)計(jì)唯一要求，而其它照明標(biāo)準(zhǔn)，如人眼的視覺(jué)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(lái)營(yíng)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(shí)間和空間設(shè)計(jì)整體的照明系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能綠色的“人文照明”。

３　高鐵站屋的照明設(shè)計(jì)

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(duì)建筑的喜好，晚上的建筑更是依賴人工照明的形式來(lái)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(jì)，燈光的安裝必須結(jié)合建筑的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)施，并體現(xiàn)建筑其自身的特點(diǎn)，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(jì)的照明。其實(shí)，最能影響室內(nèi)環(huán)境的裝飾項(xiàng)目就是光（照明），因?yàn)樗诓煌某潭壬嫌绊懼覀兊纳?、工作與休閑。不同形式的照明會(huì)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(jì)長(zhǎng)期以來(lái)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(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和照明效果的評(píng)價(jià)。但是，隨著經(jīng)濟(jì)和人們的物質(zhì)與精神生活水平的提高，對(duì)照明環(huán)境不僅在數(shù)量指標(biāo)方面應(yīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，更希望在一個(gè)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(jué)試驗(yàn)成果表明，在實(shí)際環(huán)境中照明質(zhì)量似乎控制著數(shù)量，并決定著感覺(jué)的評(píng)價(jià)。因此，我們關(guān)注的設(shè)計(jì)重點(diǎn)也應(yīng)向體現(xiàn)人和環(huán)境相互關(guān)系的非定量評(píng)價(jià)照明質(zhì)量方面轉(zhuǎn)移，就是要綜合考慮人的視覺(jué)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(shí)，通過(guò)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(jì)原則

照明既能營(yíng)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(lái)進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，為不同區(qū)域的旅客和工作人員提供良好的視覺(jué)環(huán)境。這就要求設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇合理的照明燈具，合適的照明方式，準(zhǔn)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(jī)結(jié)合，并充分應(yīng)用各種照明手段來(lái)表現(xiàn)建筑內(nèi)部空間和外部形象，突出建筑環(huán)境特點(diǎn)，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(yùn)站高空間、大跨度的建筑形式選擇高效的燈具。使用壽命長(zhǎng)的、高效的光源來(lái)減少日后的維護(hù)費(fèi)用及使用成本。作為人群密集的公共場(chǎng)所更應(yīng)避免日后燈具的維護(hù)而影響顧客流動(dòng)的不便。針對(duì)不同的空間來(lái)定位其不同的照明，以避免過(guò)高的照度，從而增加整體能耗或過(guò)低的照度而影響基本功能的實(shí)現(xiàn)。

４　燈具及光源選配

在大空間照明配比時(shí)，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(jì)標(biāo)準(zhǔn)的照度，以及達(dá)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(huì)較大。為此，大空間照明對(duì)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(shí)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(jiàn)表3所示產(chǎn)。

針對(duì)不同的空間來(lái)定位其不同的照明，以避免過(guò)高的照度，從而增加整體能耗或過(guò)低的照度而影響基本功能的實(shí)現(xiàn)。在光源選擇時(shí)，對(duì)光源的各種性能（技術(shù)性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性）應(yīng)從以下方面進(jìn)行綜合比較、評(píng)價(jià)：①按照高效、長(zhǎng)壽命原則選擇光源；②按照環(huán)境對(duì)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(jì)時(shí)會(huì)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(yǔ)

光伏建筑一體化是客運(yùn)站屋設(shè)計(jì)的新理念、新視角。因此，在新造站屋時(shí)，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)規(guī)范要求，引入太陽(yáng)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(hù)量少的燈具。

（１）設(shè)計(jì)合理的照明方案。根據(jù)業(yè)主提出的要求，結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計(jì)理念，將對(duì)照明方案進(jìn)行細(xì)化推敲與定案；整體思路上確保整個(gè)照明設(shè)計(jì)方案是節(jié)能的，避免了通體照亮，且亮度過(guò)高這樣的照明方案帶來(lái)的不節(jié)能、不高雅的問(wèn)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(gè)亮化工程中至關(guān)重要。以能耗低、光效高、壽命長(zhǎng)的“適合”光源為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)燈具光源類型、功率、尺寸、配光等燈具參數(shù)進(jìn)行選擇與控制。

（４）通過(guò)不同模式控制、時(shí)間段控制建筑照明。在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到運(yùn)行時(shí)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(shí)段再進(jìn)行控制方案的調(diào)整。

隨著建筑和照明科技的進(jìn)步，將照明與建筑融為一體的建筑化照明設(shè)計(jì)提供了有利條件，把照明設(shè)備作為一個(gè)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(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，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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