高鐵客站照明技術的運用及節(jié)能降耗的思考

張伯敏 上海鐵路局嘉興車務段

研究資料表明，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)電技術，是鐵路節(jié)能環(huán)保的重要方面，會產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。尤其是高鐵客站高空間、大跨度的建筑形式，應根據(jù)不同的空間來定位其不同的照明，以避免過高的照度而增加整體能耗或過低的照度而影響基本功能的實現(xiàn)。所以，選擇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，實現(xiàn)其節(jié)能環(huán)保的“綠色照明”、“人文照明”，是當前迫切需要研究的現(xiàn)實問題。

1 高鐵客站照明技術概述

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（見表1）。

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(xiàn)也并非是衡量或體現(xiàn)整個建筑空間照明設計唯一要求，而其他照明標準，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(tǒng)設置應考慮自然采光與人工照明的相結合，根據(jù)不同的時間和空間設計整體的照明系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)能綠色的"人文照明"。

表1 交通建筑照明標準值

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(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，同時亦考慮其節(jié)能性（見表2）。

表2 不同燈具光源參數(shù)指標比較值

照明已經(jīng)成現(xiàn)代建筑的設計過程中極為重要的因素。充分運用人工光的抑揚、明暗、虛實、隱現(xiàn)、動靜以及控制投光角度和范圍，以建立光的構圖秩序、有節(jié)奏和綠色節(jié)能等，大大渲染空間的變幻效果，增加空間層次，最大限度發(fā)揮其表現(xiàn)力，使燈光與建筑物本身達到完美的融合。 因此，現(xiàn)代建筑燈光設計，應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（技術性、舒適性和經(jīng)濟性）應從以下方面進行綜合比較和評價：① 以可觀察的角度為視點去考慮燈光的設計。② 按照高效、長壽命原則選擇光源，采用新材料、新產(chǎn)品，用高科技來武裝現(xiàn)代文明。③ 按照環(huán)境對顯色性的要求選擇光源，用獨特的設計思維營造一個富有藝術氣息的燈光環(huán)境。④ 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LED燈具。尤其是高空間和大面積的燈具選擇要求更高。⑤ 綠色節(jié)能，充分考慮燈具的安全性、維護性以及光源的使用壽命。

2 高鐵站LED新光源的改造實例

從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250 W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36 W熒光燈對比；詳細對比參數(shù)如表3所示：

表3 LED光源與既有光源試驗參數(shù)對照表

表4 LED光源與既有光源性能參數(shù)對照表

表3、表4說明：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。

3 LED新光源節(jié)能降耗效果分析

大空間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(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)和相應的經(jīng)濟利益和社會效益。

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

① 9WLED燈比36W熒光燈節(jié)能72%、20WLED燈比4×18W節(jié)能燈節(jié)能77%、185WLED燈比400W高壓鈉燈節(jié)能57%、100WLED燈比250W金鹵燈節(jié)能63%、8WLED燈比40W白熾燈節(jié)能80%。

② 9WLED燈替換36W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、185WLED燈替換400W高壓鈉燈后，投資改造費用回收期為3.1年、100WLED燈替換250 W金鹵燈后，投資改造費用回收期為3.1年、8WLED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43465026kWh，節(jié)約4347萬元用電費用，減少41726tCO2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12h用電時間計算，年節(jié)約用電量782370468kWh，節(jié)約78237萬元費用，減少751076t CO2排放量。

4 結論

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(jù)業(yè)主提出的要求，結合設計經(jīng)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(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)能的燈具在整個照明工程中至關重要。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(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(tǒng)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。