鐵路車站無棚站臺LED照明探討

譚　爍

(中鐵通信信號勘測設(shè)計(北京)有限公司,北京　100036)

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鐵路車站無棚站臺LED照明探討

譚爍

(中鐵通信信號勘測設(shè)計(北京)有限公司,北京100036)

摘要：根據(jù)GB 50034—2013《建筑照明設(shè)計標準》、TB 10008—2006《鐵路電力設(shè)計規(guī)范》中對無棚站臺的要求,從透鏡設(shè)計、光源選擇、燈具設(shè)計方面介紹了鐵路車站無棚站臺LED照明設(shè)計,并對某車站無棚站臺的LED燈具進行現(xiàn)場安裝、調(diào)試和試驗。試驗結(jié)果表明,LED照明相比常用的高壓鈉燈照明,日均耗電量下降約50%。

關(guān)鍵詞：照明設(shè)計; 鐵路車站; LED; 無棚站臺; 節(jié)能

0引言

GB 50034—2013《建筑照明設(shè)計標準》[1]規(guī)定,屬于交通建筑范圍內(nèi)的無棚站臺地面的平均照度需達到50 lx,均勻度需達到0.4。TB 10008—2006《鐵路電力設(shè)計規(guī)范》[2]要求,鐵路客運場所內(nèi)的無棚站臺地面的平均照度需達到50 lx。目前,我國多數(shù)鐵路車站無棚站臺地面照度為25 lx,均勻度為0.25,未達到國家標準要求。

我國鐵路站場8股道及以上的編組場、到發(fā)場等一般采用燈橋照明,牽出線及道岔區(qū)采用燈塔照明,燈橋、燈塔多采用投光燈。路內(nèi)投光燈的光源一般為高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等,這類光源壽命短、能耗高,尤其是氣體放電燈再啟動時間長、防震性能差,并對環(huán)境造成污染。只有極少量采用LED光源的投光燈,不適應(yīng)鐵路特殊要求,應(yīng)用效果差[1]。

1LED光源特性

1.1光效

LED光源光效是衡量鐵路車站無棚站臺燈具光源效率優(yōu)劣的基本指標,受現(xiàn)有車站站臺區(qū)域的特點限制,燈具的光效需要達到一定水平才能滿足標準要求,才可以替換傳統(tǒng)站臺照明所采用的高壓鈉燈等燈具。各類光源的光效對比如表1所示。

表1各類光源的光效對比

光源類型光效/(lm/W)白熾燈 12.5熒光燈 100高壓鈉燈90～120鹵素?zé)?25LED燈 120～250

1.2顯色性

國際照明委員會(CIE)將太陽光的顯色指數(shù)設(shè)為100,人造光源的顯色指數(shù)以此為參考。數(shù)據(jù)顯示,光源的顯色指數(shù)在大于70的條件下即可較真實地反映物體顏色,且顯示效果較好;在30以下時,物體的顯色效果較差。顯色指數(shù)與顯色性的對應(yīng)關(guān)系如表2所示。LED光源顯色指數(shù)可達75以上。同其他光源相比,LED光源在較低亮度時即可達到較好的照明效果,便于鐵路車站人員現(xiàn)場工作,降低了電源功耗。

表2顯色指數(shù)與顯色性的對應(yīng)關(guān)系

顯色指數(shù)Ra等級顯色性一般應(yīng)用90～1001A優(yōu)良80～891B優(yōu)良 色彩精確對比的場合 色彩正確判斷的場合60～792一般40～593一般 中等顯色性的場合 對顯色性要求較低、色差較小的場所20～394較差 對顯色性無具體要求的場所

1.3低能耗

相比于其他燈具,LED的光效特性決定了其低能耗的特點。此外,LED光源具有良好的可控性,結(jié)合時鐘裝置使用將實現(xiàn)鐵路車站站臺燈具的分時、分區(qū)域控制,有效降低車站能耗。

2鐵路車站無棚站臺照明設(shè)計

2.1透鏡設(shè)計

根據(jù)鐵路車站無棚站臺的實際燈具安裝位置及站臺布置,設(shè)計了新型配光,滿足照明要求,提高了出光效果的均勻性和光能的利用率,最大程度提高節(jié)能效果,解決了目前LED配光系統(tǒng)的高成本、低可靠性和燈具裝配工藝復(fù)雜的問題。透鏡結(jié)構(gòu)如圖1所示。選用高透玻璃透鏡,避免了目前LED燈具PC材質(zhì)透鏡由于黃化問題造成的光衰問題。

圖1　透鏡結(jié)構(gòu)圖

2.2光源選擇

采用多芯片封裝大功率LED技術(shù),研究應(yīng)用系統(tǒng)的散熱問題、二次光學(xué)問題、防護及電氣性能。

高壓鈉燈和LED的光效相近,但LED出光利用率高,極大地改善了投射到照明區(qū)域的地面照度。

2.3燈具設(shè)計

燈具采用內(nèi)置散熱翼方式設(shè)計,使燈具表面無任何散熱齒,解決了目前LED路燈散熱集塵的問題,能應(yīng)對高溫天氣對燈具散熱的影響。燈具功率為100 W時,在環(huán)境溫度25 ℃條件下,焊盤溫升為42 ℃,滿足散熱條件。燈具熱敏顯示如圖2所示。

圖2　燈具熱敏顯示

電源采用耐高溫和抗低溫元器件,電源腔體與光源腔體完全隔離,避免了電源熱量難以導(dǎo)出和與燈體的熱互動,有效提高了電源的耐高溫性能。通過設(shè)計的密封墊和硅膠密封圈等部件,可確保燈具壽命期內(nèi)滿足IP65標準。燈具圖樣如圖3所示。

圖3　燈具圖樣(mm)

2.4試驗效果

選擇某車站的無棚站臺進行現(xiàn)場安裝調(diào)試和試驗。燈具安裝如圖4所示。LED燈具參數(shù)如表3所示。

圖4　無棚站臺燈具安裝

燈具參數(shù)數(shù)值照明電流(燈具)/lm10000照明電流(光源)/lm10000功率/W100燈桿距離/m35安裝高度/m5.5光點高度/m5.4光點突出長度/m4吊桿角度/(°)25懸臂長度0光強最大值/(cd/klm)2489(70°)899(80°)38(90°)

車站站臺原有高壓鈉燈功率為150 W,燈具光線無法照射到兩燈中間位置的站臺,形成明顯的暗斑。試驗前,無棚站臺地面照度為25 lx,照明均勻度為0.250;試驗后,無棚站臺地面照度為67.6 lx,照明均勻度為0.405,滿足規(guī)范要求。無棚站臺照明效果對比如圖5所示。

圖5　無棚站臺照明效果對比

無棚站臺照明曲線對比如圖6所示。

圖6　車站無棚站臺照明曲線對比

無棚站臺偽色對比如圖7所示。

圖7　無棚站臺偽色對比

當使用原照明方案時,車站7～9月站臺照明日均耗電量為138.9 kWh,試驗后日均耗電量為74.88 kWh;10～12月站臺照明日均耗電量為190.5 kWh,試驗后日均耗電量為86.1 kWh。

3結(jié)語

本文闡述了鐵路車站無棚站臺的照明設(shè)計,并在某車站H的無棚站臺進行了試驗,結(jié)果表明常用高壓鈉燈照明與LED光源的照明相比,前者地面照度為25 lx,均勻度為0.25;后者地面照度為67.6 lx,均勻度為0.405,而且后者比前者日均耗電量下降約50%。盡管目前鐵路車站站臺照明仍存在一些問題,但通過科研人員的不斷探索和努力,一定會尋求到更好的解決方案。

參考文獻

[1]建筑照明設(shè)計標準:GB 50034—2013[S].

[2]鐵路電力設(shè)計規(guī)范:TB 10008—2006[S].

[3]張文有.體育館照明設(shè)計[J].現(xiàn)代建筑電氣,2015,6(4):52-54.

Discussion About LED Lighting on None-shed Platform of Railway Station

TANShuo

(China Railway Communication and Signaling Survey & Design(Beijing) Co., Ltd., Beijing 100036, China)

Abstract：According to GB 50034—2013 and TB 10008—2006,this paper introduced the lighting design of LED lamps on none-shed platform including lens design,source selection and lamp design.Combining by a none-shed platform project,the LED lamps of none-shed platform were installed and debugged.The testing results show that the average daily power consumption of LED lamps can reduce 50% compared with high voltage sodium lamps.

Key words:lighting design; railway station; LED; none-shed platform; energy saving

收稿日期：2016-01-20

DOI：10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.04.011

中圖分類號：TU 201.5

文獻標志碼：B

文章編號：1674-8417(2016)04-0042-03