LED燈具在地鐵車站照明工程中的應(yīng)用

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LED燈具在地鐵車站照明工程中的應(yīng)用

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（1.上海瀚唯科技有限公司，200438，上海；2.上海地鐵第二運(yùn)營有限公司，200003，上?！蔚谝蛔髡?，工程師）

地鐵車站照明在地鐵運(yùn)營中起著非常重要的作用，能影響車站整體裝飾效果，也能影響乘客在地鐵車站環(huán)境中的情緒與安全。車站照明設(shè)計(jì)需要結(jié)合各方面的因素進(jìn)行綜合考慮。以上海軌道交通2號線的車站照明改造為例，闡述了LED（發(fā)光二極管）燈具在地鐵照明中的應(yīng)用效果和節(jié)能效果。案例改造結(jié)果表明，改造后的各區(qū)域的照度和均勻度達(dá)到要求，大大降低了能耗，達(dá)到了節(jié)能的目的。

地鐵車站；照明；LED燈具

First-author＇s address Shanghai Hannway Technology Co.，Ltd.，200438，Shanghai，China

地鐵車站大多數(shù)處于地下的封閉空間，為營造良好安全的乘車環(huán)境，地鐵車站照明應(yīng)合理設(shè)計(jì)。良好的照明設(shè)計(jì)不僅要能滿足地鐵空間的使用要求，而且要特別注重節(jié)能要求。因此，在選擇地鐵照明燈具的時(shí)候應(yīng)優(yōu)先考慮選擇節(jié)能率高的LED（發(fā)光二極管）燈具。

1　地鐵車站照明設(shè)計(jì)需要考慮的因素

地鐵車站照明設(shè)計(jì)需充分分析的光環(huán)境組成要素包括照度、色溫、顯色性、均勻度、眩光、光效及電磁兼容等。站臺照明和其他區(qū)域照明的各方面要求也有所不同，需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行燈具和光源的選型［2］。

（1）照度。首先，照明設(shè)計(jì)應(yīng)考慮長期工作后燈具發(fā)光系數(shù)的降低。根據(jù)常規(guī)，燈具使用6個(gè)月至1年后其亮度將會(huì)衰減。另外，降低各種飾面材料的反光系數(shù)，也能使照度隨之下降。站廳站臺大部分空間的設(shè)計(jì)照度為150～200 Lx；而乘客停留的空間（如站廳售票區(qū)、站臺等候區(qū)），照度可提高為200～250 Lx；通過性空間照度可降低為150 Lx，使人稍感不適，從而加快步行速度，盡早到達(dá)照度較好的等候區(qū)；轉(zhuǎn)換空間（如扶梯口、樓梯、電梯入口處、通道口、站臺邊緣、售檢票處等）的設(shè)計(jì)照度為250 Lx，為保證乘客和工作人員的安全，應(yīng)適當(dāng)提高50 Lx；出入口的照度定為350 Lx左右，可消除室內(nèi)室外的視覺差距，是人性化設(shè)計(jì)的一部分。

（2）色溫。色溫對裝飾氣氛和環(huán)境營造具有非常大的作用。一般選用低于3 000 K色溫的光源，能更顯親切、溫暖、休閑。在地鐵車站配套的地鐵商場，選用6 500 K色溫以上的光源，能使商業(yè)空間顯得比較清涼，使人行動(dòng)快捷。通過性地鐵車站空間保持自然的4 000 K左右的色溫較好；站臺邊緣選用5 700 K左右的色溫較好。

（3）顯色性。地鐵車站空間的顯色性考慮也是必要的。在站廳的售票區(qū)、閘機(jī)和站臺區(qū)，選用的燈具顯色指數(shù)都應(yīng)該在80以上，否則就會(huì)使人感覺不適，使長期在地鐵車站工作的人員產(chǎn)生一種壓抑。

（4）光效、均勻度和炫光。地鐵車站光環(huán)境均勻度的設(shè)計(jì)是同裝飾效果緊密結(jié)合在一起的。地鐵車站在大部分空間具有均勻照度，將重點(diǎn)照明的部分（如裝飾藝術(shù)壁畫、交通的接口處）提高照度，可提高燈光的導(dǎo)向性功能。地鐵車站是幾層通過性的空間，不可避免會(huì)使用部分光面的裝飾材料，從而產(chǎn)生眩光。避免燈具的直接眩光和折射眩光也是光環(huán)境設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

（5）電磁兼容性。在地鐵站內(nèi)使用的照明燈具應(yīng)具有良好的電磁兼容性和足夠的抗干擾能力，滿足《電氣照明和類似設(shè)備的無線電騷擾特性的限值和測量方法》等相關(guān)電磁兼容國家標(biāo)準(zhǔn)。照明燈具不可在工作過程中產(chǎn)生超過可接受的向外電磁輻射電平，以免影響列車車載、地面設(shè)備的正常工作［3］，其總諧波含量不得超過10%［4］。

2　光源、燈具的選用原則

地鐵站選擇合適的燈具和光源，是保證以上設(shè)計(jì)要素的重要組成部分。應(yīng)選擇一次性投入雖較高，但光效好、使用壽命長、維護(hù)保養(yǎng)及使用費(fèi)用低，全生命周期成本合理的燈具和光源。一個(gè)公共空間所選擇的照明，必須針對空間的不同功能，合理運(yùn)用照明燈具和光源，精心設(shè)計(jì)，塑造各具特色的氣氛；并與實(shí)際環(huán)境相配合，兩者和諧統(tǒng)一，方可營造出優(yōu)秀的整體照明效果。

（1）地鐵站由于人流密集且逗留時(shí)間短，所以在照明設(shè)計(jì)時(shí)要考慮燈光的導(dǎo)向性功能和必要的照明質(zhì)量要求。同時(shí)，選擇照明燈具還要注意電器部分和光源的使用壽命，避免頻繁維修。因此，可選用長壽命的LED燈具作為照明光源。

（2）照明產(chǎn)品分為點(diǎn)光源照明和線光源照明。相應(yīng)的燈具組合形式分別有發(fā)光帶、發(fā)光塊或點(diǎn)。點(diǎn)光源照明可以營造一個(gè)區(qū)域的高光，一定數(shù)量的點(diǎn)光源可布置出順序和韻律，故地鐵車站點(diǎn)光源可考慮以LED筒燈為主。線光源可用來指向，突出一個(gè)面的邊緣，或勾勒出一個(gè)空間。線光源可選用高顯色LED的T8燈管。其燈罩為高級透明p C（聚碳酸酯）制造，透光性好，且經(jīng)過抗靜電及抗紫外線處理，不易粘灰塵，長久不變色。其燈體線型設(shè)計(jì)，造型美觀。

3　上海軌道交通2號線車站照明改造工程

上海軌道交通2號線車站照明改造工程共涉及16座車站的站廳及站臺。照明節(jié)能光源主要采用LED的T8燈管和4寸（13.2 cm）直徑、6寸（20.0 cm）直徑LED筒燈。照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案符合《上海市軌道交通車站照明設(shè)計(jì)管理流程》及《上海市軌道交通照明節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)施細(xì)則》。

車站照明改造工程采用一對一更換的方式。如原位置安裝傳統(tǒng)熒光燈管，則現(xiàn)使用LED的T8燈管進(jìn)行替換；如原有位置安裝4寸、6寸傳統(tǒng)筒燈，則現(xiàn)使用LED筒燈進(jìn)行替換。LED的T8燈管功率為15 W，色溫為6 500 K左右，顯色指數(shù)大于80。4寸LED筒燈的功率為5 W，6寸LED筒燈的功率為7 W，色溫均為5 700 K左右，顯色指數(shù)大于80。改造后車站照度滿足GB 50157—2003《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB 16275—2008《地下鐵道照明標(biāo)準(zhǔn)》要求。

4　改造效果

4.1LED燈具的應(yīng)用效果

以上海軌道交通2號線靜安寺站為例，對改造前后的照度進(jìn)行現(xiàn)場測量。根據(jù)測量數(shù)據(jù)，改造前平均照度為284 Lx，改造后平均照度為332 Lx，平均照度提高了14%（48 Lx），完全滿足照度要求。圖1為上海軌道交通2號線站點(diǎn)照明改造后效果圖。

圖1　上海軌道交通2號線站點(diǎn)照明改造后效果圖

4.2節(jié)能效果與效益分析

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，上海軌道交通2號線陸家嘴站、東昌路站進(jìn)行改造后一個(gè)月的照明耗電量為39 309 k Wh，而改造前去年同期照明耗電量為124 539 k Wh?？梢姡瑢?shí)測節(jié)能率達(dá)68%，實(shí)現(xiàn)了改造的預(yù)期效果。

節(jié)能改造前后節(jié)電效果對比如表1所示。由表1可見，LED燈具功率約為565 kW；傳統(tǒng)燈具功率為1 296.5 k W，且鎮(zhèn)流器損耗功率為194.5 k W。二者相比較，LED燈具節(jié)能比例達(dá)63%。

表1　LED燈具節(jié)能改造前后效果對比表

5　結(jié)語

地鐵車站綠色照明要求是亮度均勻、眩光小、照度高。LED燈具的應(yīng)用，滿足了地鐵車站的綠色照明要求，同時(shí)又大大降低了能耗，是真正意義上的綠色照明。隨著全球能源危機(jī)及全球環(huán)境保護(hù)浪潮的興起，保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源成為全人類的共識。綠色照明的目標(biāo)是提高照明效率、減少照明用電量，最終達(dá)到環(huán)保、高效、舒適、安全、經(jīng)濟(jì)、有益于環(huán)境和提高人們生活質(zhì)量的目的。

［1］ 傅強(qiáng)，伍永安，黃偉，等.基于人眼視覺特性的LED照明技術(shù)［J］.光學(xué)與光電技術(shù)，2010（4）：91.

［2］ 劉靜.LED照明系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)［J］.延安：延安大學(xué)，2009.

［3］ 趙云花.無功補(bǔ)償提高功率因數(shù)的節(jié)能與降耗淺析［J］.科技信息，2011（5）：357.

［4］ 楊光.LED照明的諧波及配電設(shè)計(jì)［C］∥中國照明學(xué)會(huì).海峽兩岸第十八屆照明科技與營銷研討會(huì)專題報(bào)告暨論文集.北京：中國照明學(xué)會(huì)，2011：148.

［5］ 周悅.上海城市軌道交通車站應(yīng)急照明系統(tǒng)改造方案及其分析［J］.城市軌道交通研究，2011（12）：65.

Application of LED Lamps and Lanterns in Subway Lighting Engineering

Lu Zhiben，Zhang Jialing，Xue Dan

Station lighting plays a very important role in subway operation，which can affect the whole station decoration，passengers’mood in subway station environment and safety.The design of station lighting needs to consider the factors in all aspects synthetically.Taking an example of lighting remodel on Shanghai metro Line 2，this paper expounds the lighting effect and energy saving effect through the application of LED lamps and lanterns at subway stations.Reconstruction results show that the modified engineering could meet the requirements of the intensity of illumination and uniformity of each area，greatly reduce energy consumption and achieve the goal of energy conservation and emissions reduction.

subway station；lighting；LED lamps and lanterns

U231.91

10.16037/j.1007-869x.2016.03.025

（2014-04-28）