高鐵站房主要空間照明設(shè)計

王 勝

[同濟大學建筑設(shè)計研究院(集團)有限公司, 上海 200092]

0 引 言

近年來新建的高鐵站房都有著各自鮮明的地域特點、文化定位以及時代風格,對于高鐵站房的照明設(shè)計也提出了更高的要求。本文以長白山高鐵站房為例,對站房建筑的照明設(shè)計進行分析總結(jié)。

1 項目概況

長白山高鐵站位于中國吉林省延邊朝鮮族自治州二道白河鎮(zhèn)東北角,站房規(guī)模為中型站,建筑面積為29 998 m2。長白山高鐵站效果圖如圖1所示。

圖1 長白山高鐵站效果圖

站房建筑造型采用“三江之源”的設(shè)計理念,站房主體采用三段相切的弧線造型,分別象征著流淌著文明、生命、發(fā)展之水的三江,弧線造型中間圍合出象征著三江之源的天池,內(nèi)部裝飾方案遵循著同樣的理念,象征著三江的3條采光帶在天花上起始于中間的“天池”。長白山高鐵站室內(nèi)效果圖如圖2所示。站房建筑內(nèi)部分為3層空間,站房一層主要是售票廳、集散大廳;站房二層(即高架層)主要是售票廳、集散大廳、候車大廳;站房地下一層主要為旅客通道及出站廳。

圖2 長白山高鐵站室內(nèi)效果圖

2 高鐵站房照明的設(shè)計原則

建筑照明方案應(yīng)根據(jù)不同站房建筑對照明的特殊要求,處理好電氣照明與天然采光的關(guān)系,合理利用自然光。

在照明設(shè)計時,應(yīng)根據(jù)視覺要求、作業(yè)性質(zhì)和環(huán)境條件,合理選擇配置光源、燈具,使各建筑空間具備合理的照度、顯色性和適宜的亮度分布以及舒適的視覺環(huán)境[1],滿足照明的功能性、舒適性需求。

照明燈具、配電設(shè)備選擇及安裝需符合國家規(guī)范及標準,確保使用的安全性,同時按照規(guī)范要求設(shè)置消防應(yīng)急與疏散指示系統(tǒng),火災時引導人員快速疏散至就近的室外安全區(qū)域。

站房內(nèi)的公共空間照明優(yōu)先采用智能控制系統(tǒng),合理編排、設(shè)定燈光場景的運行模式,節(jié)約能源,降低運行費用。

照明設(shè)計也要滿足人們的審美需求,應(yīng)表現(xiàn)建筑的特征,并與建筑空間融為一體,燈具除了提供基本的照明功能,也是室內(nèi)空間重要的軟裝飾品。

高鐵站房作為交通建筑有著明顯的行業(yè)特征,即主要人員流線為進出站流線,照明設(shè)計可以緊密結(jié)合這一特征,按照進出站流線進行分區(qū)、分節(jié)點設(shè)計。

3 高鐵站房的照明分類

照明主要包括:一般照明、應(yīng)急照明、值班照明、標識引導照明、商業(yè)廣告照明、景觀照明等。

各工作場所均設(shè)置正常照明;集散廳、候車區(qū)、售票廳等旅客聚集的場所和站房內(nèi)的通道等部位設(shè)置應(yīng)急照明,包括備用照明、安全照明和疏散照明;集散廳、候車區(qū)、售票廳等大面積公共場所設(shè)置值班照明,可利用應(yīng)急照明的一部分兼做值班照明;人員流線上設(shè)置標識引導照明,商業(yè)旅客服務(wù)、候車區(qū)、出站通道等區(qū)域設(shè)置商業(yè)廣告照明,另可根據(jù)需要設(shè)置景觀照明。

4 光源和燈具的選擇

4.1 光源的選擇

傳統(tǒng)高鐵站站房設(shè)計主要采用金屬鹵化物燈、熒光燈、高壓鈉燈等,近年來隨著LED光源技術(shù)的發(fā)展,LED光源在高鐵站房照明中的應(yīng)用越來越廣。LED光源具有發(fā)光效率高、使用壽命長、質(zhì)量輕、安全可靠性高、響應(yīng)時間短、調(diào)光方便、光源尺寸小等優(yōu)點,在與建筑裝飾結(jié)合上相比其他類型燈具也具有明顯優(yōu)勢。

為響應(yīng)國家綠色照明政策,中國鐵路總公司工程設(shè)計鑒定中心組織了高鐵站房LED照明設(shè)計研討會,明確了高鐵站房優(yōu)先采用LED照明。長白山站站房主要空間照明均采用LED光源,對于市面上部分LED光源產(chǎn)品色容差和色偏差較大、表面亮度高容易導致眩光、LED驅(qū)動電源導致的諧波電流等問題,在照明設(shè)計過程中也不容忽視,需要選擇符合照明質(zhì)量要求的產(chǎn)品并采取相應(yīng)的措施進行處理。

4.2 光源顏色的選擇

光源色表分組如表1所示,按照表1分為3組,低色溫給人溫馨放松的感覺,多使用在貴賓室、餐廳等場所;高色溫容易使人精神緊張、振奮;而售票廳、集散大廳、候車大廳、出站大廳、旅客地道等場所更適合營造簡明舒適的光環(huán)境,規(guī)范中也明確了人長時間停留或者工作的場所色溫不宜大于4 000 K[2],故以上場所采用4 000 K中間色溫燈具。

表1 光源色表分組

室內(nèi)長期工作或停留的房間、場所應(yīng)選擇顯色指數(shù)Ra不小于80、特殊顯色指數(shù)R9大于零的光源產(chǎn)品,LED同類光源的色容差應(yīng)不大于5 SDCM。在壽命期內(nèi)發(fā)光二極管燈的色品坐標與初始值的偏差需滿足國家標準GB/T 7921—2008《均勻色空間和色差公式》的規(guī)定[3]。

4.3 燈具的選擇要求

燈具的選擇需要滿足使用功能和照明質(zhì)量的要求。設(shè)計過程需要考慮燈具的光學特性。燈具的配光類型主要分為間接型、半間接型、直接間接型、漫射型、半直接型、直接型(寬配光)、直接型(中配光不對稱)、直接型(窄配光)。燈具的配光曲線與房間的室形指數(shù)RI值匹配時燈具的利用系數(shù)高,照明設(shè)計中應(yīng)根據(jù)照明的需求選用配光曲線合理的燈具?！豆I(yè)與民用建筑供配電設(shè)計手冊》中給出了參考原則:當RI=0.5～0.8時,宜選用窄配光燈具;當RI=0.8～1.65時,宜選用中配光燈具;當RI=1.65～5時,宜選用寬配光燈具[4]。RI值的計算公式如下[5]:

RI=LW/[H(L+W)]=2S/Hl

(1)

式中:L——房間的長度;

W——房間的寬度;

H——燈具在工作面以上高度;

S——房間面積;

l——房間周長。

為限制燈具引起的直接眩光,不宜選擇過高功率的燈具,長時間工作或者停留的場所選用直接型燈具的遮光角需滿足《建筑照明設(shè)計規(guī)范》中表4.3.1的要求[3]。同時應(yīng)選擇光通量維持率高的燈具,避免使用過程中因燈具輸出光通量過度下降導致無法滿足使用需求。

LED筒燈燈具效能如表2所示。LED平面燈燈具效能如表3所示。LED燈具效能需滿足表2、表3的要求。

表2 LED筒燈燈具效能

表3 LED平面燈燈具效能

5 照明設(shè)計

5.1 照明標準及質(zhì)量

GB 50314—2013《建筑照明設(shè)計規(guī)范》中5.3.10條[3]、JGJ 243—2011《交通建筑電氣設(shè)計規(guī)范》中8.2.9條[6]、TB 10089—2015《鐵路照明設(shè)計規(guī)范》中4.5.1條[2]對于鐵路各場所照明的照度、照度均勻度、統(tǒng)一眩光值UGR、顯色指數(shù)Ra等均有相關(guān)要求,各規(guī)范之間要求不一致,可按照最嚴格要求執(zhí)行。

5.2 各主要空間的一般照明

根據(jù)上述原則及要求,長白山高鐵站房建筑主要空間的一般照明設(shè)計如下,并利用Dialux軟件對各照明設(shè)計方案進行模擬計算,驗證設(shè)計的合理性。

(1) 一層集散大廳。

站房一層集散大廳長79.6 m,寬34.7 m,吊頂高度6.5 m,RI=3.72。選擇160套50 W直接型寬配光LED筒燈,在吊頂板上嵌入安裝,一層集散大廳效果圖如圖3所示。

圖3 一層集散大廳效果圖

一層集散大廳地面等照度圖如圖4所示。

圖4 一層集散大廳地面等照度圖

(2) 一層售票廳。

一層售票廳長16.3 m,寬15.1 m,吊頂高度4.5 m,RI=1.74;采用16套50 W寬配光型LED筒燈,在吊頂板上嵌入安裝,一層售票廳地面等照度圖如圖5所示。另外在售票臺增設(shè)局部照明滿足500 lx照度要求。

圖5 一層售票廳地面等照度圖

(3) 高架層集散大廳、候車大廳。

高架層集散大廳和候車大廳是緊密相連的空間,天花裝飾采用了“三江之源”的方案,由穿孔率不小于80%的鏤空鋁板在天花上呈現(xiàn)3條江形象,在中間匯合成一個“大水滴”,其余天花區(qū)域采用400寬木紋鋁板和200寬白色鋁條板間隔的吊頂型式,高架層集散大廳、候車大廳效果圖如圖6所示。

圖6 高架層集散大廳、候車大廳效果圖

站房高架層候車大廳長104 m,寬60 m,吊頂高度范圍15 m,RI=2.54;站房高架層集散大廳及周邊區(qū)域周長l=418 m,面積S=5 279 m2,吊頂高度15 m,RI=1.68。

經(jīng)與裝飾專業(yè)配合,在間隔布置的400寬木紋鋁板上嵌入安裝250盞寬配光型110 W LED高天棚燈,為保證裝飾方案效果,“天池”區(qū)域未布置燈具,針對此區(qū)域地面照度可能偏小的情況,采用減小天花上LED高天棚燈燈具間隔以及在地面增設(shè)美人松形象立桿式藝術(shù)燈來滿足相應(yīng)照度要求。高架層集散大廳、候車大廳地面等照度圖如圖7所示。

圖7 高架層集散大廳、候車大廳地面等照度圖

(4)地下出站廳。

地下出站廳長21.5 m,寬17.5 m,吊頂高5.4 m,RI=1.79;地下出站廳采用45套26 W寬配光型LED筒燈,在吊頂板上嵌入安裝。地下出站廳地面等照度圖如圖8所示。

圖8 地下出站廳地面等照度圖

(5) 照度計算結(jié)果。

主要空間照度、LPD計算結(jié)果如表4所示,照度偏差值滿足規(guī)范中小于±10%要求,LPD小于規(guī)范的目標值。

表4 主要空間照度、LPD計算結(jié)果

5.3 標識照明、商業(yè)廣告照明

標識照明、商業(yè)廣告照明主要采用LED光源。標識照明主要包括站房立面標識及室內(nèi)導向標識,室內(nèi)標識照明主要采用燈箱模式。商業(yè)廣告照明充分利用室內(nèi)空間,采用立柱燈箱、墻面燈箱形式。

5.4 照明控制

集散廳、售票廳、候車大廳等大面積公共場所一般照明、標識照明、商業(yè)廣告照明采用智能照明控制系統(tǒng),在每個終端照明配電箱內(nèi)設(shè)置專用的智能照明控制模塊,通過總線連接至區(qū)域值班室及控制中心,可通過智能控制面板就地控制,也可在控制中心集中控制。

燈具控制回路編組結(jié)合建筑使用條件和自然采光狀況進行設(shè)置,按照白天、夜晚、高峰、節(jié)假日等不同模式編程來控制不同時段、不同業(yè)務(wù)情況下投入燈具的數(shù)量,充分利用自然采光,在滿足使用功能需求的同時達到節(jié)能目的。

6 應(yīng)急照明設(shè)計

應(yīng)急照明包括備用照明、安全照明和疏散照明。

6.1 備用照明

消防控制室等火災時仍需要堅持工作的場所,按照正常照明照度設(shè)置備用照明;中型及以上鐵路旅客車站的進站廳、出站廳、候車室等場所按不低于照度標準值的20%設(shè)置備用照明[6];備用照明采用燈帶蓄電池方式或者供電電源滿足雙電源要求;集中供電的備用照明作為正常照明的一部分使用。

6.2 安全照明

人員密集且對環(huán)境陌生時,正常照明失效易引起恐慌騷亂的場所應(yīng)設(shè)置安全照明。安全照明照度不應(yīng)低于該場所一般照明照度標準值的10%,且不應(yīng)低于15 lx。當在一個場所同時存在備用照明和安全照明時,宜共用同一組照明設(shè)施并滿足二者中較高負荷等級與指標的要求[1]。本工程備用照明和安全照明共用。

6.3 疏散照明

建筑封閉樓梯間、防煙樓梯間及前室、疏散通道、消防電梯間及其前室、合用前室、地下室、人員密集場所設(shè)置疏散照明,在各安全出口和安全走道分別設(shè)置安全出口標志和疏散指示標志。高大空間設(shè)置地面疏散指示燈,間距不大于3 m。設(shè)置消防控制室的場所采用集中控制型消防應(yīng)急與疏散指示系統(tǒng)[7-8],系統(tǒng)主機設(shè)置在消防控制室,在消防控制室內(nèi)可實現(xiàn)對應(yīng)急照明燈具的管理及控制。疏散照明系統(tǒng)與火災報警系統(tǒng)聯(lián)動,火災時由火災報警系統(tǒng)強制點亮。應(yīng)急照明控制系統(tǒng)示意圖如圖9所示。

圖9 應(yīng)急照明控制系統(tǒng)示意圖

疏散照明燈具采用LED光源,按照防火分區(qū)設(shè)置A型/B型集中電源,地面或墻面等8 m及以下空間疏散及指示照明采用A型燈具,大于8 m的高大空間疏散照明燈具采用B型燈具。

各區(qū)域火災應(yīng)急照明地面最低水平照度標準如下:一般平面疏散區(qū)域為2 lx;主要出入口、人員密集場所為5 lx;豎向疏散區(qū)域為10 lx。

7 照明配電

7.1 照明負荷供電設(shè)計

本項目中應(yīng)急照明為一級負荷,公共區(qū)域照明為二級負荷,標識照明、商業(yè)廣告照明、景觀照明為三級負荷。

應(yīng)急照明采用兩路電源供電,末端設(shè)置雙電源切換裝置,另設(shè)置蓄電池作為應(yīng)急備用電源,以確保供電的可靠性;公共區(qū)域一般照明由變壓器母線饋出專用的單回電源線路供電;商業(yè)廣告照明、景觀照明采用一路電源供電。變配電系統(tǒng)主接線采用供電單母線分段加聯(lián)絡(luò)方式,平時分列運行,當一臺變壓器故障時,另一臺變壓器可保證二級及以上用電負荷的用電需求。

按照建筑布局,在東西兩側(cè)配電間內(nèi)設(shè)置照明配電箱,就近給照明回路供電,避免供電線路過長導致燈具端電壓過低,對于無法避免的區(qū)域,也可以采用放大回路線纜規(guī)格來避免電壓降問題。

公共區(qū)域內(nèi)的一般照明按各空間設(shè)置2個照明配電箱,電源引自上級相互獨立的電源;2個照明配電箱分別交叉供電至均勻分組布置的燈具上,各帶50%正常照明燈具,當失去一路電源時仍能保證公共場所獲得比較均勻的照度。

7.2 照明配電箱系統(tǒng)設(shè)計

傳統(tǒng)設(shè)計采用智能照明控制模塊直接引出燈具配電線路,但此方式智能照明控制模塊出現(xiàn)故障的概率較高。為減輕維護成本,在照明供電回路增加交流接觸器代替?zhèn)鹘y(tǒng)配電方式,智能照明控制模塊通過控制交流接觸器實現(xiàn)智能照明控制功能,照明配電箱系統(tǒng)圖如圖10所示。同時對于大于12 m的場所區(qū)域照明線路需要設(shè)置具有探測故障電弧功能的電氣火災監(jiān)控探測器,故障電弧探測裝置保護線路的長度不宜大于100 m。

圖10 照明配電箱系統(tǒng)圖

8 結(jié) 語

高鐵站房照明設(shè)計需充分結(jié)合站房建筑自身特點,遵循照明功能性、舒適性、安全性、綠色節(jié)能、協(xié)調(diào)美觀等基本要求,充分利用自然光,結(jié)合建筑空間功能布局選擇布置燈具,合理設(shè)計照明配電及控制回路,營造出舒適美觀、安全節(jié)能的站房照明環(huán)境。