上海市軌道交通18 號(hào)線(xiàn)復(fù)旦大學(xué)站照明設(shè)計(jì)

王逸凡

（同濟(jì)大學(xué)建筑研究院（集團(tuán)）有限公司，上海 200082）

1 引言

隨著地鐵車(chē)站等城市軌道交通設(shè)施的不斷完善及發(fā)展，如何采用各種技術(shù)手段來(lái)節(jié)約能源， 減少碳排放成為城市軌道交通建設(shè)領(lǐng)域的重要課題。 地鐵車(chē)站照明系統(tǒng)用電量大，且供電持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)， 在設(shè)計(jì)過(guò)程中注重節(jié)能減排措施的應(yīng)用，可以有效減少能源消耗。 本文根據(jù)上海市軌道交通18 號(hào)線(xiàn)復(fù)旦大學(xué)站照明設(shè)計(jì)項(xiàng)目， 具體闡述了地鐵車(chē)站照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

2 工程概況

上海市軌道交通18 號(hào)線(xiàn)復(fù)旦大學(xué)站為地下3 層島式車(chē)站，地下1 層為站廳層，地下2 層為設(shè)備層，地下3 層為島式站臺(tái)層。 本車(chē)站以車(chē)站中心線(xiàn)為界，分為車(chē)站南、北兩端，也稱(chēng)A、B 端。地鐵車(chē)站乘客等候時(shí)間不長(zhǎng)，一般對(duì)環(huán)境舒適程度的差異不敏感。 基于此，地鐵車(chē)站照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)需在滿(mǎn)足基本功能要求的同時(shí)，結(jié)合建筑及裝修造型對(duì)燈具進(jìn)行圖案化布置，形成與建筑藝術(shù)相呼應(yīng)的藝術(shù)風(fēng)格[1]，并考慮安全節(jié)能等因素。

3 照明分類(lèi)

3.1 按照明用途分類(lèi)

根據(jù)照明用途，本車(chē)站分為正常照明和應(yīng)急照明。

1）正常照明為在正常情況下使用的照明[2]。站內(nèi)需要照亮的各個(gè)場(chǎng)所均按照標(biāo)準(zhǔn)[3]規(guī)定的照度要求及功率密度值設(shè)置了正常照明。

2）應(yīng)急照明為因正常的照明電源失效而啟用的照明，本站應(yīng)急照明包含應(yīng)急疏散照明及疏散指示和備用照明。 應(yīng)急疏散照明及疏散指示的作用是確保疏散通道被有效辨認(rèn)和使用，本站主要在設(shè)備區(qū)走廊、站廳站臺(tái)公共區(qū)等用于人員疏散的場(chǎng)所設(shè)置。 備用照明的作用是確保正?；顒?dòng)繼續(xù)或暫時(shí)繼續(xù)進(jìn)行，本站主要在火災(zāi)時(shí)仍需工作的場(chǎng)所設(shè)置，例如，變電所、排煙機(jī)房、消防泵房等房間。

3.2 按照明負(fù)荷等級(jí)分類(lèi)

本車(chē)站照明可根據(jù)負(fù)荷等級(jí)分為一、二、三級(jí)負(fù)荷。 一級(jí)負(fù)荷包含站廳、站臺(tái)公共區(qū)照明等重要負(fù)荷。 二級(jí)負(fù)荷包含設(shè)備管理房照明、 導(dǎo)向照明。 三級(jí)負(fù)荷包含廣告照明等不屬于一、二級(jí)負(fù)荷的其余照明負(fù)荷。

4 照明設(shè)計(jì)

4.1 照明系統(tǒng)的供電

本車(chē)站于地下2 層設(shè)備層A 端的設(shè)備用房區(qū)域內(nèi)設(shè)置1處降壓變電所， 負(fù)責(zé)提供車(chē)站及兩端相鄰各半個(gè)區(qū)間的照明用電。 車(chē)站在站廳層、 設(shè)備層及站臺(tái)層A、B 兩端分別設(shè)有1間照明配電間，照明配電箱集中設(shè)于照明配電室內(nèi)。

配電方式如下： 一級(jí)負(fù)荷電源引自降壓變電所的兩段母排各一回路， 公共區(qū)照明配電采用雙電源交叉分組供電至均勻布置的燈具上，每個(gè)回路電源負(fù)責(zé)約50%燈具。應(yīng)急照明在人員疏散時(shí)使用，為一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，本車(chē)站應(yīng)急照明由配電室內(nèi)的應(yīng)急電源裝置供電。 二級(jí)負(fù)荷由降壓變電所任一段母線(xiàn)（非三級(jí)負(fù)荷母線(xiàn)）供電，必要時(shí)可切除。 三級(jí)負(fù)荷由降壓變電所的三級(jí)母線(xiàn)供電。

4.2 照明燈具選擇及計(jì)算

本車(chē)站除一些特殊用途的機(jī)房需設(shè)置備用照明外， 其余設(shè)備房間根據(jù)需求設(shè)置一般照明， 設(shè)備房間照明根據(jù)利用系數(shù)法計(jì)算房間內(nèi)所需燈具數(shù)量，最后驗(yàn)證平均照度值Eav及功率密度值LPD，計(jì)算公式見(jiàn)式（1）、式（2）：

式中，U為利用系數(shù)；K為維護(hù)系數(shù)；N為燈具數(shù)量；φ為每盞燈發(fā)出的光通量；P為每盞燈的額定功率；A為受照房間面積。本次選取站長(zhǎng)室為例進(jìn)行計(jì)算。 本車(chē)站站長(zhǎng)室長(zhǎng)約為5.8 m，寬約為3.7 m，總面積A約為21.5 m2，利用系數(shù)U用查表法得出為0.534，維護(hù)系數(shù)K取0.8，站長(zhǎng)室平均照度為300 lx，總光通量計(jì)算結(jié)果如下：

站長(zhǎng)室內(nèi)燈具根據(jù)裝修吊頂形式， 選用功率為20 W，光通量為1 800 lm 的LED 面板燈，可得出N≈8.39 盞。取N為8盞計(jì)算平均照度Eav及功率密度LPD，計(jì)算結(jié)果如下：

根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求， 設(shè)計(jì)照度與平均照度標(biāo)準(zhǔn)值的偏差不應(yīng)超過(guò)±10%，站長(zhǎng)室平均照度標(biāo)準(zhǔn)值為300 lx，照明功率密度（LPD）應(yīng)小于8 W/m2。 所以站長(zhǎng)室內(nèi)照明選用8 盞功率為20 W，光通量為1 800 lm 的LED 面板燈，滿(mǎn)足要求。

本車(chē)站公共區(qū)疏散照明按照地面最低水平照度不低于3 lx 設(shè)置，站廳公共區(qū)一般照明平均照度按照200 lx 設(shè)置，站臺(tái)公共區(qū)一般照明平均照度按照150 lx 設(shè)置。 利用照明設(shè)計(jì)軟件對(duì)站廳、站臺(tái)公共區(qū)照明進(jìn)行模擬結(jié)果如下。

4.2.1 站廳層公共區(qū)一般照明及應(yīng)急照明

圖1 為本次模擬站廳層公共區(qū)選取的6 個(gè)典型區(qū)域。 表1、表2 分別為一般照明及應(yīng)急照明模擬結(jié)果的名稱(chēng)以及各項(xiàng)照明指標(biāo)。

圖1 站廳層公共區(qū)選取的6 個(gè)典型區(qū)域（單位：m）

表1 站廳層一般照明模擬結(jié)果

4.2.2 站臺(tái)層公共區(qū)一般照明

圖2 為本次模擬站臺(tái)層公共區(qū)選取的4 個(gè)典型區(qū)域。 表3、表4 分別為一般照明及應(yīng)急照明模擬結(jié)果的名稱(chēng)以及各項(xiàng)照明指標(biāo)。

圖2 站臺(tái)層公共區(qū)選取的4 個(gè)典型區(qū)域（單位：m）

表4 站臺(tái)層應(yīng)急照明模擬結(jié)果

綜合以上模擬結(jié)果，站廳層一般照明平均照度值為184 lx、最低照度為79 lx；站廳層應(yīng)急照明平均照度值為25 lx、最低照度為3.72 lx。LPD 值為3.4 W/m2。站臺(tái)層一般照明平均照度值為158 lx、最低照度為91 lx；站臺(tái)層應(yīng)急照明平均照度值為22 lx、最低照度為5.18 lx。 功率密度LPD 為3.9 W/m2，滿(mǎn)足要求[1]。

4.3 照明的控制

本車(chē)站設(shè)備用房?jī)?nèi)的一般照明采用就地控制開(kāi)關(guān)， 設(shè)備用房應(yīng)急照明采用平時(shí)點(diǎn)亮兼作一般照明，失電（應(yīng)急）時(shí)，車(chē)站火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）強(qiáng)制啟動(dòng)控制。 本條地鐵線(xiàn)路提出“智慧車(chē)站”概念，為滿(mǎn)足其要求，分別在站長(zhǎng)室、交接班室、站務(wù)員室及司機(jī)休息室內(nèi)， 對(duì)一般照明設(shè)置人體感應(yīng)控制及就地面板控制，并納入車(chē)站智能照明控制系統(tǒng)。

公共區(qū)域的照明、 客服中心內(nèi)的照明燈具單燈設(shè)DALI調(diào)光模塊，配合照度傳感器，使地鐵車(chē)站在運(yùn)營(yíng)初期的地面照度略高于規(guī)范要求， 同時(shí)可根據(jù)運(yùn)營(yíng)人員需求分別設(shè)置不同場(chǎng)景及分時(shí)段的控制； 地面出入口照明的燈具單燈設(shè)DALI調(diào)光模塊，可以根據(jù)室外照度傳感器照度值調(diào)節(jié)亮度，確保地面照度水平滿(mǎn)足規(guī)范要求；車(chē)站內(nèi)導(dǎo)向照明、站臺(tái)下安全照明及區(qū)間隧道內(nèi)一般照明設(shè)開(kāi)關(guān)控制器， 可根據(jù)運(yùn)營(yíng)需求控制時(shí)間。

地面出入口照明與車(chē)站公共區(qū)照明以車(chē)站出入口樓梯的第一階休息平臺(tái)為界，進(jìn)行分別配電及控制。

4.4 照明系統(tǒng)的電線(xiàn)電纜的選擇

本車(chē)站一般照明采用低煙無(wú)鹵阻燃型電線(xiàn)電纜； 應(yīng)急照明采用低煙無(wú)鹵阻燃型耐火電線(xiàn)電纜。 渡線(xiàn)、折返線(xiàn)、聯(lián)絡(luò)線(xiàn)等區(qū)段的工作照明分箱進(jìn)線(xiàn)采用低煙無(wú)鹵B 級(jí)阻燃型鎧裝電纜，應(yīng)急照明分箱進(jìn)線(xiàn)采用柔性礦物絕緣電纜。

5 結(jié)語(yǔ)

本車(chē)站照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)雖僅為車(chē)站建筑設(shè)計(jì)的一小部分，但其在提供良好的照明環(huán)境、 發(fā)生火災(zāi)時(shí)疏散乘客及對(duì)車(chē)站建筑的裝飾等方面起著至關(guān)重要的作用。 從節(jié)能減排的角度來(lái)看， 本站設(shè)備區(qū)幾處重點(diǎn)人員辦公用房設(shè)置了人體感應(yīng)裝置，公共區(qū)域的照明均接入智能照明控制系統(tǒng)，可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)照明進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免浪費(fèi)。 相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)會(huì)出現(xiàn)更加優(yōu)化的地鐵照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)。