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铁路客站绿色照明及LED应用研究

2015-1-22 11:47:34      点击:
根据《中长期铁路网规划》,到2015年我国将建1000余座铁路客站,建设绿色铁路客站是当务之急,高效节能的铁路客站绿色照明设计可提高铁路运输的服务质量、提升站房建筑的美观性,是实现照明节能、打造绿色客站的关键。本文通过对近年建成的各类铁路站房的照明设计、维护管理的实地调研和站房各空间照明数据的实测,对站房照明存在的问题进行了梳理总结,提出了影响照明质量和节能的典型因素,并对各影响因素进行模拟分析。调研了目前各类光源在铁路站房的应用情况,针对LED光源的特点,提出铁路站房采用LED替代传统光源的可行性和推荐适用场所。试图通过对站房照明现状的调研总结分析,找出问题的实质并加以改善,不断提高铁路站房照明设计质量,为今后铁路客站绿色照明设计提供参考。
 
1站房照明现状调研分析
 
根据《铁路旅客车站建筑设计规范GB50226-2007》的规定,客站站房规模分为四种:特大型、大型、中型、小型。本次调研就每种规模分别选取了2~3座典型站房,在夜间时段(19:00~22:00),按照《照明测量方法GBT5700-2008》的要求,进行各项照明指标的测量。实测了各站房空间的地面平均照度(lx)、照度均匀度、显色指数(Ra)、功率密度(W/m2)等数据,对各空间天花高度、布灯方式、布灯间距、光源、功率及照明设施完好性进行了调研分析。调研发现,不同类型车站的基本照明情况类似,为了说明问题,本文以京沪高铁的一座中型站为例进行分析,实测的车站各空间的照明数据见表1。
表1 车站各空间的照明情况
Table 1 Lighting situation for each space station
车站各空间的照明情况
从表1可见,进站厅入口挑檐、二层候车厅和普通站台等空间的各项参数均达标,其他空间存在个别参数不达标的情况。分析实测数据不达标的情况,主要有以下几方面的原因:
     一是受开关灯控制、维修情况等客观因素影响,造成照度、照度均匀度不达标,如:一层候车室、进站厅区域部分灯具关闭或已损坏。
     二是功率密度较低照度不达标场所,往往是所选择的灯具总功率偏小或灯间距过大(3.6×6m)所致,如:出站通道;
    三是功率密度过高照度不达标场所,主要是采购的灯具效率过低或维护不到位造成的,如:售票厅。
    四是光源类型的不合理导致显色指数明显偏低,如:出站通道使用了光源不达标的荧光灯;五是灯具配光选择不合适,即使平均照度满足标准,照度均匀度仍表现很差的结果,如:基本站台。
通过上述分析,排除灯具损坏、未全部开灯等原因,我们认为灯具光源的选择是否正确、布置方式合适与否对最终的照明效果影响重大,为了更直观了解影响照明效果的因素[4],本文借助Dialux软件[5]进行模拟验证,分析了建筑材料反射率、灯具的配光和布灯方式三个因素对照明效果和照明节能的影响。
 
2 影响照明效果的因素分析
 
2.1建筑材料反射率的影响
 
在该项影响因素的模拟中,空间尺寸设定为:L*W* H(长*宽*高)=50*50*21(米),,布灯方式均采用单灯均匀排列,将地面、天花、墙壁设置不同的反射率组合,模拟计算地面处的照度见表2。
表2 不同材料发射率的模拟计算结果
Table 2 Simulation result of different materials reflectivity

各表面反射率

平均照度(lx

最小照度(Lx

照度均匀度

功率密度W/m2

地面:0.28;天花:0.8;墙壁:0.52

170

102

0.602

3.3

地面:0.28;天花:0.8;墙壁:0.89

208

150

0.718

3.3

地面:0.4;天花:0.8;墙壁:0.52

180

112

0.623

3.3

地面:0.28;天花:0.8;墙壁:0.89

232

168

0.725

3.3


从表2可见,建筑材料表面反射率的不同,会对照明效果产生较大的影响,同等照明功率和方案条件下,各表面的反射系数越高,室内空间的照度值越大。此对比表明,在照明设计中应充分调研使用场所各表面的反射率,并在选择照明灯具、功率时重点考虑此因素。另外也说明,提高室内建筑材料表面的反射率也是照明节能的一个有效措施。
 
2.2 灯具配光角的影响
 
模拟验证中我们选择同一品牌同一系列的不同配光角的灯具,包括14度、30度、62.8度共三类,建筑材料表面的反射率为:地面0.4、顶棚0.8、墙壁0.7,采用均匀布灯方式,计算地面处的照度和照度均匀度。模拟计算了两种空间尺度,分别为L*W* H(长*宽*高)=50*50*21(米)和L*W* H(长*宽*高)=50*50*8(米),模拟结果见表3。
表3 不同配光角灯具的模拟计算结果
Table 3 Simulation result of different angle distribution

空间尺度(单位:米)

配光角度

平均照度(lx

最小照度(Lx

照度均匀度

功率密度W/m2

W*L*H=50*50*21

14

203

138

0.678

4.68