高铁客站照明技术的运用及节能降耗的思考

张伯敏 上海铁路局嘉兴车务段

研究资料表明，铁路站场照明用电占总电量的42%左右。因此，铁路站场的照明节电技术，是铁路节能环保的重要方面，会产生巨大的社会效益和经济效益。尤其是高铁客站高空间、大跨度的建筑形式，应根据不同的空间来定位其不同的照明，以避免过高的照度而增加整体能耗或过低的照度而影响基本功能的实现。所以，选择使用寿命长的高效光源来减少日后的维护费用及使用成本，实现其节能环保的“绿色照明”、“人文照明”，是当前迫切需要研究的现实问题。

1 高铁客站照明技术概述

我国实施的国家标准《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）对交通建筑的照明标准规定是（见表1）。

国标中对交通建筑（包括铁路站场）的照度水平分布、眩光及眩光控制亮度、显色性等都提出了明确的指标值。照度水平的实现也并非是衡量或体现整个建筑空间照明设计唯一要求，而其他照明标准，如人眼的视觉感受，室内光环境的影响，眩光的控制，均匀度和显色性的优劣等都是满足旅客生理和心理性的要求。在站屋照明的配比中，应考虑功能的基础上来营造舒适的空间：灯具的造型、眩光的控制。整体控制系统设置应考虑自然采光与人工照明的相结合，根据不同的时间和空间设计整体的照明系统，实现节能绿色的"人文照明"。

表1 交通建筑照明标准值

在大空间照明配比时，当照明方式确定后，灯具及光源的选择至关重要。由于室内面积空间较大，为了满足设计标准的照度，以及达到建筑环境的效果，所需要的灯具数量、光源功率及用电量将会较大。为此，大空间照明对灯具及光源的选择除了要注意到美观和配光合理外，还应充分考虑其节能性，以满足照明环境的舒适性和功能性，同时亦考虑其节能性（见表2）。

表2 不同灯具光源参数指标比较值

照明已经成现代建筑的设计过程中极为重要的因素。充分运用人工光的抑扬、明暗、虚实、隐现、动静以及控制投光角度和范围，以建立光的构图秩序、有节奏和绿色节能等，大大渲染空间的变幻效果，增加空间层次，最大限度发挥其表现力，使灯光与建筑物本身达到完美的融合。 因此，现代建筑灯光设计，应针对不同的空间来定位其不同的照明，以避免过高的照度，从而增加整体能耗或过低的照度而影响基本功能的实现。在光源选择时，对光源的各种性能（技术性、舒适性和经济性）应从以下方面进行综合比较和评价：① 以可观察的角度为视点去考虑灯光的设计。② 按照高效、长寿命原则选择光源，采用新材料、新产品，用高科技来武装现代文明。③ 按照环境对显色性的要求选择光源，用独特的设计思维营造一个富有艺术气息的灯光环境。④ 按照光源的色温（颜色选择光源），一般照明设计时会普遍采用光效高的LED灯具。尤其是高空间和大面积的灯具选择要求更高。⑤ 绿色节能，充分考虑灯具的安全性、维护性以及光源的使用寿命。

2 高铁站LED新光源的改造实例

从上海局的三个不同作业场所和沈阳局的一个作业场所进行了现场对比试验，其中在嘉兴第一、二候车室：选用15个100W的LED灯，和新换的15个250 W金卤灯对比；嘉兴一站台：选用26个20W的LED灯，和新换的26个4×18W节能灯对比；上海南二楼候车室：选用28个30W的LED灯，和新换的28个70W金卤灯对比；长春站第二候车室：选用87个8.1W的LED灯，和87个36 W荧光灯对比；详细对比参数如表3所示：

表3 LED光源与既有光源试验参数对照表

表4 LED光源与既有光源性能参数对照表

表3、表4说明：在同一作业场所、对比灯具个数和灯具使用时间均相同的情况下，LED光源与既有光源相比，单个灯具功率小、照明用电量少，最大照度值接近既有光源，有些场合甚至要远高于既有光源。同时收到明显的节能降耗效果。

3 LED新光源节能降耗效果分析

大空间照明应用技术的评估应包括五大因素：即质量寿命、光效水平、节能效果、环保减排和性价比较。照明的质量寿命取决于光源的光衰速率；照明的光效水平取决于不同铁路站场和宜的照明效果，满足相关的技术标准；而节能环保照明产品能否广泛、迅速地被用户接纳采用,取决于其能效水平（节电能力)和相应的经济利益和社会效益。

通过现场试验和调研数据的统计分析，得出以下结论：

① 9WLED灯比36W荧光灯节能72%、20WLED灯比4×18W节能灯节能77%、185WLED灯比400W高压钠灯节能57%、100WLED灯比250W金卤灯节能63%、8WLED灯比40W白炽灯节能80%。

② 9WLED灯替换36W荧光灯后，投资改造费用回收期为2.5年、20W LED灯替换4×18W节能灯后，投资改造费用回收期为1.6年、185WLED灯替换400W高压钠灯后，投资改造费用回收期为3.1年、100WLED灯替换250 W金卤灯后，投资改造费用回收期为3.1年、8WLED灯替换40W白炽灯后，投资改造费用回收期为1.7年。

③ 上海局使用的光源选用LED灯替代后（除高压汞灯和其他灯外），平均年约节约用电量43465026kWh，节约4347万元用电费用，减少41726tCO2气体排放量。

④ 全路有18个铁路局，全路光源（不包括高压汞灯和其他灯类）约数量3861252个，选用LED替代全部不同功率的既有光源后，每天按12h用电时间计算，年节约用电量782370468kWh，节约78237万元费用，减少751076t CO2排放量。

4 结论

光伏建筑一体化是客运站屋设计的新理念、新视角。因此，在新造站屋时，严格按设计规范要求，引入太阳能光伏新源，以及LED低能耗光源；采用节能、环保的照明光源，逐步改善既有站屋的光源改造工程，大力推广新型节能光源的使用选用效率高、维护量少的灯具。

（1）设计合理的照明方案。根据业主提出的要求，结合设计经验、设计理念，将对照明方案进行细化推敲与定案；整体思路上确保整个照明设计方案是节能的，避免了通体照亮，且亮度过高这样的照明方案带来的不节能、不高雅的问题。

（2）采用节能、环保的照明产品。用LED光源替代白炽灯、普通荧光灯或节能灯；用LED光源替代部分金卤灯、高压钠灯。用紧凑型荧光灯取代白炽灯；用T5荧光灯或三基色T8荧光灯替代老式普通T8管荧光灯。

（3）选用节能的灯具在整个照明工程中至关重要。以能耗低、光效高、寿命长的“适合”光源为标准，对灯具光源类型、功率、尺寸、配光等灯具参数进行选择与控制。

（4）通过不同模式控制、时间段控制建筑照明。在设计时，考虑到运行时情况，将建筑照明分为“一般模式”、“午夜模式”、“节假日模式”，并在这些模式中根据时段再进行控制方案的调整。

随着建筑和照明科技的进步，将照明与建筑融为一体的建筑化照明设计提供了有利条件，把照明设备作为一个建筑构件和建筑相关部分如顶棚、柱、墙壁、门、窗和室内家俱等进行统一设计，使灯光和艺术效果的新光源、新灯具将不断推陈出新。