铁路车站无棚站台LED照明探讨

谭　烁

(中铁通信信号勘测设计(北京)有限公司,北京　100036)



铁路车站无棚站台LED照明探讨

谭烁

(中铁通信信号勘测设计(北京)有限公司,北京100036)

摘要：根据GB 50034—2013《建筑照明设计标准》、TB 10008—2006《铁路电力设计规范》中对无棚站台的要求,从透镜设计、光源选择、灯具设计方面介绍了铁路车站无棚站台LED照明设计,并对某车站无棚站台的LED灯具进行现场安装、调试和试验。试验结果表明,LED照明相比常用的高压钠灯照明,日均耗电量下降约50%。

关键词：照明设计; 铁路车站; LED; 无棚站台; 节能

0引言

GB 50034—2013《建筑照明设计标准》[1]规定,属于交通建筑范围内的无棚站台地面的平均照度需达到50 lx,均匀度需达到0.4。TB 10008—2006《铁路电力设计规范》[2]要求,铁路客运场所内的无棚站台地面的平均照度需达到50 lx。目前,我国多数铁路车站无棚站台地面照度为25 lx,均匀度为0.25,未达到国家标准要求。

我国铁路站场8股道及以上的编组场、到发场等一般采用灯桥照明,牵出线及道岔区采用灯塔照明,灯桥、灯塔多采用投光灯。路内投光灯的光源一般为高压钠灯、金属卤化物灯等,这类光源寿命短、能耗高,尤其是气体放电灯再启动时间长、防震性能差,并对环境造成污染。只有极少量采用LED光源的投光灯,不适应铁路特殊要求,应用效果差[1]。

1LED光源特性

1.1光效

LED光源光效是衡量铁路车站无棚站台灯具光源效率优劣的基本指标,受现有车站站台区域的特点限制,灯具的光效需要达到一定水平才能满足标准要求,才可以替换传统站台照明所采用的高压钠灯等灯具。各类光源的光效对比如表1所示。

表1各类光源的光效对比

光源类型光效/(lm/W)白炽灯 12.5荧光灯 100高压钠灯90～120卤素灯 25LED灯 120～250

1.2显色性

国际照明委员会(CIE)将太阳光的显色指数设为100,人造光源的显色指数以此为参考。数据显示,光源的显色指数在大于70的条件下即可较真实地反映物体颜色,且显示效果较好;在30以下时,物体的显色效果较差。显色指数与显色性的对应关系如表2所示。LED光源显色指数可达75以上。同其他光源相比,LED光源在较低亮度时即可达到较好的照明效果,便于铁路车站人员现场工作,降低了电源功耗。

表2显色指数与显色性的对应关系

显色指数Ra等级显色性一般应用90～1001A优良80～891B优良 色彩精确对比的场合 色彩正确判断的场合60～792一般40～593一般 中等显色性的场合 对显色性要求较低、色差较小的场所20～394较差 对显色性无具体要求的场所

1.3低能耗

相比于其他灯具,LED的光效特性决定了其低能耗的特点。此外,LED光源具有良好的可控性,结合时钟装置使用将实现铁路车站站台灯具的分时、分区域控制,有效降低车站能耗。

2铁路车站无棚站台照明设计

2.1透镜设计

根据铁路车站无棚站台的实际灯具安装位置及站台布置,设计了新型配光,满足照明要求,提高了出光效果的均匀性和光能的利用率,最大程度提高节能效果,解决了目前LED配光系统的高成本、低可靠性和灯具装配工艺复杂的问题。透镜结构如图1所示。选用高透玻璃透镜,避免了目前LED灯具PC材质透镜由于黄化问题造成的光衰问题。

图1　透镜结构图

2.2光源选择

采用多芯片封装大功率LED技术,研究应用系统的散热问题、二次光学问题、防护及电气性能。

高压钠灯和LED的光效相近,但LED出光利用率高,极大地改善了投射到照明区域的地面照度。

2.3灯具设计

灯具采用内置散热翼方式设计,使灯具表面无任何散热齿,解决了目前LED路灯散热集尘的问题,能应对高温天气对灯具散热的影响。灯具功率为100 W时,在环境温度25 ℃条件下,焊盘温升为42 ℃,满足散热条件。灯具热敏显示如图2所示。

图2　灯具热敏显示

电源采用耐高温和抗低温元器件,电源腔体与光源腔体完全隔离,避免了电源热量难以导出和与灯体的热互动,有效提高了电源的耐高温性能。通过设计的密封垫和硅胶密封圈等部件,可确保灯具寿命期内满足IP65标准。灯具图样如图3所示。

图3　灯具图样(mm)

2.4试验效果

选择某车站的无棚站台进行现场安装调试和试验。灯具安装如图4所示。LED灯具参数如表3所示。

图4　无棚站台灯具安装

灯具参数数值照明电流(灯具)/lm10000照明电流(光源)/lm10000功率/W100灯杆距离/m35安装高度/m5.5光点高度/m5.4光点突出长度/m4吊杆角度/(°)25悬臂长度0光强最大值/(cd/klm)2489(70°)899(80°)38(90°)

车站站台原有高压钠灯功率为150 W,灯具光线无法照射到两灯中间位置的站台,形成明显的暗斑。试验前,无棚站台地面照度为25 lx,照明均匀度为0.250;试验后,无棚站台地面照度为67.6 lx,照明均匀度为0.405,满足规范要求。无棚站台照明效果对比如图5所示。

图5　无棚站台照明效果对比

无棚站台照明曲线对比如图6所示。

图6　车站无棚站台照明曲线对比

无棚站台伪色对比如图7所示。

图7　无棚站台伪色对比

当使用原照明方案时,车站7～9月站台照明日均耗电量为138.9 kWh,试验后日均耗电量为74.88 kWh;10～12月站台照明日均耗电量为190.5 kWh,试验后日均耗电量为86.1 kWh。

3结语

本文阐述了铁路车站无棚站台的照明设计,并在某车站H的无棚站台进行了试验,结果表明常用高压钠灯照明与LED光源的照明相比,前者地面照度为25 lx,均匀度为0.25;后者地面照度为67.6 lx,均匀度为0.405,而且后者比前者日均耗电量下降约50%。尽管目前铁路车站站台照明仍存在一些问题,但通过科研人员的不断探索和努力,一定会寻求到更好的解决方案。

参考文献

[1]建筑照明设计标准:GB 50034—2013[S].

[2]铁路电力设计规范:TB 10008—2006[S].

[3]张文有.体育馆照明设计[J].现代建筑电气,2015,6(4):52-54.

Discussion About LED Lighting on None-shed Platform of Railway Station

TANShuo

(China Railway Communication and Signaling Survey & Design(Beijing) Co., Ltd., Beijing 100036, China)

Abstract：According to GB 50034—2013 and TB 10008—2006,this paper introduced the lighting design of LED lamps on none-shed platform including lens design,source selection and lamp design.Combining by a none-shed platform project,the LED lamps of none-shed platform were installed and debugged.The testing results show that the average daily power consumption of LED lamps can reduce 50% compared with high voltage sodium lamps.

Key words:lighting design; railway station; LED; none-shed platform; energy saving

收稿日期：2016-01-20

DOI：10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.04.011

中图分类号：TU 201.5

文献标志码：B

文章编号：1674-8417(2016)04-0042-03