地铁车站照明系统能耗分析及节能对策

蒲礼斌

摘 要：地铁车站照明是在牵引用电和环控用电后的第三大用电系统。基于地铁车站照明系统运行能耗高问题，秉持节能降耗基本原则，确定下一阶段优化管理的方向。地铁车站照明系统需要长时间运行，会产生非常大的能耗，在对其进行节能设计时，需要结合实际特点，选择适用性最强的照明产品，确保在不影响车站照明效果的基础上，减少电力能耗。基于此，本文主要对地铁车站照明系统能耗及节能对策进行分析探讨。

关键词：地铁车站 照明系统 能耗分析 节能对策

1、前言

我国城市进程发展迅速，城市轨道交通建设遍地开花。地铁顺应时代产生，既是拉动内需的重要建设手段，又是方便市民出行的重要公共交通工具。但是我们不得不看到，地铁的快速发展也带来了巨大能源消耗，地铁运营中，每年用电量持续攀升，这和车辆牵引用电及地铁机电、通号设备的集中使用不无关联，但除了这些刚性需求外，照明用电这类需要兼顾功能性和舒适性的负载，在设计过程中是否可以通过规范甚至优化设计来节能减排，达到绿色环保的目的呢？笔者将根据多年设计经验进行分析。

2、地铁车站照明系统能耗分析

2.1系统照度。以广州地铁某地下车站的照明系统为对象，对其进行照度测量。在站台、站厅、楼梯以及自动扶梯上设置测试点，最终结果为站台平均照度为255.2lx，相比标准照度200lx高;楼梯部位平均照度为175lx，以及自动扶梯平均照度为152lx，均满足GBT16275-2008《城市轨道交通照明》（以下简称GB16275）中的要求[3]。另外，对车站现场照明系统进行全面检测后发现，在站台侧沿着屏蔽门所设置的长条灯带照明对站台整体照度值的超标的影响比较大，在关闭屏蔽门灯带后，站台的平均照度依然能满足GB16275要求。由此可见，设计以满足照度要求，兼顾节能需求，预留了适量的余量。

2.2广告照明。传统广告灯箱采用日光灯管作为背光，一个灯箱内设置了15-20盏40W的日光灯管，总功率达到600-800W。对地铁车站广告照明部分进行统计分析，可以发现其占到三级负荷的60%左右，在整个车站照明系统内占据较大能耗比例。现在很多地铁车站在设计时，逐渐认识到此类问题，并采取了相应措施调整，如使用大屏显示器替代传统广告灯箱，节能效果显著。另外，广告灯箱设计与车站照明设计为相互独立的状态，车站照明系统设计时仅为广告灯箱预留位置以及电气控制，导致广告灯箱照明功能无法得到利用。

2.3运营管理。对地铁车站照明系统运行情况进行综合调研，在设计上根据运营时间对车站照明系统设置了正常照明和值班照明两种模式。正常照明是指地铁运营时段应开启的照明灯具的模式，值班照明指非运营时间为车站内值班人员正常工作所设置的照明。BAS系统为照明设置了不同模式的固定时间自动切换，但是很多情况下系统关闭后，由于站内仍需要进行各类作业和施工，仍会被人为打开，而造成照明模式未能自动按模式表运行。另外，既有地铁车站设计时，相关的节能标准没有细化，对各类照明系统的用电量无法进行分时段分回路进行统计和分析。最后，对于地铁区间照明，主要用作区间应急疏散，兼做区间工作照明。目前普遍按照每10米一盏灯具的标准设置，并且全部为应急照明系统，通过EPS系统供电。国内地铁普遍设置为常亮，但在运营结束后且区间内没有作业的情况下，该部分照明是浪费的。但实际上因此车站照明系统运行管理仍存在优化的空间。

3、地铁照明系统的节能对策

3.1制定合理的照度设计标准。合理的照度设计标准是实行节能对策的基础，但现行的照度标准多为给出大区域的平均照度，一般为站厅高于或等于站台、楼扶梯等处。但经资料分析可得地铁车站拥挤程度由高到底的排序是：扶梯和楼梯、地铁站台、站厅。同时站厅只是人们行走的区域，不会有太多的停留，而站台是人们进站等待的地方，停留时间较长。考虑到多数乘客属于上班族，会在等车期间阅读书、报、手机等，秉承以人为本的原则，此处平均照度应该达到阅读照度标准，同时，楼梯和扶梯属于梯形建筑物，在人流量较多的情况下照明系统应侧重考虑局部加强，配合标识牌保障人们的出行安全。综上，在站台、楼扶梯等位置的照度应安全合理，而站厅则可以适当降低照度。

3.2改善灯具布局、采用节能灯具。地铁作为城市重要的交通运输方式，承载着人们出行的重要使命，长期客流量巨大，有很强的流动性，据有关资料显示，不考虑发车间距较长的情况下，人们在地铁车站的消耗时间不超过5分钟，下车时间更短，不超过3分钟。因此在地铁车门处和站台的两端要着重布置灯具很有必要，而站台中间不需要大肆布置用于美化的效果照明。因此建议取消屏蔽门上方的通长照明，只在车门开启的位置设置照明，同时在乘客休息座椅区的上方可以添加色温合理的局部照明装置，节约社会资源的同时增强人性化设计，一举多得。

3.3广告灯箱的新设计和辅助照明的应用。地铁是广告宣传的重要地点，地铁很多广告灯箱都设计在站台对面线路侧，由于全高安全门的普遍采用，这部分广告存在一定程度的被遮挡现象，这时有的广告设计为了吸引客户，盲目的增加亮度和色彩度来确保达到宣传目的，但无形中浪费了能源，因此根据目前的现状，广告灯箱的合理位置可以考虑设置在地铁站台通长方向安全门的上方，或利用站台三角间等位置设计，这样既起到广告宣传的目的，还可以兼做站台照明补光，节省了照明灯具的数量，绿色环保。

3.4区间隧道、高架桥照明。目前地铁隧道区间照明为每隔6m设一盏灯，其目的是便于维修人员维修设备。在日常运营中，地铁车辆配有远、近照灯，有效距离为200m以上，司机可以根据车载照灯观察前方线路和顶部的电网状态。有关的地铁运营管理规定“当车辆前照灯故障后，司机即清客下线”，运转调度不会依据隧道区间照明情况而决定是否保持车辆运营。但考虑到隧道中若没有任何灯光，会对地铁司机造成一定的心里压力，所以建议日常运营时采取大区间照明（采取每30～40m开一盏节能灯照明），关闭区间其他照明。线路和架网检修时可分区段开全照明。

地铁高架线路上的示宽照明灯与司机基本处于同一个水平面，对司机有眩目的副作用，影响嘹望和开车，建议运行期间关闭示宽照明。此外，高架线路无论在市区还是郊区，都可以借助市政工程的照明进行辅助照明。

4、结语

一个地铁车站的照明系统能耗已达400kW，这是一个易被忽视的能耗大户。在实际测试中发现，站台照明设计过于考虑宽敞明亮而忽视了节能。应制定一部节能的《地铁照度标准》，并在工程实施中严格执行。灯具总体布局应偏向乘客拥挤区域，如楼梯、扶梯和进出地铁车门等区域;要科学有效地利用广告照明系统作為车站的辅助照明;同时还要制定相应的节能规章制度和奖励制度，以提升职工的节能意识和积极性。

参考文献

[1] 游泽银，苏忠.地铁动力照明系统负荷对运营成本的影响[J].都市快轨交通，2006，1（19）：52.

[2] 刘敏.地铁变配电系统的工程设计研究[D].长沙：湖南大学，2006.