上海市轨道交通18 号线复旦大学站照明设计

王逸凡

（同济大学建筑研究院（集团）有限公司，上海 200082）

1 引言

随着地铁车站等城市轨道交通设施的不断完善及发展，如何采用各种技术手段来节约能源， 减少碳排放成为城市轨道交通建设领域的重要课题。 地铁车站照明系统用电量大，且供电持续的时间较长， 在设计过程中注重节能减排措施的应用，可以有效减少能源消耗。 本文根据上海市轨道交通18 号线复旦大学站照明设计项目， 具体阐述了地铁车站照明系统的设计要点。

2 工程概况

上海市轨道交通18 号线复旦大学站为地下3 层岛式车站，地下1 层为站厅层，地下2 层为设备层，地下3 层为岛式站台层。 本车站以车站中心线为界，分为车站南、北两端，也称A、B 端。地铁车站乘客等候时间不长，一般对环境舒适程度的差异不敏感。 基于此，地铁车站照明系统设计需在满足基本功能要求的同时，结合建筑及装修造型对灯具进行图案化布置，形成与建筑艺术相呼应的艺术风格[1]，并考虑安全节能等因素。

3 照明分类

3.1 按照明用途分类

根据照明用途，本车站分为正常照明和应急照明。

1）正常照明为在正常情况下使用的照明[2]。站内需要照亮的各个场所均按照标准[3]规定的照度要求及功率密度值设置了正常照明。

2）应急照明为因正常的照明电源失效而启用的照明，本站应急照明包含应急疏散照明及疏散指示和备用照明。 应急疏散照明及疏散指示的作用是确保疏散通道被有效辨认和使用，本站主要在设备区走廊、站厅站台公共区等用于人员疏散的场所设置。 备用照明的作用是确保正常活动继续或暂时继续进行，本站主要在火灾时仍需工作的场所设置，例如，变电所、排烟机房、消防泵房等房间。

3.2 按照明负荷等级分类

本车站照明可根据负荷等级分为一、二、三级负荷。 一级负荷包含站厅、站台公共区照明等重要负荷。 二级负荷包含设备管理房照明、 导向照明。 三级负荷包含广告照明等不属于一、二级负荷的其余照明负荷。

4 照明设计

4.1 照明系统的供电

本车站于地下2 层设备层A 端的设备用房区域内设置1处降压变电所， 负责提供车站及两端相邻各半个区间的照明用电。 车站在站厅层、 设备层及站台层A、B 两端分别设有1间照明配电间，照明配电箱集中设于照明配电室内。

配电方式如下： 一级负荷电源引自降压变电所的两段母排各一回路， 公共区照明配电采用双电源交叉分组供电至均匀布置的灯具上，每个回路电源负责约50%灯具。应急照明在人员疏散时使用，为一级负荷中特别重要的负荷，本车站应急照明由配电室内的应急电源装置供电。 二级负荷由降压变电所任一段母线（非三级负荷母线）供电，必要时可切除。 三级负荷由降压变电所的三级母线供电。

4.2 照明灯具选择及计算

本车站除一些特殊用途的机房需设置备用照明外， 其余设备房间根据需求设置一般照明， 设备房间照明根据利用系数法计算房间内所需灯具数量，最后验证平均照度值Eav及功率密度值LPD，计算公式见式（1）、式（2）：

式中，U为利用系数；K为维护系数；N为灯具数量；φ为每盏灯发出的光通量；P为每盏灯的额定功率；A为受照房间面积。本次选取站长室为例进行计算。 本车站站长室长约为5.8 m，宽约为3.7 m，总面积A约为21.5 m2，利用系数U用查表法得出为0.534，维护系数K取0.8，站长室平均照度为300 lx，总光通量计算结果如下：

站长室内灯具根据装修吊顶形式， 选用功率为20 W，光通量为1 800 lm 的LED 面板灯，可得出N≈8.39 盏。取N为8盏计算平均照度Eav及功率密度LPD，计算结果如下：

根据设计标准的要求， 设计照度与平均照度标准值的偏差不应超过±10%，站长室平均照度标准值为300 lx，照明功率密度（LPD）应小于8 W/m2。 所以站长室内照明选用8 盏功率为20 W，光通量为1 800 lm 的LED 面板灯，满足要求。

本车站公共区疏散照明按照地面最低水平照度不低于3 lx 设置，站厅公共区一般照明平均照度按照200 lx 设置，站台公共区一般照明平均照度按照150 lx 设置。 利用照明设计软件对站厅、站台公共区照明进行模拟结果如下。

4.2.1 站厅层公共区一般照明及应急照明

图1 为本次模拟站厅层公共区选取的6 个典型区域。 表1、表2 分别为一般照明及应急照明模拟结果的名称以及各项照明指标。

图1 站厅层公共区选取的6 个典型区域（单位：m）

表1 站厅层一般照明模拟结果

4.2.2 站台层公共区一般照明

图2 为本次模拟站台层公共区选取的4 个典型区域。 表3、表4 分别为一般照明及应急照明模拟结果的名称以及各项照明指标。

图2 站台层公共区选取的4 个典型区域（单位：m）

表4 站台层应急照明模拟结果

综合以上模拟结果，站厅层一般照明平均照度值为184 lx、最低照度为79 lx；站厅层应急照明平均照度值为25 lx、最低照度为3.72 lx。LPD 值为3.4 W/m2。站台层一般照明平均照度值为158 lx、最低照度为91 lx；站台层应急照明平均照度值为22 lx、最低照度为5.18 lx。 功率密度LPD 为3.9 W/m2，满足要求[1]。

4.3 照明的控制

本车站设备用房内的一般照明采用就地控制开关， 设备用房应急照明采用平时点亮兼作一般照明，失电（应急）时，车站火灾自动报警系统（FAS）强制启动控制。 本条地铁线路提出“智慧车站”概念，为满足其要求，分别在站长室、交接班室、站务员室及司机休息室内， 对一般照明设置人体感应控制及就地面板控制，并纳入车站智能照明控制系统。

公共区域的照明、 客服中心内的照明灯具单灯设DALI调光模块，配合照度传感器，使地铁车站在运营初期的地面照度略高于规范要求， 同时可根据运营人员需求分别设置不同场景及分时段的控制； 地面出入口照明的灯具单灯设DALI调光模块，可以根据室外照度传感器照度值调节亮度，确保地面照度水平满足规范要求；车站内导向照明、站台下安全照明及区间隧道内一般照明设开关控制器， 可根据运营需求控制时间。

地面出入口照明与车站公共区照明以车站出入口楼梯的第一阶休息平台为界，进行分别配电及控制。

4.4 照明系统的电线电缆的选择

本车站一般照明采用低烟无卤阻燃型电线电缆； 应急照明采用低烟无卤阻燃型耐火电线电缆。 渡线、折返线、联络线等区段的工作照明分箱进线采用低烟无卤B 级阻燃型铠装电缆，应急照明分箱进线采用柔性矿物绝缘电缆。

5 结语

本车站照明系统设计虽仅为车站建筑设计的一小部分，但其在提供良好的照明环境、 发生火灾时疏散乘客及对车站建筑的装饰等方面起着至关重要的作用。 从节能减排的角度来看， 本站设备区几处重点人员办公用房设置了人体感应装置，公共区域的照明均接入智能照明控制系统，可根据实际情况对照明进行调节，避免浪费。 相信随着科学技术的发展，未来会出现更加优化的地铁照明系统设计。