蘇州市軌道交通地下車站照明系統節能改造淺析

摘要：蘇州市軌道交通一號線車站站廳、站臺照明燈具主要選用反光型燈具，燈具光源以三基色熒光燈T8燈管為主，選用電子鎮流器或節能式電感鎮流器。

軌道交通行業照明系統節電采用的手段主要為能源手段、光源手段、管理手段。結合軌道交通各機電系統的負荷統計分析，照明能耗約占總能耗的8%-12%，照明節電通過光源手段正在成為一種趨勢，節電技術手段安全可靠，效益明顯。

目前，深圳地鐵二號線及福田樞紐、上海地鐵四號線公共區已全線采用LED燈具，與T8熒光燈相比，單燈節能約26%，采用系統調光控制，節電達50%以上，節能效果明顯。同時，廣州地鐵2號線、上海地鐵二號線、八號線，南京地鐵一號線等正在進行燈具改造，擬全部使用LED燈具，公共區照明燈具選用LED燈具，具有較大的節能潛力。

針對照明節電光源手段，結合現場環境對照明的要求，在不影響甚至超過原有燈具的照明要求前提下，采用LED燈具類型來替代現有燈具的節能方式并啟用照明節電模式，能帶來一定的經濟效益及社會效益。

關鍵詞：照明系統；節能改造；LED；節電模式

緒論

軌道交通行業照明系統節電采用的手段主要為能源手段、光源手段、管理手段。一號線主要為能源手段來實現照明節電，通過回路在配電上及現場的交叉布置進行分組控制設置，采用停運后的節電模式關閉工作照明來實現照明節電的要求，但是普通照明燈具使用壽命短，維護成本高，燈具能耗大，光效低在一定程度上給節能經濟效益帶來一定負面影響。

廣州地鐵2號線、上海地鐵二號線、八號線，南京地鐵一號線等正在進行燈具改造，擬全部使用LED燈具，公共區照明燈具選用LED燈具，具有較大的節能潛力，能帶來一定的經濟效益及社會效益。

一、車站照明系統概況

蘇州軌道交通一號線車站站廳、站臺照明燈具主要選用反光型燈具，燈具光源以三基色熒光燈T8燈管為主。

設備區照明選用直光型敞開式或帶有格柵的熒光燈具。公共區照明燈具采用熒光燈及節能筒燈交叉分回路布置，照度充足。區間照明燈具為具有三防性能的長管熒光燈。

二、照明系統節能改造必要性

結合軌道交通各機電系統的負荷統計分析，照明能耗約占總能耗的8%-12%，照明節電通過光源手段正在成為一種趨勢，節電技術手段安全可靠，效益明顯。

目前，深圳地鐵二號線及福田樞紐、上海地鐵四號線公共區全線采用LED燈具，與T8熒光燈相比，單燈節能約26%，采用系統調光控制，節電達50%以上，節能效果明顯。同時，廣州地鐵2號線、上海地鐵二號線、八號線，南京地鐵一號線等正在進行燈具改造，擬全部使用LED燈具，公共區照明燈具選用LED燈具，具有較大的節能潛力。

針對照明節電光源手段，結合現場環境對照明的要求，在不影響甚至超過原有燈具的照明要求前提下，采用LED燈具類型來替代現有燈具的節能方式或啟用照明節電模式，能帶來一定的經濟效益及社會效益。

三、照明系統節能改造方式

1.合同能源管理模式（簡稱EMC）

由投資方全額投資，使用LED燈替換現用普通日光燈，通過節電產品節省下來的電費，按比例支付進行利潤分享。在合同有效期限內，由投資方提供技術支持、安裝指導、故障維修等無償服務。在合作期間，技改部分維護管理由投資公司負責，由此形成雙贏格局。合同到期，所有產品使用權歸軌道公司所有，投資方不再收取任何費用。

2.采購LED燈直接更換方式

自主購買LED燈具替換，在使用過程中所產生的收益全部歸軌道公司所有。一號線剛剛試運營兩年時間，大量采購LED燈具更換成本太高，維護更換作業將帶來較高的人力、物力消耗和作業風險，可行性不高。

四、節能模式對比分析

經調研，對于已開通運營軌道線路，因初期投入成本較高尚未有大面積更換LED燈具案例，因此對于已開通的軌道交通一號線，重點對EMC模式進行分析。

1.EMC模式

1.1 EMC模式收益預估

節能效益分享期限為 5 年，年預估節電效益637 萬元，效益分享期內分成比例為 30%：70%；甲方分享30%，年度分享效益191萬元；乙方分享70%，年度分享效益446萬元。

蘇州市軌道交通1號線照明節能分析

區域域

名稱

規格

替換燈具

每天開燈時間（H）

燈具數量（套）

每燈具光源數量（個）

光源總數量（個）

原燈功率（W）

替換功率（W）

功率

差（W）

每年開燈時間（H）

替換前用電量（KWH）

替換后用電量（KWH）

年節電量（KWH）

電費單價（元/KWH）

年節電額（元）

設備

區

單管格柵罩熒光燈

220V 36W

18W LED燈管

24.000

10

1

10

40

18

22

8760

3504

1577

1927

0.852

1642

單管帶反射罩熒光燈

220V 36W

18W LED

燈管

24.000

258

1

258

40

18

22

8760

90403

40681

49722

0.852

42363

雙管熒光燈

220V2*36W

2*18WLED燈管

24.000

117

2

234

40

18

22

8760

81994

36897

45096

0.852

38422

嵌入式雙管格柵燈

220V2*36W

2*18WLED燈管

24.000

79

2

158

40

18

22

8760

55363

24913

30450

0.852

25943

安全照明燈（吸頂燈）

220V 40W

LED吸頂

燈

24.000

87

1

87

40

18

22

8760

30485

13718

16767

0.852

14285

公共區

熒光燈

220V 36W

18W LED燈管

18.945

875

1

875

40

18

22

6914.9

242022

108910

133112

0.852

113412

普通節能燈

220V 20W

8W LED球泡燈

18.945

108

1

108

20

8

12

6914.9

14936

5974

8962

0.852

7635

木瀆站小計

1534

1730

518707

232672

286036

243703

1號線共用站

1號線站點合計

36816

41520

12448978

5584117

6864861

5848862

區間

熒光燈

220V 36W

18W LED燈管

14.833

5148

5148

40

18

22

5414

1114860

501687

613173

0.852

522423

1號線總計

24

13563838

6085804

7478034

6371285

表1：EMC模式收益預估

1.2 EMC模式優點

1）分享節能效益。無需投資風險即可分享節能帶了的經濟效益。

2）改善照明條件。無需投資可使用環保新型LED光源（見表2），符合國家提倡節能的要求，改造后照度充足。

3）節約維修費用。一號線T8日光燈照明用電由于時間長，啟動器，整流器，連接件多，已達使用壽命極限，維修費用逐漸增高，EMC模式下質保期內全部由投資方提供燈具及售后維修。

4）消除安全隱患。T8日光燈工作電流大，啟動電流更大。長時間的工作易導致線路老化，絕緣下降，極易造成安全隱患。LED燈電流小發熱量小，因此更安全。

5）改善工作環境。T8日光燈大量密集的使用，必將造成工作環境溫度升高，額外地增加了空調的費用，LED燈發熱量小，可降低一部分空調電能。

性能指標

普通LED節能燈

T8-36W-熒光燈管

實際功率

18W（含驅動器）

38W（含電感鎮流器）

功率因數

0.95

0.5

光效

100-110lm/w

45-50lm/w

顯色指數

75以上

70以上

啟動時間

瞬間

反復啟動4-5次，啟動時間2S左右，且低電壓，低氣溫時，啟動時間還需延長。

頻閃

燈珠為直流驅動，無頻閃。

工作頻率50Hz，肉眼感覺頻閃嚴重。

眩光

無，柱狀光源，光色柔和

無，柱狀光源

壽命

4萬小時

8千小時

啟動電流

低

低

工作電壓范圍

AC 85-250V

AC 200-240V

表2：LED與熒光燈數據對比

五、節能模式可行性分析

通過收益及優缺點可以看出，針對照明燈具已經運行兩年的一號線，可以采取合同能源管理模式或合同能源管理模式與節電模式都投入的方式來實現照明節電最大化。

但是，對于合同能源管理模式的諸多不足，需要通過實行試點的方式來進行節電效果的評估（南京地鐵由節能公司提前介入有基準數據后再一號線推廣），后期通過市場運作模式進行招標，對節電效果、數據測定、回報周期、后期服務、質量保障方式進行控制，整體運作可行性較高，改造對各系統均無影響。

六、建議及下一步計劃

如采用合同能源管理模式，在要求投資單位完善方案的基礎上有以下建議：

1）建議制定節能管理制度。通過設備區設備房人走關燈制度要求節能降耗。

2）建議先行測定基準值。可以先行選用燈具相對比較均衡的區間照明回路或標準車站進行測定，由節能公司提供能源管理設備，通過監控上下行數據的比較來測算更換LED燈具的實際節能效率。

3）先行試點2個站，統計LED燈具更換后實際效果特別是LED光衰及故障率情況，形成報表數據。考慮到LED燈具存在一定的眩光，建議車站控制室等有人辦公設備區場所照明仍以節能熒光燈光源為主，公共區照明局部可考慮采用LED燈具替換。

4）方案中經濟效益和社會效益量化數據要詳細，要有量化的數據能夠很清晰體現一年的電費節省數值，要有計算的依據和標準。

5）質保期要明確，要有穩定性、安全性方面的承諾，質保期后（5年）如果回收需要多少成本，未來燈具更換成本要有估算，如果繼續EMC模式收益如何分配，如何質保要有說明。

6）方案應提供關于LED照明燈具技術參數（包括燈管和芯片），按照不低于一線品牌的供貨提供詳細技術參數。

參考文獻：

[1]房海明，肖旭華.LED照明設計及工程案例.化學工業出版社.2012

[2]嚴慶洪，范靖.LED照明燈具合同能源管理模式（EMC）實用手冊.中國時代經濟出版社.2013

[3]LED照明設計基礎與技術應用.機械工業出版社.2013

[4]電氣照明節能設計.中國計劃出版社.2007

[5]電氣照明技術 第2版.機械工業出版社.2010