地鐵車站照明系統(tǒng)能耗分析及節(jié)能對策

蒲禮斌

摘 要：地鐵車站照明是在牽引用電和環(huán)控用電后的第三大用電系統(tǒng)。基于地鐵車站照明系統(tǒng)運行能耗高問題，秉持節(jié)能降耗基本原則，確定下一階段優(yōu)化管理的方向。地鐵車站照明系統(tǒng)需要長時間運行，會產(chǎn)生非常大的能耗，在對其進行節(jié)能設(shè)計時，需要結(jié)合實際特點，選擇適用性最強的照明產(chǎn)品，確保在不影響車站照明效果的基礎(chǔ)上，減少電力能耗。基于此，本文主要對地鐵車站照明系統(tǒng)能耗及節(jié)能對策進行分析探討。

關(guān)鍵詞：地鐵車站 照明系統(tǒng) 能耗分析 節(jié)能對策

1、前言

我國城市進程發(fā)展迅速，城市軌道交通建設(shè)遍地開花。地鐵順應(yīng)時代產(chǎn)生，既是拉動內(nèi)需的重要建設(shè)手段，又是方便市民出行的重要公共交通工具。但是我們不得不看到，地鐵的快速發(fā)展也帶來了巨大能源消耗，地鐵運營中，每年用電量持續(xù)攀升，這和車輛牽引用電及地鐵機電、通號設(shè)備的集中使用不無關(guān)聯(lián)，但除了這些剛性需求外，照明用電這類需要兼顧功能性和舒適性的負(fù)載，在設(shè)計過程中是否可以通過規(guī)范甚至優(yōu)化設(shè)計來節(jié)能減排，達到綠色環(huán)保的目的呢？筆者將根據(jù)多年設(shè)計經(jīng)驗進行分析。

2、地鐵車站照明系統(tǒng)能耗分析

2.1系統(tǒng)照度。以廣州地鐵某地下車站的照明系統(tǒng)為對象，對其進行照度測量。在站臺、站廳、樓梯以及自動扶梯上設(shè)置測試點，最終結(jié)果為站臺平均照度為255.2lx，相比標(biāo)準(zhǔn)照度200lx高;樓梯部位平均照度為175lx，以及自動扶梯平均照度為152lx，均滿足GBT16275-2008《城市軌道交通照明》（以下簡稱GB16275）中的要求[3]。另外，對車站現(xiàn)場照明系統(tǒng)進行全面檢測后發(fā)現(xiàn)，在站臺側(cè)沿著屏蔽門所設(shè)置的長條燈帶照明對站臺整體照度值的超標(biāo)的影響比較大，在關(guān)閉屏蔽門燈帶后，站臺的平均照度依然能滿足GB16275要求。由此可見，設(shè)計以滿足照度要求，兼顧節(jié)能需求，預(yù)留了適量的余量。

2.2廣告照明。傳統(tǒng)廣告燈箱采用日光燈管作為背光，一個燈箱內(nèi)設(shè)置了15-20盞40W的日光燈管，總功率達到600-800W。對地鐵車站廣告照明部分進行統(tǒng)計分析，可以發(fā)現(xiàn)其占到三級負(fù)荷的60%左右，在整個車站照明系統(tǒng)內(nèi)占據(jù)較大能耗比例?，F(xiàn)在很多地鐵車站在設(shè)計時，逐漸認(rèn)識到此類問題，并采取了相應(yīng)措施調(diào)整，如使用大屏顯示器替代傳統(tǒng)廣告燈箱，節(jié)能效果顯著。另外，廣告燈箱設(shè)計與車站照明設(shè)計為相互獨立的狀態(tài)，車站照明系統(tǒng)設(shè)計時僅為廣告燈箱預(yù)留位置以及電氣控制，導(dǎo)致廣告燈箱照明功能無法得到利用。

2.3運營管理。對地鐵車站照明系統(tǒng)運行情況進行綜合調(diào)研，在設(shè)計上根據(jù)運營時間對車站照明系統(tǒng)設(shè)置了正常照明和值班照明兩種模式。正常照明是指地鐵運營時段應(yīng)開啟的照明燈具的模式，值班照明指非運營時間為車站內(nèi)值班人員正常工作所設(shè)置的照明。BAS系統(tǒng)為照明設(shè)置了不同模式的固定時間自動切換，但是很多情況下系統(tǒng)關(guān)閉后，由于站內(nèi)仍需要進行各類作業(yè)和施工，仍會被人為打開，而造成照明模式未能自動按模式表運行。另外，既有地鐵車站設(shè)計時，相關(guān)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)沒有細(xì)化，對各類照明系統(tǒng)的用電量無法進行分時段分回路進行統(tǒng)計和分析。最后，對于地鐵區(qū)間照明，主要用作區(qū)間應(yīng)急疏散，兼做區(qū)間工作照明。目前普遍按照每10米一盞燈具的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，并且全部為應(yīng)急照明系統(tǒng)，通過EPS系統(tǒng)供電。國內(nèi)地鐵普遍設(shè)置為常亮，但在運營結(jié)束后且區(qū)間內(nèi)沒有作業(yè)的情況下，該部分照明是浪費的。但實際上因此車站照明系統(tǒng)運行管理仍存在優(yōu)化的空間。

3、地鐵照明系統(tǒng)的節(jié)能對策

3.1制定合理的照度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。合理的照度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是實行節(jié)能對策的基礎(chǔ)，但現(xiàn)行的照度標(biāo)準(zhǔn)多為給出大區(qū)域的平均照度，一般為站廳高于或等于站臺、樓扶梯等處。但經(jīng)資料分析可得地鐵車站擁擠程度由高到底的排序是：扶梯和樓梯、地鐵站臺、站廳。同時站廳只是人們行走的區(qū)域，不會有太多的停留，而站臺是人們進站等待的地方，停留時間較長?？紤]到多數(shù)乘客屬于上班族，會在等車期間閱讀書、報、手機等，秉承以人為本的原則，此處平均照度應(yīng)該達到閱讀照度標(biāo)準(zhǔn)，同時，樓梯和扶梯屬于梯形建筑物，在人流量較多的情況下照明系統(tǒng)應(yīng)側(cè)重考慮局部加強，配合標(biāo)識牌保障人們的出行安全。綜上，在站臺、樓扶梯等位置的照度應(yīng)安全合理，而站廳則可以適當(dāng)降低照度。

3.2改善燈具布局、采用節(jié)能燈具。地鐵作為城市重要的交通運輸方式，承載著人們出行的重要使命，長期客流量巨大，有很強的流動性，據(jù)有關(guān)資料顯示，不考慮發(fā)車間距較長的情況下，人們在地鐵車站的消耗時間不超過5分鐘，下車時間更短，不超過3分鐘。因此在地鐵車門處和站臺的兩端要著重布置燈具很有必要，而站臺中間不需要大肆布置用于美化的效果照明。因此建議取消屏蔽門上方的通長照明，只在車門開啟的位置設(shè)置照明，同時在乘客休息座椅區(qū)的上方可以添加色溫合理的局部照明裝置，節(jié)約社會資源的同時增強人性化設(shè)計，一舉多得。

3.3廣告燈箱的新設(shè)計和輔助照明的應(yīng)用。地鐵是廣告宣傳的重要地點，地鐵很多廣告燈箱都設(shè)計在站臺對面線路側(cè)，由于全高安全門的普遍采用，這部分廣告存在一定程度的被遮擋現(xiàn)象，這時有的廣告設(shè)計為了吸引客戶，盲目的增加亮度和色彩度來確保達到宣傳目的，但無形中浪費了能源，因此根據(jù)目前的現(xiàn)狀，廣告燈箱的合理位置可以考慮設(shè)置在地鐵站臺通長方向安全門的上方，或利用站臺三角間等位置設(shè)計，這樣既起到廣告宣傳的目的，還可以兼做站臺照明補光，節(jié)省了照明燈具的數(shù)量，綠色環(huán)保。

3.4區(qū)間隧道、高架橋照明。目前地鐵隧道區(qū)間照明為每隔6m設(shè)一盞燈，其目的是便于維修人員維修設(shè)備。在日常運營中，地鐵車輛配有遠(yuǎn)、近照燈，有效距離為200m以上，司機可以根據(jù)車載照燈觀察前方線路和頂部的電網(wǎng)狀態(tài)。有關(guān)的地鐵運營管理規(guī)定“當(dāng)車輛前照燈故障后，司機即清客下線”，運轉(zhuǎn)調(diào)度不會依據(jù)隧道區(qū)間照明情況而決定是否保持車輛運營。但考慮到隧道中若沒有任何燈光，會對地鐵司機造成一定的心里壓力，所以建議日常運營時采取大區(qū)間照明（采取每30～40m開一盞節(jié)能燈照明），關(guān)閉區(qū)間其他照明。線路和架網(wǎng)檢修時可分區(qū)段開全照明。

地鐵高架線路上的示寬照明燈與司機基本處于同一個水平面，對司機有眩目的副作用，影響嘹望和開車，建議運行期間關(guān)閉示寬照明。此外，高架線路無論在市區(qū)還是郊區(qū)，都可以借助市政工程的照明進行輔助照明。

4、結(jié)語

一個地鐵車站的照明系統(tǒng)能耗已達400kW，這是一個易被忽視的能耗大戶。在實際測試中發(fā)現(xiàn)，站臺照明設(shè)計過于考慮寬敞明亮而忽視了節(jié)能。應(yīng)制定一部節(jié)能的《地鐵照度標(biāo)準(zhǔn)》，并在工程實施中嚴(yán)格執(zhí)行。燈具總體布局應(yīng)偏向乘客擁擠區(qū)域，如樓梯、扶梯和進出地鐵車門等區(qū)域;要科學(xué)有效地利用廣告照明系統(tǒng)作為車站的輔助照明;同時還要制定相應(yīng)的節(jié)能規(guī)章制度和獎勵制度，以提升職工的節(jié)能意識和積極性。

參考文獻

[1] 游澤銀，蘇忠.地鐵動力照明系統(tǒng)負(fù)荷對運營成本的影響[J].都市快軌交通，2006，1（19）：52.

[2] 劉敏.地鐵變配電系統(tǒng)的工程設(shè)計研究[D].長沙：湖南大學(xué)，2006.