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火车站LED照明案例分析

编辑:zhanghexun 2014-03-10 10:49:02 浏览:6348  来源:中华LED在线

  火车站作为长期服务的基础设施,它是城市的百年基业。空间设计要充分考虑长期的运营变化与影响。还需要考虑建筑与技术,形式与结构,人与自然的协调关系。车站是一个多人聚集的地方,汇集了来至东西南北以及各国的游人,不同的人群在不同的时段到达,所以这里的照明是24小时不间断的,因此,面临着一个资源合理利用及节约的问题,一般的日光灯在光照强度及使用寿命上已经不能满足这个场所的需求。

  随着我国经济建设不断取得巨大的发展,社会对能源的需求也不断增加,因此能源的相对短缺和经济增长的矛盾日益突出。建筑物作为人们工作和生活中不可或缺的组成部分。尤其在当今的信息经济社会中,各种公共建筑具备多种综合功能,因此对能源的消耗也是巨大的。火车站作为大型的公共建筑具备其他公共建筑一般特点,例如:建筑设备自动化、办公自动化、通信现代化等,同时作为交通枢纽也具有其自身的特殊性。这种类型的公共建筑具有大空间、高窗墙比、人员流动量大、照明系统复杂等自身特点。而这些特点都会在一定程度上增加室内的空调采暖负荷,这样就进一步增加了对电能、天然气、水等能源的消耗,对该类型建筑的节能提出了更高的要求,但是也有巨大的节能潜力。因此,这些特殊性引起的能耗增加是我们研究和分析火车站节能的重点。

  一、车站照明系统现状

  铁路作为国民经济的重要基础设施和大众化交通工具,在当前加快建设节约型社会中肩负着重要的责任,面临着艰巨的任务。车站传统照明包括旅客站台、候车厅、售票大厅旅客地道、旅客天桥照明以及车站建筑照明。目前,火车站照明灯具主要以高压钠灯、高压汞灯日光灯为主,辅以白炽灯等其它灯具。这些传统照明灯具既不方便采购和维修,又不节能环保。灯具种类繁多、功率较大、能耗高、光效低、显色指数差,寿命也相对来说较短,寿命基本都低于10000 h,有的甚至低于5000 h。

  同时,目前在用灯具的工作电压基本都来源于电交流220 V,由于火车站内部照明配电的比较特殊,配电电压普遍偏高,致使灯具容易损坏,使用周期大大缩短。以下是目前在用照明灯具所存在的问题。

  (1)荧光灯。显色性偏低,由于功率因素偏低,所以耗能较大。

  (2)金属卤化物灯。发光效率高、显色性能好且寿命长,但是点燃时间长,不易应用于应急照明光源。

  (3)高压钠灯。发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强和不诱虫等优点,但是钠灯的照明持续性存在缺陷。

  随着人们思想意识、生活方式的不断改变,灯具、光源、材料、风格与设计方式都发生了很大的变化。作为耗电大、用时长的大型基础设施,为尽可能提升服务质量,保证火车站整体照明更好的感观效果,运用LED光源作为传统照明的替代方案,不仅能提升车站整体照明质量,满足车站的正常运营,而且能充分体现传统文化气息,增加空间的变化,给旅客一种更好的感观效果。

  二、LED照明的光环境与优势

  当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下,节约能源是我们未来面临的重要的问题,在照明领域,LED发光产品的应用正吸引着世人的目光,LED作为一种新型的绿色光源产品,必然是未来发展的趋势,二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。

  LED发光管是一种可将电能转化成光能的半导体发光器件。自从1968年全球第一个商用LED诞生之日起,该产品的性能及应用得到了飞速的发展。进入90年代以来,LED的发光效率有了质的飞跃。LED照明器具由LED光源、电器附件和器具组成,它采用半导体发光的器件为光源,具有体积小、寿命长、能耗低、瞬时启动、颜色丰富等特点,是一种环保节能的冷光源。

  近年来,美国、日本及欧洲等发达国家及政府组织在LED发光方面投入大量的人力、物力组织开发和研究,使LED光源技术水平有了大幅度的提高,使LED光源用于普通照明成为可能。为了提高LED光源的实用性及在照明工程中提供照明效果的可视性和观赏性,LED已越来越多地应用到建筑照明、城市景观照明、室内照明以及信号标识照明等,其优异的节能特点和极长的使用寿命,受到人们的青睐。

  随着科技的进步和节能管理的加强,许多设备都采用节能控制模式。目前LED灯具能更大限度的适应火车站场所的需求,光照亮度强,使用寿命长,比普通灯具节电约50%~70%,还能进行智能化控制,这不仅能创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境,而且能充分体现现代文明的照明元素。

  三、车站照明设计优化

  灯光照明的效果与照明载体是不可分割的,照明只能反映建筑的固有风格,突出其特点,烘托气氛,提高品位的观赏,在考虑到LED光源的光通、色温、显色性选择,兼顾整体亮化效果一致,尤其重要的一点是LED光源白光色的色温一致性就很难。

  一般来说无论是大、中、小型火车站,都会分为中央大厅、候车大厅、售票厅和进、出站厅、及洗手间和站台雨棚等空间。而候车厅可以说是火车站照明系统中最重要的一环,因为在火车站中各个空间当中,旅客停留在候车厅的时间是最长的。候车厅的环境真接影响着旅客对火车站最直观的感受。

  在非大型车站的设计中,候车大厅往往会和中央大厅重合,所以我们在设计候车大厅时,除了要考虑照明的美观性与舒适性以外,还要考虑旅客的流动性与照明的安全性。

  除此之外,在火车站的正常运行使用当中,客流量因应季节与时间变化,自然光的影响也随着日照的时间变化。并且随着设计理念的开放与更新,越来越多的一个趋势是自然光的运用,在火车站的各空间设计当中,候车厅引入自然光来照明的情况越来越多,而且偏向于大面积的透光照明,所以在设计中,我们必须要考虑到自然光的运用。

  建筑设计的大体量的采光天井、大面积的玻璃幕墙结构,增加了充分的自然采光,是节能环节的重要改进,也因而让人们与自然不再被生硬地分开。透过玻璃人们能更舒服自然地感知外界,无论阳光云雨,日升日落。因此,室内照明不应是刻板僵化的,它应能遵循外界的变化并做出合理的反应。每天二十四小时,每年三百六十五天,利用照明的回路设置,将不同区域的照明进行简单的分区管理,充分利用自然所赋予我们的宝贵资源。

  正因为如此, 在正常使用当中,考虑自然光和客流量,会出现很多种情况。例如夜间使用,则灯具应当全部打开(除了卤钨应急灯);白天天晴时使用,可以只开三分之一或四分之一;白天阴天或黄昏时使用,可以开一半的灯具;客流量少时,也可以只开一半的灯具;最后,还要考虑到停电时的应急情况。

  在照明分组上,我们可以参考铁道部的标准,50%的照明可不进一步细分控制单元,另外50%的照明灯具在条件许可时尽可能细分为10%、20%、30%等几档控制单元。

  某些大型候车厅可能会采用复式结构。大厅前方打通,而后方则分为两层。这种情况下,灯具的距照射面的距离就不一样了。前方可能有20多米,而后方大约就只有10米。如果天花上还采用同一种功率的灯具照明的话,那样一二层照度就不能同时兼顾。配合节能我们可以在大厅前方的高空间使用高功率的灯具;后方则选用小功率的灯具来混合照明。使照明的利用更加高效。

  在火车站建设“绿色照明控制系统”是改善电力负荷紧张节约车站运行成本、节约社会资源的有效途径。车站绿色照明设计要根据《铁路旅客车站建筑设计规范》GB50226-95和《建筑照明设计标准》的规定,灯具布置和节能计算按有关标准执行。灯具选择光源的主要指标有光效(lm/W)、显色指数(Ra)和平均寿命(h)等。大型、特大型站房总的特点是占地面积大、净空高照明时间长,应选择光效高、寿命长、显色性较好的光源。下表列出了几种常见灯具的技术特性。

火车站照度标准

类别

照度标准值/lx

出入口门厅

150

站内楼梯、自动扶梯

150

售票室、自动售票机

300

检票处、自动检票口

300

候车室

200

站台、天桥照明

150

办公室

300

会议室

300

卫生间

150

电力、机电、配电控制室

300

变电、机电设备用房

200

  四、照明设计融合智能控制单元

  随着行业的继续发展,技术的飞跃突破,应用的大力推广,LED的光效也在不断提高,价格不断走低。新的组合式管芯的出现,也让单个LED管(模块)的功率不断提高。通过同业的不断努力研发,新型光学设计的突破,新灯种的开发,产品单一的局面也有望在进一步扭转。

  智能照明控制系统是自动化技术在照明控制领域的应用和推广,它不仅是实现照明艺术性和舒适性的有效手段,而且迎合绿色照明的发展方向,是节约能源、缓解未来能源危机的有效措施,其发展前景非常广阔。

  控制软件的改进,也使得LED照明使用更加便利。目前,LED照明广泛应用于照明、背光显示、指示、装饰等应用。火车站这个庞大的市场体现出了LED发光二极管在照明应用的前景广阔。

  虽然该建筑大量采用节能灯具,但是力度不够大,照明系统的设计和控制方式不合理。因此,我们应该改细管荧光灯为节能性的新型光源,采用智能照明调控系统,提高系统的管理水平和利用率,优化电力质量,节约照明用电,实现最佳照明。

  照明设施是车站保障旅客安全乘降、顺利完成各种作业所必需的设施。车站的客运车间担负着组织旅客乘降的重任,是车站照明的用电大户。目前,车站候车厅照明灯控制是人工手动控制,灯具分组不合理,无法实现按需布光照明不符合绿色照明要求,造成了电能的大量消耗,加大了车站的成本支出。

  针对这一实际,实施绿色照明控制系统节能技术改造。各站运用计算机信息网络控制技术,合理开闭照明灯,减少照明灯的开启数量,实现车站照明的智能化管理。实施绿色照明控制系统进行节能改造,让LED照明灯具与智能控制系统的结合,可以在确保正常照明的情况下,可以节约70%以上的能耗。

   此外,照明设计针对车站的规模尺度,设定理性的标准,使用高效节能的光源及设备,利用严格的布光技术及精确的计算,将空间照明设备减少到最低,降低了大量的前期投入成本及能源消耗。与此同时,结合天津火车站的功能和建筑物设计元素,用灯光突出建筑的宏伟气势和现代感,在候车大厅、通道上等公共区域,营造宽敞明亮、舒适安全的照明环 境,突显空间的立体效果和延伸感。

  五、总结

  我们期待着LED在照明领域越来越被重视,越来越多的LED进入照明领域。如本文所述,在建筑、室内、景观照明设计与应用方面,LED光源有着更为独特的优势,可以深信,LED照明将沿着多学科交叉融合的道路,朝着景观艺术化、科技智能化的方面高速发展,LED将为各行业孕育着无限商机,而人们正用科技与智慧妆点着城市的夜空,为城市美化照明开辟崭新的思路,让人们生活更美好,让城市灯光更温馨。

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