哈尔滨地铁集团有限公司 黑龙江哈尔滨 150000
摘要：近年来全国各地大力开展地铁建设，地铁逐渐成为各大城市主要公共交通，根据规划，预计到2020年全国轨道交通线路将达到6000公里。届时，我国将成为地铁运行里程数世界第一的国家。节约资源是我国的基本国策，国家实施节约与开发并举、把节约放在首位的能源发展战略。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。
关键词：地铁；车站照明；节能降耗；系统设计
1我国地铁的能耗概况
1.1地铁系统的能耗特点
随着城市化进程的加快，地铁建设也飞速的发展，但是地铁工程投资巨大，根据国家相关资料统计：到2020年我国的地铁总里程将达6100公里，2010至2015年地铁建设投资额高达11568亿元，地铁建设如此之快，地铁能耗的问题也日益凸显出来。地铁主要以电为能源，但是地铁的耗电量极高，像北京、上海、深圳这些一线城市，地铁的耗电量占运营成本的30%以上，每年的耗电量在1亿KWh左右，电费成本巨大。
1.2地铁照明系统的能耗分布
在地铁车站及区间均设有独立的照明系统为乘客和运维人员提供方便舒适的光源，对照明的控制不合理，会带来严重的资源浪费。我国相关的政策法规及文件明确规定，地铁照明体统占地铁车站平均设备负荷的14.2%～16.1%，但是实际的运行结果是有的地铁车站高达20%～30%，在一线城市尤为明显，并且有赠无减，在照明功率密度持续规范的今天看来，这部分用电量的设计或预留是否合理，值得我们深思。
2车站照明设计的影响因素
2.1照度
在一般情况下，灯具长期使用后亮度往往会相对降低，尤其在使用六个月或一年后，灯具的亮度会大幅度减弱。并且，当饰面材料的反光程度削减后，照度也会对应降低。根据相关要求，地铁站台大部分区域的灯光照度需要保持在150～200lx的范围内，而人们的等候区域照度则要求为200～250lx，在部分通过性区域，设计人员可以适当减弱亮度，促使乘客加快步伐，尽快达到等候区，提升人流速度，而在楼梯口等危险区域，其亮度可以升到至250lx。在灯具的选择上，宜采用节能、高效、LED“绿色”光源。
2.2光效、均匀度与炫光
饰面效果对地铁光环境的影响也相对较大，例如在楼梯口等重点区域，设计人员可以通过装饰壁面，有效提升空间亮度，并且在大部分区域均匀光照的前提下，起到良好的导向作用。由于地铁往往属于多层区域，因此，光面材料的应用对于亮度的调节来说也起着非常重要的作用。
2.3显色性
良好的显色性能够营造轻松、舒适的工作氛围，在一般情况下，售票区、站台等工作区域的灯具显色性都应该大于80，不然会让人在长期的工作状态下心情压抑。
2.4电磁兼容性
对于地铁站的灯具，其需要具备较强的电磁兼容性，由于地铁站工作的特殊性，这要求应该加强对灯具电磁辐射的控制，其谐波总量需要控制在10%的合理范围内，从而进一步确保地铁以及相关通讯设备的正常作业，为地铁的安全运行提供可靠的保障。
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3地铁车站照明系统节能方法
3.1制定节能管理方案
基于地铁车站照明系统实际运行特点，以降低系统运行能耗为目的，制定科学可行的管理制度，加强运营结束后照明系统管理，避免电能的浪费。一方面对所有地铁车站均制定相应的管理制度，设置独立电表，安排专门的人员进行照明系统用电管理，将节能效果与其工作考核挂钩，以此来提高其参与的积极性，严格按照指定的规范与制度进行管理，必定可以达到显著的节能效果。另一方面加强车站运营结束后的照明管理，当车站内有施工作业时，要求作业人员在结束后通知车站，由车站及时安排将相应区域照明转换为自动模式。
3.2制定合理照度标准
为将节能降耗措施落实到地铁车站照明系统中，在设计的时候应结合实际情况制定合理的照度设计标准，在保证照明效应的同时，减少电能损耗。例如GB16275第5.3条明确：“城市轨道交通运营各场所正常照明的照度标准值应符合表4的规定。根据建筑等级、使用情况、所处地区等因素，车站站台、站厅、通道等公共场所照度可提高或降低一个照明等级”。因此，设计时可根据客流来划分车站等级，针对站台、站厅和通道等公共场所制定不同等级车站的照明等级。从而在满足照明标准的同时也可兼顾到节能的目标。
3.3照明灯具择优应用
目前LED灯具技术已经发展成熟，照度、色温、使用寿命等各项参数与传统日光灯相等的情况下，功率仅为传统日光灯的30%，因此选择LED灯具代替日光灯可为车站照明系统节约30%左右的用电量。同时由于LED灯具的功率小，运行电流小，可以相应减小配电电缆截面，减少线路损耗。
3.4区间隧道、高架桥的照明设计
地下隧道区间一般每隔10m设置LED灯，正常照明和应急照明交叉布置。在地铁运行出现阻塞、火灾等事故时，开启全部灯具，以保障乘客安全。高架区间每隔30～40m，安装LED灯在接触网立柱上，在线路两侧交错布置。在地铁列车都有配置远近照明灯，乘务人员可以通过观察车载灯了解路线的实际情况，由于远近照明灯可观察到200m远的路线状态，因此，若产生安全问题，乘务人员可以在第一时间停运地铁，并有序引导人们离开，进一步确保其人身安全。同时，乘务人员还需要及时呼叫维修人员。然而在地铁运行过程中，若隧道中的照明灯全部开启，反而会产生炫光，干扰驾驶人员的视线，所以，在地铁运行过程中，区间隧道开启一半灯具，高架区间可使用大区间照明开闭控制，一般在30～40左右可设置一盏照明灯，这在一定程度上节约了能源。在区间检修、维护时，根据车站区间的划分，分段打开区间照明。
3.5设计节能
在设计方面建议针对区间照明设置不同的照明模式，以便可根据实际需求进行调整。按一条20公里的地下线路，每10米设置一盏30W灯具计算，双线共需设置4000盏灯，全线区间照明灯具总功率共计120kW。设置区间非运营时间且没有作业的关停照明的模式，在全线每日50%的区间满足该情况下，非运营时间按5小时计算，关停该部分区间照明，每日可节省300kWh，假如每个车站平均照明负荷为404kW，每天节省4h用电，则车站每年便可节约大约109500kWh，按照电价0.7元/kWh计算，则每年可节约电费达到7.6万元。另一方面，对于设备区内的设备房及风室和风道，建议增加人来灯开人走灯关的功能。由于设备巡检和检修的时间相对较少，预计增加这项功能设备区照明的总用电量将降低95%以上。
4结束语
总之，照明系统是地下车站的关键重要系统，在地铁系统中设置的总量大，用电量多。如何在满足安全和功能的前提下对照明系统的运行进行节能具有重要的研究意义。本文对照明系统的能耗情况和可进行采取的管理措施和技术手段进行了分析，以期能为后续地铁车站照明节能设计、节能解决方案以及运营节能管理提供思路。随着技术的发展，今后肯定会有更多的照明节能的解决方案出现。
参考文献:
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[3]温志伟，周继波，等.GBT16275-2008.城市轨道交通照明[S].中国标准出版社，2018.
论文作者:孙大明
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/16
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