LED绿色照明技术在轨道交通车站中的设计和应用.pdf

1 LEDLEDLEDLED 绿色照明技术在轨道交通车站中的绿色照明技术在轨道交通车站中的设计和设计和应用应用 安秋颖 大连金马快轨运营分公司 116028 摘要 摘要 随着我国交通事业的迅速发展 LED 绿色照明技术在轨道交通系统中 应用也越来越普遍 本文介绍了 LED 绿色照明内涵 工作原理及优点和在当今 城市轨道交通车站设计中的重要性 结合运营中的城市轨道交通应用实例 对轨 道交通车站内部的绿色照明设计进行了详尽分析和介绍 并概述了车站 LED 绿 色照明系统及照明自动控制系统的设计思路及其必要性 关键词 绿色照明 轨道交通 应用 关键词 绿色照明 轨道交通 应用 中图分类号 C913 32文献标识码 A文章编号 引言引言 LED 绿色照明起源于 20 世纪 90 年代 它是指通过科学的照明设计 采用 高效的节电照明产品 运用合理的照明控制方法 包括使用适当的电光源 灯用 电器附件 灯具 配线器材以及调光控制设备和控光器件 达到节能节电 保护 照明环境和提高照明质量的目的 完整的绿色照明含义包括高效节能 环保 安 全 舒适这四项指标 高效节能是指以较少的电能获取足够的照明 从而减少污 染物排放 同时达到环保的目的 安全 舒适是指光照不产生紫外线 眩光等有 害光照 从而得到清晰 柔和的感官触觉 1 1 1 1 LEDLEDLEDLED 绿色照明的内涵绿色照明的内涵 1 通过照明节电减少发电量 既降低燃煤量 又减少有害气体的排放 2 绿色照明要求的照明节能 不完全是传统意义上的节能 而是在确保照明 标准 满足照明质量和视觉环境更高要求的前提下 充分运用现代化科技手段来 提高照明工程设计水平和确定照明工程设计方案 3 高效光源是照明节能的首要因素 高效光源各有其特点和优点 需要针对 不同照明场所合理选择光源 4 优质 高效的照明器材 合理地确定照度和照明方式是照明节能的重要物 质基础 2 2 2 2 LEDLEDLEDLED 绿色照明的原理及特点绿色照明的原理及特点 2 1 LED 照明技术 2 LED 是利用固体半导体芯片作为发光材料 在半导体中通过载流子发生复 合放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光 对于一般照明而言 人们更需要 白色的光源 目前实现白光 LED 的技术途径有三种 一是把红 绿 蓝三基色 芯片封装在一起或三基色 LED 管混合发出白光 简称 MCLED 二是利用荧光 粉转换发出白光 称为 PCLED 包括蓝光 LED 芯片加 YAG 黄色荧光粉 紫外 LED 芯片加 RGB 荧光粉 三是 MOCVA 直接生长多有源区的白光技术 相比之 下 MC LED 的综合性能好 但是绿光转换效率低 成本高 蓝光 LED 生成白光 技术比较成熟 已经开始应用于照明行业 2 2 LED 光源的特点 1 节能 环保 LED 为全固态发光体 耐震动 抗冲击 无热辐射 是冷光源 在同样照 明亮度下 其耗电量仅为白炽灯的 1 8 荧光灯管的 1 2 现在广泛使用的荧 光灯 汞灯含对人体健康有害的汞 灯具废弃后会对环境产生污染 而 LED 则 没有这些问题 是一种无污染的光源 2 寿命长 响应快 白炽灯寿命为一千小时 荧光灯寿命为一万小时 LED 寿命长达十万小时 可见 LED 寿命长得多 使用 LED 作为光源 可以降低灯具的维护费用 避免经 常换灯之苦 LED 发光的响应快 它的响应时间为纳秒级 而荧光灯为 0 1ms 白炽灯一般为毫秒级 3 发光效率高 白炽灯光效约 24 lm W 荧光灯 80 lm W 钠灯 120 lm W 大部分的耗电变 成热量损耗 LED 光效为 100 lm W 按现在 LED 技术发展的速度预测 到 2015 年 白光 LED 的光效将达到 150 200 lm W 远远超过所有其它照明光源的光 效 而且光的单色性好 光谱窄 无需过滤可直接发出有色可见光 3 3 3 3 LEDLEDLEDLED 绿色照明设计的内容绿色照明设计的内容 3 1 科学选用电光源 科学选用电光源是照明节能的首要问题 荧光灯是预热式热阴极低压汞弧光 放电灯 与普通白炽灯泡相比 具有发光效率高 寿命长 色表和显色性均好的 优点 适用于地下车站站台 站厅公共区 设备房以及办公房内照明 尤其是近 3 年发展起来的紧凑型稀土荧光灯管在工业和民用中使用更广泛 金属卤化物灯是 高压汞 金属卤化物蒸汽放电灯泡 具有发光效率高 光色好 体积小等优点 广泛适用于高净空场合安装 LED 发光二极管 技术的发展开辟了照明技术革命 的新时代 由于 LED 具有体积小 寿命长 电光效率高 环保节能等诸多优点 使得 LED 路灯照明技术得到了迅速发展 3 2 照明灯具的合理选择 灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量 满足环境和作业的配光要 求 并且不产生眩光和严重的光幕反射 选择灯具时 除考虑环境光分布和限制 炫目的要求外 还应考虑灯具的效率 应选择效率不低于 75 的高光效灯具 3 3 科学设计照度 选择合适的照度是照明设计的重要问题 照度太低会影响照明场所正常运 营 降低乘客通行的舒适感 不合理的高照度则会浪费电能 应采用照明功率密 度和照度相结合的设计方式 充分利用室内受光面的反射性 也能有效地提高光 的利用率 同样能起到节电的作用 在装饰设计过程中 需在适当的部位结合照 明设计的要求采用反射率比较高的材料 4 4 4 4 照明要求及计算方法 照明要求及计算方法 利用系数法同时考虑了直射光及反射光两部分所产生的照度 计算结果比较 精确 但必须取得灯具的利用系数 适用于均匀一般照明的水平面平均照度计算 特别适用于周围反射光很强的场所 在做照度计算时 假设已知利用系数 CU 则可以利用经验公式进行快速计算 求出我们想要的室内工作面的平均照度值 我们通常把这种计算方法称为利用系数法求平均照度 也叫做流明系数法 照度 勒克斯 lx 光通量 流明 lm 面积 平方米 m2 即平均 l 勒克斯 Ix 的照度是 1 流 明 1m 的光通量照射在 1 平方米 m2 面积上的亮度 5 5 5 5 轨道交通车站照明设计及应用 轨道交通车站照明设计及应用 5 1 照明配电系统构成 轨道交通车站照明分为正常照明 包括公共区正常照明 附属房间照明等 应急照明 包括备用照明和疏散照明 安全照明 包括变电所电缆夹层照明 站台 板下照明及扶梯下检修通道照明 广告照明 标志照明 效果照明及地徽照明 等 其中车站公共区主要设置正常照明 节电照明 应急照明 广告照明 车站 4 设备房主要设置正常照明 疏散照明 特别重要的场所设置备用照明 扶梯下检 修通道 电梯基坑 站台板下 电缆夹层设置 36V 安全照明 轨道交通车站照 明负荷容量大 供电时间长 对于地下车站 照明的安全可靠性要求尤其高 因 此 发展绿色照明 优化照明配电设计 不仅能为轨道交通建设降低投资 而且 能在轨道交通运营以后 节约照明系统每年的电费和维修费 方便轨道交通运营 管理 5 2 照明配电方式 轨道交通车站照明配电方式一般为在车站的站台层和站厅层两端各设置一 间照明配电室 内设照明配电箱 就近向本层的照明设备供电 照明配电室的供 电范围以车站中心线为界 照明设备采用放射式和树干式相结合的供电方式 以 放射式为主 车站公共区的正常照明电源引自变电所的两段低压母线 车站公共区照明 每端公共区照明一分为二 各负责公共区照明的一半 并 按照总量的 1 10 设置疏散照明 疏散照明按常明灯设计 兼作夜间列车停运后 的值班照明 站厅 站台和出入口等处的公共区照明与设备管理用房等场所的照 明在配电上独立设计 变电所照明 变电所设置单独照明配电系统 正常照明电源引自变电所交直 流屏 应急照明引自临近的 EPS 电源柜 应急照明 由 EPS 供电 EPS 两路电源取自本站降压变电所的两段 400V 母 线 两路电源互为备用 正常工况 应急照明由变电所低压母线供电 当两路电 源全部失电时 自动切换到蓄电池逆变的交流 220 380V 电源 安全照明 变电所电缆夹层 站台板下 扶梯下检修通道 电缆井道 高度 低于 1 8m 的风道 进人电缆通道等处所 设置安全电压工作照明 配电电压采 用交流 36V 安全照明配电箱位于照明配电室内 广告照明 站厅 站台及车站出入口处设置广告照明 电源引自低压开关柜 室的低压母线 配电箱位于照明配电室内 在变电所设置单独的计量和控制 5 3 照明光源选择 综合各种光源的特点 性价比以及轨道交通车站照明的特点 大连轨道交通 续建线工程车站内公共区照明与装修相结合 采用国产化节能灯具和光源 同时 选择电子镇流器 采用高效节能光源和高效灯具 以节能型荧光灯为主 高净空 5 场所采用金属卤化物灯 旅客向导系统 疏散指示标志灯采用 LED 光源 灯具 自带无功功率补偿装置 补偿后的功率因数 荧光灯为 0 95 高光强气体放电灯 为 0 9 灯具均选用带有接地端子的 I 类灯具 大面积照明灯具宜采用单灯熔断 器保护 车站站厅 站台照明灯具主要选用反光型灯具 设备室选用直光型敞开 式或带有格栅的灯具 5 4 照明自动控制系统功能需求 轨道交通车站公共区照明 车站广告照明 区间照明及出入口照明等设两级 控制 分别由车站综合控制室控制和照明配电室控制 应急照明可以 24 小时连 续工作 公共区的应急照明常亮 不设控制 BAS 对车站应急照明电源系统的 运行状况进行监控 设备 管理等附属用房的正常照明设置就地控制 应急照明 设置双控开关控制 在火灾事故时 由 FAS 系统强制接通应急照明 所有插座 配电回路带 30mA 漏电保护 照明在低压柜设总计量 广告照明单独设置计量 结束语结束语 节约能源 保护环境 有益于提高人们生活 工作 学习的效率以及生活质 量 保护身心健康 适应和服务于我国社会进步和现代化进程 车站实施绿色照 明工程 旨在替代传统的低效照明电光源 节约照明用电 建立优质高效 经济 舒适 安全可靠 保护旅客及工作人员身心健康的照明环境 以满足经济效益增 长和减少环境污染的需要 参考文献参考文献 l GB50034 2004 建筑照明设计标准 S 2 GB50157 2003 地铁设计规范 S 3 郭兆琪 地铁车站照明浅谈 J 铁道标准设计 2000 1 4 王依琳 饶晓明 轨道交通车站照明设计探讨 J 地下工程与隧道 2006 4 5 赵中 余敏