淺談影響城市地鐵站照明能耗的照明標(biāo)準(zhǔn)

莊金迅 劉原

(1.遼寧科技大學(xué)建筑與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，鞍山 114051;2.沈陽建筑大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，沈陽 110168)

1 引言

城市地下鐵道站的照明系統(tǒng)工作時間長，電能消耗大，因此，其照明標(biāo)準(zhǔn)是否合適，關(guān)系到能否給廣大乘客提供一個舒適、健康的車站光環(huán)境，同時很大程度上決定著地鐵照明系統(tǒng)的能耗。

地鐵系統(tǒng)是耗電量巨大、運(yùn)行成本較高的行業(yè)，在保證光環(huán)境質(zhì)量的前提下，如何降低能耗、節(jié)約成本是地鐵管理者最為關(guān)注的難點(diǎn)之一。加上地鐵開通后一般運(yùn)行都在幾十至上百年之間，所以，地鐵系統(tǒng)的節(jié)能，哪怕是一個相當(dāng)細(xì)小的節(jié)能降耗措施都顯得相當(dāng)重要［2］。地鐵車站的照明系統(tǒng)負(fù)荷容量大，供電時間長，在地鐵系統(tǒng)中照明的用電量僅次于通風(fēng)空調(diào)、自動扶梯的用電量［3］。因此，地鐵車站照明系統(tǒng)的節(jié)能意義重大。本文主要從地鐵車站的照明節(jié)能角度，探討地下鐵道照明標(biāo)準(zhǔn)中對照明能耗有著重要影響的數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)。

2 地下鐵道照明標(biāo)準(zhǔn)的形成

一個照明標(biāo)準(zhǔn)的形成需要考慮的因素很多，地下鐵道照明標(biāo)準(zhǔn)是在綜合以下主要因素的基礎(chǔ)上確定的:

(1)地下鐵道各功能空間的使用要求:就是地下鐵道各個空間的照明首先要滿足使用者的視覺要求，因此必須根據(jù)人的視覺功效曲線、不同作業(yè)的視覺疲勞特性以及視覺任務(wù)要求來制定不同空間的照度標(biāo)準(zhǔn)、眩光的控制程度以及光源的顯色性等。

(2)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r:照明用電量在社會總耗電量中占有不小的比例，一個國家的發(fā)電能力以及電力消費(fèi)水平受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的制約。因此照明標(biāo)準(zhǔn)的制定不能脫離本國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。

(3)科技發(fā)展與環(huán)境保護(hù):隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，光效更高，顯色性更好的光源不斷涌現(xiàn)，這可使得在不增加能耗的情況下，提高照度水平。同時隨著人類環(huán)保意識的增強(qiáng)，世界各國都在關(guān)注照明節(jié)能問題。

另外，地下鐵道照明標(biāo)準(zhǔn)的確定還和當(dāng)?shù)貧夂驐l件以及人們的生活習(xí)慣等有關(guān)。綜上所述，某個照明標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該有一定的適用期限。如我國建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在2004年執(zhí)行新的標(biāo)準(zhǔn) (GB 50034—2004)［4］，而我國現(xiàn)行《地下鐵道照明標(biāo)準(zhǔn)》 (GB/T16275—1996)，由于是1996年制定的，有的方面就不一定能滿足現(xiàn)代地鐵站照明設(shè)計的需要。

3 影響地鐵站照明能耗的地下鐵道照明標(biāo)準(zhǔn)

3.1 平均照度

地下鐵道車站照度的確定，一方面要考慮使用者的視覺舒適性，另一方面要考慮節(jié)約能源的問題。在對我國幾個城市的多個地鐵站的照度實測結(jié)果和對廣大乘客以及車站內(nèi)工作人員的問卷調(diào)查基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)理論研究，本課題組提出了如下觀點(diǎn):

(1)可適當(dāng)提高《地下鐵道照明標(biāo)準(zhǔn)》 (GB/T16275—1996)中的照度標(biāo)準(zhǔn)。首先， 《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》 (GB 50034—2004)中不少建筑空間的照度標(biāo)準(zhǔn)有所提高，所以地鐵站中相應(yīng)的辦公等空間的照度標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)該有所提高;其次，經(jīng)過十多年的發(fā)展，我國的經(jīng)濟(jì)和人民生活水平有了很大的提高，人們對地下鐵道車站的光環(huán)境要求也在提高，從實地測量的結(jié)果看，如圖1所示 (根據(jù)實測數(shù)據(jù)繪制)，南京的地鐵站和北京的部分地鐵站的站臺和站廳的照度平均值都高于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的最高值200lx。

圖1 不同城市某地鐵站部分空間的平均照度

(2)城市地下鐵道是城市公共交通的重要組成，每天的運(yùn)營時間都很長，在正常工作日，地下鐵道的客流高峰期基本是固定的，因為安全需要，在客流高峰階段整個地下車站的公共空間需要有較高的照度水平，而在非客流高峰階段可以相應(yīng)地降低照度標(biāo)準(zhǔn)。也就是說，對于地下鐵道車站的公共場所，其照明的照度標(biāo)準(zhǔn)可以在一天中針對客流高峰期、非客流高峰期和列車停運(yùn)后不同時段，分別采用不同的標(biāo)準(zhǔn)，非客流高峰階段的照度可降到客流高峰期時的50%～70%，列車停運(yùn)后，公共場所僅保留值班照明，其照度值可降到客流高峰期時的10%，也可以由應(yīng)急照明提供值班照明。在節(jié)假日，可采用同一的較高照度標(biāo)準(zhǔn)，始終為乘客提供較明亮的地下光環(huán)境。

3.2 照度均勻度

照度均勻度是指規(guī)定表面上的最小照度與平均照度之比，不僅影響著照明質(zhì)量，還關(guān)系著照明能耗。

《地下鐵道照明標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 16275—1996)中建議站臺、站廳、辦公室等空間的照度均勻度不宜低于0.7。對于照明標(biāo)準(zhǔn)中的這一規(guī)定，同濟(jì)大學(xué)楊公俠教授是持不同態(tài)度的，在他看來，許多照明規(guī)范對于各種不同類型的空間，僅僅根據(jù)其中進(jìn)行的個別活動來確定設(shè)計應(yīng)達(dá)到的最低照度，即規(guī)定其照度均勻度，是一種能源浪費(fèi)［5］。

我個人認(rèn)為城市地鐵車站內(nèi)的一些公共空間如站廳、站臺、過道等，對照度均勻度可以降低要求甚至不作要求，其原因在于:

(1)一般乘客在地下車站停留的時間較短，正常是匆匆而過或者是暫停候車，至多會在候車時看一會報刊雜志，因此不均勻的照度不會對乘客的視力造成傷害。

(2)照度上的不均勻有利于照明節(jié)能，因為靠近軌道的站臺邊緣，由于安全上的考慮，需要用較高的照度，而在站臺 (島式站臺)中間采用稍低的照度完全能夠滿足乘客候車、簡單閱讀和辨認(rèn)站內(nèi)有關(guān)信息的需要。如南京某地鐵站的站臺照度均勻度為0.66，北京某地鐵站的站臺照度均勻度為0.53(根據(jù)實測照度計算所得)。

(3)照度上的不均勻有助于打破地下鐵道車站內(nèi)呆板沉悶的感覺，創(chuàng)造活躍氣氛，使人感覺精神放松、心情愉悅。

對于地下鐵道車站內(nèi)的辦公室、控制室、售票室等工作空間，其照度均勻度應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計，因為車站工作人員不僅需要長時間的站內(nèi)工作而且需要從事讀寫等工作。如果工作環(huán)境的照度均勻度不夠，不僅會影響工作效率，而且還會影響他們的身心健康。

3.3 照明功率密度

照明功率密度 (LPD)是一個限制照明能耗的指標(biāo)，也是照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中唯一的強(qiáng)制性條款。它的大小主要取決于平均照度的大小和所用的光源與燈具的效率。在平均照度一定時，所用光源與燈具的效率越高，LPD就越小。因此，對LPD限值作出規(guī)定，將促使照明設(shè)計中必須全面考慮照明質(zhì)量和能效，促進(jìn)照明設(shè)計水平的提高，加速更高效的光源、燈具等照明設(shè)備的推廣應(yīng)用［6］。新的《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》 (GB 50034—2004)中給出了大多數(shù)類型的建筑的照明功率密度值。新的標(biāo)準(zhǔn)卻沒有對地下鐵道車站的LPD值作出規(guī)定，以往的相關(guān)規(guī)范根本沒有涉及LPD這一標(biāo)準(zhǔn)。因此，為了控制地下鐵道車站的照明能耗，我們可以參考《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中相關(guān)空間的照明功率密度值，來對地鐵站不同空間的照明功率密度值加以限制，以指導(dǎo)照明設(shè)計者在做好地鐵站光環(huán)境的同時，做好照明節(jié)能工作。

由于被照空間的照明功率密度LPD值主要取決于該空間的平均照度和所用的燈具效率，也就是說，在燈具效率相同的情況下，LPD值與其平均照度之間有一一對應(yīng)的關(guān)系，因此，根據(jù)地鐵站不同空間的照度標(biāo)準(zhǔn)，可以在《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中查找相同或相近房間的LPD值，從而使得對地下鐵道車站進(jìn)行照明設(shè)計時，其能耗標(biāo)準(zhǔn)也能做到有據(jù)可查，見表1［7］，表中對應(yīng)的照度值是按照 《地下鐵道照明標(biāo)準(zhǔn)》 (GB/T 16275—1996)中的高標(biāo)準(zhǔn)取的。需要說明的是地鐵站內(nèi)的站廳、站臺、過道等公共空間常設(shè)有廣告照明，廣告照明應(yīng)不計入LPD，但是卻可以使該空間的照度提高10%～20%，因此，有廣告照明的空間里，其LPD可以比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的值要低10%～20%，做到在不影響照明質(zhì)量的同時，實現(xiàn)最大限度的節(jié)能。

表1 地下鐵道車站照明功率密度參考值

4 結(jié)語

對于城市地下鐵道車站的照明設(shè)計，在達(dá)到光環(huán)境適用、舒適和健康的前提下，選擇適當(dāng)?shù)恼斩群驼斩染鶆蚨扔兄谡彰飨到y(tǒng)的節(jié)能。參考《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》 (GB 50034—2004)中的照明功率密度 (LPD)指標(biāo)，在地下鐵道照明標(biāo)準(zhǔn)中引用LPD指標(biāo)，有助于選用高效的照明燈具，實現(xiàn)有效地控制城市地鐵站的照明能耗。照明標(biāo)準(zhǔn)是照明設(shè)計的參考和依據(jù)，我國的地下鐵道照明標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該隨我國經(jīng)濟(jì)、科技和社會生活等的發(fā)展而及時更新，才能夠指導(dǎo)照明設(shè)計人員實現(xiàn)城市地下鐵道車站的綠色照明。

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［3］牛玲娟.淺談地鐵車站照明設(shè)計 ［J］.甘肅科技縱橫，2009，38(3):122.

［4］中國建筑科學(xué)研究院.GB 50034—2004建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) ［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社.2004.

［5］楊公俠.視覺與視覺環(huán)境 ［M］.上海:同濟(jì)大學(xué)出版社，2002.

［6］趙建平，姚夢明.實施綠色照明，貫徹照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)問題探討 ［J］.建筑科學(xué)，2007，23(4):15～18.

［7］莊金迅等.城市地鐵站照明節(jié)能研究 ［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2010(4):110～112.