铁路客站照明能耗特征及典型节能控制策略分析.pdf
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1、 照明工程 2023 年 第 3 期 总第 178 期 光源与照明30铁路客站照明能耗特征及典型节能控制策略分析雷 琪中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北 武汉 430063摘要:铁路客站公共区多为高大空间,空间内照明灯具数量多、功率大,公共区照明用电是客站耗能的主要组成部分。文章基于多座铁路客站实际照明能耗数据,系统分析了典型铁路客站照明能耗特征,采用数据仿真及实测验证结合方法,对不同控制策略下照明节能情况进行了综合比较。文章提出的能耗特征及典型节能控制策略可为后续铁路客站照明及其节能控制方案设计提供有益参考。关键词:铁路客站;照明能耗;节能控制分类号:U291.1+70 引言随着我国铁路建
2、设的日益推进,铁路客站的规模不断扩大,铁路客站内候车厅、站台、售票厅、交通换乘区等公共区面积约占铁路客站总建筑面积的 80%以上,铁路客站公共区的照明效果是影响旅客舒适性体验的关键因素1。截至 2020 年末,我国已建成铁路客站 1 600 余座,站台雨棚屋面面积约 2 500 万 m2,铁路客站具有空间高、面积大、公共区面积占比高的特点,客站内站台雨棚、进出站区域多为半室外场所。一方面,由于铁路客站人流密集、运营环境要求高,铁路客站的照明及供电方案较常规民用建筑有较大区别,根据统计数据,照明能耗是铁路客站的主要能耗之一;另一方面,铁路客站的照明需求与客流量、客流分布区域等实时数据密切相关。在
3、照明控制方面,目前铁路客站照明的主要控制方式为定时控制,定时控制方法有区域百分比开关控制、场景控制等。由于大多候车厅灯具安装高度较高,对灯具进行调光控制和间隔分组开关控制的照明效果接近,简单的开关控制比调光控制的投资要经济很多,直接调光控制应用场景较少2。1 典型铁路客站照明能耗特征铁路客站空间分为办公区、设备区、公共区等多个功能区域,其中公共区又分为候车厅、售票厅、进站通道、出站通道、天桥、地道、站台雨棚等区域,各个区域的照明设置方案、运行特征差异很大。为详细分析铁路客站照明能耗组成及其比例,文章对某建筑面积为 20 000 m2的典型铁路客站照明能耗进行了逐日、逐区域数据实测及验证分析。该
4、铁路客站照明总能耗如图 1 所示。如图 1 所示,照明能耗受季节变化的影响不大,照明分项的逐日能耗大部分时间没有较大的变化,图中 4 月中旬及 8 月初的突降和突升是车站运行组织调整造成的。为获取不同区域照明能耗特征,文章建立了该站照明系统各区域各支路分项计量模型,根据模型进行了分项能耗组成分析,如图 2 所示。分析可见,整个车站的照明能耗主要源于候车室照明、站台照明、办公室照明和进出站通道照明。结合实际运行数据可知,办公照明逐日能耗波动小,分布较为稳定。与旅客相关的室内外照明则波动较大,其中站台层和出站层照明能耗占比较大,景观照明能耗占比最小。根据该站功能布局情况,出站层处于地下一层,全天都
5、需要开启灯具,此站的节能优化点在于开启灯具的数量,节能优化空间较小,能耗占比趋势是逐渐增大;站台层照明细分为站台、雨棚、外走廊、集散厅、售票厅的照明,结构相对复杂,其中站台和雨棚部分区域照明需要常开,而外走廊、集散厅、售票厅照明会随客站运营时刻调整,能耗占比趋势是减少,但是幅度不大;高架层照明主要分为候车区和商业区照明,随客站运营时刻变化大,节能优化空间明显,能耗占比趋势是逐渐减少,且幅度较大;外景观照明运行模式相对单一,受节假日影响较大,但不是日常照明必需,能耗占比有所下降3。作者简介:雷琪,男,硕士,工程师,研究方向为铁路电力系统设计与应用。文章编号:2096-9317(2023)03-0
6、030-03光源与照明 总第 178 期 2023 年 3 月 照明工程312 铁路客站典型节能控制策略及其效果2.1 节能控制策略(1)铁路客站照明设计需要符合建筑照明设计标准(GB 500342013)和国家相关标准的规定。(2)采用符合国家能效标准的高效节能光源、灯具。随着电光源的迅速发展,适用于各种场所的电光源的品种越来越多,除目前已普遍采用的高压钠灯、金属卤化物灯、紧凑型荧光灯、三基色荧光灯、细管荧光灯外,近年来又发展了光效高、寿命长且维护工作量少的发光二极管(LED)和无极灯光源。在使用中一般需根据新光源的适用范围和使用条件进行合理选配,如大部分客站高大空间一般采用了 LED 光源
7、。(3)照明设计中根据场所功能和照度标准,确定一般照明、分区照明、局部照明等控制分组方式。(4)照明设计应充分利用自然光。建筑物、构筑物内可利用导光和反光装置将天然光引入内部进行照明。(5)根据分散、集中、手动、自动控制和照明特点、功能、标准及使用要求等,选用和配置照明控制系统,一般中小型站采用 DDC 控制器,实现分回路自动控制;大型站采用智能照明控制系统。2.2 控制效果具有高大空间和大量透光玻璃幕墙的车站建筑很受室外照度及天气情况的影响,白天和夜间、冬季和夏季室外照度对车站照明的影响都不一样,不同的定时开关控制策略对照明控制的精确度不一,其节能效果也存在较大差异。为进一步评估目前铁路客站
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