前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了軌道交通車站照明及控制優(yōu)化設(shè)計范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。
摘要:本文介紹了目前城市軌道交通車站照明的設(shè)計和控制模式,分析了各類照明的用途和重要性,從照明功能及切非角度提出了一般照明的控制模式,并介紹了智能照明在車站照明設(shè)計中應(yīng)用的可行性,對軌道交通車站照明及控制的優(yōu)化設(shè)計提供了建議和參考。
關(guān)鍵詞:城市軌道交通;照明設(shè)計;智能照明
引言
城市軌道交通近年來在我國大中城市發(fā)展迅速,不僅方便了乘客的出行,還對大城市日趨嚴重的交通擁堵起到了極大的緩解作用,并具有節(jié)約土地資源、節(jié)能減排、推進新技術(shù)發(fā)展等多方面優(yōu)勢。城市軌道交通車站因線路走向一般有4種類型:地下站、地面站、高架站、半地下半地面站(不常見)。各種類型的車站必須要有良好的照明設(shè)計,以保證不僅在平時向乘客提供舒適明亮的乘車環(huán)境,還能夠在發(fā)生事故及火災(zāi)時有利于疏散乘客,使乘客及時遠離事故及火災(zāi)點,保證人身安全。據(jù)統(tǒng)計,照明用電約占整個軌道交通工程用電量的8%~10%。采用合理有效的照明設(shè)計及控制模式,既可滿足運營照明需求,也是節(jié)約電能的必要手段。
1目前車站照明及控制模式
1.1車站照明類型
軌道交通車站照明分為一般照明、應(yīng)急照明、安全照明、廣告照明。一般照明包括工作照明、節(jié)電照明、正常照明、導(dǎo)向照明、地徽照明等。應(yīng)急照明包括備用照明和疏散照明,疏散照明包括應(yīng)急安全出口標志燈和疏散指示標志燈。不同照明類型在車站內(nèi)不同位置的設(shè)置如下:車站公共區(qū):工作照明、節(jié)電照明、應(yīng)急照明、廣告照明、導(dǎo)向照明;車站設(shè)備房、走廊、樓梯:正常照明、應(yīng)急照明;站臺板下、電纜夾層、風(fēng)道夾層:安全照明;地面出入口:正常照明、地徽照明、導(dǎo)向照明;地下區(qū)間:正常照明、應(yīng)急照明;高架及地面區(qū)間:正常照明。特別說明:車站公共區(qū)節(jié)電照明和工作照明基本按1∶1設(shè)置,并由不同電源交叉配電,既保證了照明供電可靠性,又能根據(jù)控制模式實現(xiàn)節(jié)約電能功能。各種照明功能如下:一般照明、室外集散廣場照明等均為軌道交通運營時段提供照明,照亮乘客進入車站的通道、分清車站內(nèi)各個區(qū)域的功能、指引乘客進站、購票、乘車、出站;應(yīng)急照明主要是提供車站火災(zāi)及事故時的緊急照明和疏散誘導(dǎo),避免乘客在緊急狀態(tài)下逃生時發(fā)生碰撞、踩踏、擁擠、走錯路線,能順利逃離事故地點;安全照明一般安裝在站臺板及電纜夾層內(nèi),防止此部分空間因凈空較低在運營維護作業(yè)時碰觸燈具而發(fā)生觸電事故,也歸為一般照明;廣告照明是為了更好地利用車站空間,并考慮商業(yè)需求而設(shè)置,主要功能是既作為車站宣傳及商業(yè)用途照明,又作為車站正常照明的補充照明;地徽照明主要是向市民及乘客提供地鐵站標識,方便乘客就近乘車。上述各類照明中,車站公共區(qū)應(yīng)急照明平時在運營時兼顧正常照明,運營結(jié)束時作為值班照明,火災(zāi)及事故時保證正常工作,是重要的一級負荷,可靠性要求極高。設(shè)備區(qū)應(yīng)急照明平時作為正常照明,火災(zāi)及事故時強制點亮,作為保障工作人員順利逃生的重要照明。
1.2車站照明控制
上述各類照明根據(jù)正常運營及火災(zāi)工況進行模式控制,公共區(qū)一般照明、廣告照明、導(dǎo)向照明由BAS系統(tǒng)根據(jù)運營模式需求及室外照明照度(高架站存在)進行控制,應(yīng)急照明一般不設(shè)控制;設(shè)備房正常照明由設(shè)于房間內(nèi)的就地開關(guān)控制,應(yīng)急照明由就地開關(guān)進行控制,并由FAS系統(tǒng)實現(xiàn)火災(zāi)時強啟。安全照明由就地開關(guān)或安全照明配電箱進行控制;出入口地面廳正常照明及地徽照明由BAS系統(tǒng)根據(jù)運營時間控制。公共區(qū)的照明控制模式因車站類型而異,主要原因是高架及地面站在白天可利用自然光,地下站無可利用的自然光;半地下半地面站車站一般會單獨設(shè)置照明模式,做到既能滿足車站地下建筑照明,又能有效利用自然光。根據(jù)目前部分城市的運營規(guī)則,公共區(qū)照明控制模式統(tǒng)計如表1所示。根據(jù)各種車站內(nèi)各類照明的設(shè)置方式及控制模式,從方便乘客、運營安全、節(jié)約電能的角度進行如下優(yōu)化設(shè)計:(1)高架站、地面站及位于地面部分的車站建筑的公共區(qū)部分,應(yīng)急照明由常明調(diào)整為平時BAS控制,火災(zāi)時FAS強啟模式,充分利用自然光達到節(jié)約電能的目的。目前大部分地上車站設(shè)計成鋼結(jié)構(gòu)及大面積玻璃幕墻的形式,大部分自然光能夠進入室內(nèi),為利用自然光提供了良好的條件。而根據(jù)照明控制模式,站廳站臺公共區(qū)應(yīng)急照明是常明的,存在浪費電能的現(xiàn)象。部分高架換乘通道、出入口跨街天橋、通往商業(yè)大樓的高架天橋等部位也存在上述現(xiàn)象。以北京地鐵15號線4座高架車站統(tǒng)計,公共區(qū)應(yīng)急照明設(shè)置如表2所示。將應(yīng)急照明按白天自然光照度強時關(guān)閉設(shè)計,只在每天晚間及早晚平均開啟5h合計,較每天24h開啟相比,每年可節(jié)約電能約4.56萬kW•h,節(jié)能效果明顯。(2)地下站一般照明在火災(zāi)事故時延時切非。目前的切非模式,對于車站一般照明,不管是公共區(qū)、設(shè)備管理用房還是區(qū)間,在火災(zāi)事故時,F(xiàn)AS系統(tǒng)均按照車站非消防負荷切除。根據(jù)《城市軌道交通照明》(GB/T16275)相關(guān)要求,公共區(qū)、一般設(shè)備房間、走廊、通道、樓梯等地方的應(yīng)急照明照度不應(yīng)小于正常照明的10%;控制室、站長室、消防泵房等重要場合應(yīng)急照明照度不應(yīng)小于正常照明的50%,根據(jù)該要求,對于按50%應(yīng)急照明設(shè)計的場所,正常照明切除后照度只降低了一半,而對于按10%設(shè)計的場所,應(yīng)急照明切除后照度降低90%,會有一個明顯的明暗交替過程。特別是在地下站公共區(qū)運營期間,若發(fā)生火災(zāi)事故,F(xiàn)AS系統(tǒng)將正常照明切除后,照明會明顯下降,如果發(fā)生火災(zāi)事故將會加劇乘客的恐懼感。這種切非在有自然光補充照明的高架站、地面站,且在白天時較合理,而對于地下站不合理。為此,公共區(qū)正常照明延時切非。目前有多個城市按延時6min后進行切非,推薦采用。(3)公共區(qū)正常照明采用BAS模式控制時,采用反邏輯控制。由于公共區(qū)正常照明只在運營時開啟,在運營結(jié)束后關(guān)閉,只留應(yīng)急照明作為車站工作人員的值班照明。目前已運營的大部分軌道交通線路,該部分照明BAS系統(tǒng)控制開啟時,按圖1所示程序控制。如圖1所示,要點亮照明燈具,需將照明回路內(nèi)的接觸器閉合,通常接觸器采用常開節(jié)點,BAS開啟時得到命令,接觸器閉合,燈打開。此種方式下,當(dāng)BAS系統(tǒng)故障,開啟命令不能發(fā)出時,存在照明回路不能點亮的隱患。為了避免該問題的發(fā)生,可采用反邏輯控制,即照明回路接觸器采用常閉節(jié)點,配電回路平時是接通的,當(dāng)BAS控制關(guān)閉照明時,發(fā)關(guān)閉命令,斷開主回路接觸器,照明關(guān)閉。在這種情況下,即便是在BAS系統(tǒng)故障,關(guān)閉命令不能發(fā)出時,車站照明仍是點亮的,較第一種方式可靠。
2智能照明在車站照明中的應(yīng)用
智能照明是近年來軌道交通工程發(fā)展起來的一種新型照明控制模式,其主要原理是利用計算機、通信網(wǎng)絡(luò)、節(jié)能型終端燈具等組成智能化照明控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)照明控制模式控制簡單、模式單一、節(jié)能效果有限,一般車站內(nèi)控制主要有如下類型:(1)BAS控制:針對公共區(qū)照明和區(qū)間照明;(2)翹板開關(guān)控制:針對設(shè)備及管理用房照明;(3)無控制:針對應(yīng)急照明。采用智能化控制系統(tǒng)后的優(yōu)點:(1)提高運營管理水平。將傳統(tǒng)的開關(guān)控制照明燈具的通斷優(yōu)化為智能化的管理,使高素質(zhì)的管理意識用于系統(tǒng),確保照明質(zhì)量。(2)節(jié)約能源。對于地鐵車站的出入口照明、高架車站照明,利用智能傳感器感應(yīng)室外亮度來自動調(diào)節(jié)燈光,以保證室內(nèi)恒定照度,既能使室內(nèi)有最佳照明環(huán)境,又能達到節(jié)能效果。根據(jù)各區(qū)域的工作運行情況進行照度設(shè)定,并按時進行自動開、關(guān)照明,使系統(tǒng)能最大限度地節(jié)約能源。經(jīng)測算能夠節(jié)能20%左右。(3)延長燈具使用壽命。眾所周知,照明燈具的使用壽命取決于電網(wǎng)電壓,由于電網(wǎng)過電壓越高,燈具壽命將會成倍降低,反之燈具壽命將延長,因此防止過電壓并適當(dāng)降低工作電壓是延長燈具壽命的有效途徑。系統(tǒng)設(shè)置了抑制電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓裝置,人為地限制電壓以提高燈具壽命。并且采用軟啟動和軟關(guān)斷技術(shù),避免燈具燈絲的熱沖擊,以進一步延長燈具壽命。BAS發(fā)開啟命令照明配電回路接觸器閉合照明燈具點亮照明回路得電(4)多模式調(diào)整照度,滿足照度要求。照明燈具受壽命影響,照度會隨著時間的推移降低,因此一般設(shè)計時,實際設(shè)計照度會高于標準照度,運營若干年后處于標準照度內(nèi)?;诖嗽颍稍诔跗陉P(guān)閉部分燈具,降低較高的照度,運營2~3年后整體燈具照度下降,燈具全部投入運營,達到照度標準要求。智能照明可設(shè)置多種照明模式滿足上述要求。(5)減少接口、控制電纜。傳統(tǒng)BAS控制模式下,基本每個被控回路需對應(yīng)設(shè)置控制點和信息采集點,一般每個車站設(shè)20~30個控制點及信息采集點。采用智能照明后,BAS系統(tǒng)只與智能照明之間設(shè)有接口,照明控制內(nèi)部接口全部由智能照明主機實現(xiàn),大大減少了接口數(shù)量,并減少了控制電纜的敷設(shè)。
3結(jié)語
軌道交通車站照明方式多樣,但主要功能是提供良好的照明環(huán)境,并能夠在火災(zāi)事故時起到疏散乘客的作用。從節(jié)能角度考慮,高架站及地面站公共區(qū)應(yīng)急照明采用BAS控制+FAS強啟功能的控制模式,而公共區(qū)一般照明火災(zāi)模式時采用延時切非,正常照明可采用反邏輯控制方式。另外,智能照明已發(fā)展應(yīng)用成熟,在模式控制靈活、節(jié)能減排、接口少等方面具有優(yōu)勢,部分城市新建線路已開始實施并投入運營,推薦應(yīng)用。
參考文獻:
[1]中鐵電氣化勘測設(shè)計研究院有限公司.北京地鐵15號線一期工程施工圖設(shè)計.動力照明系統(tǒng)[Z].
[2]侯紅磊.I-bus智能照明系統(tǒng)在軌道交通中的應(yīng)用[J].工業(yè)控制計算機,2012(10):11-12.
[3]乜瑩.地鐵車站照明系統(tǒng)能耗分析及節(jié)能對策[J].中國標準化,2017(8):29-30.
作者:王龍 劉恒 單位:天津中鐵電氣化設(shè)計研究院有限公司