鐵路站房照明實(shí)施方案設(shè)計(jì)

電氣安裝工程2013-05-2118:19:290.00%鐵路站房照明實(shí)施方案設(shè)計(jì)北京分公司安全環(huán)保部程全紅摘要本文以廈門西站房照明實(shí)施方案設(shè)計(jì)為例，通過對(duì)站房照明細(xì)則解讀、燈具選型、軟件模擬及實(shí)測(cè)對(duì)比、配電及控制方案的選擇，使照明實(shí)施方案達(dá)到功能性及經(jīng)濟(jì)性有機(jī)結(jié)合。關(guān)鍵詞照明；控制性方案；實(shí)施性方案；功能；經(jīng)濟(jì)效益前言隨著近年來高速鐵路的快速發(fā)展，鐵路站房作為鐵路客運(yùn)的樞紐，站房照明的功能性、舒適度、以及全壽命周期的成本控制越來越受到關(guān)注。自2009年初，原鐵道部鑒定中心先后兩次召開照明審查會(huì)，對(duì)新建站房項(xiàng)目的照明設(shè)計(jì)進(jìn)行專項(xiàng)審查，對(duì)現(xiàn)行鐵路站房的照明設(shè)計(jì)的功能性及經(jīng)濟(jì)性提出了具體要求。因設(shè)計(jì)周期及項(xiàng)目建設(shè)周期制約，大多鐵路站房項(xiàng)目施工前均處于控制性方案設(shè)計(jì)階段，因此，在結(jié)構(gòu)施工階段，施工單位需緊密配合設(shè)計(jì)單位電氣專業(yè)、建筑及結(jié)構(gòu)專業(yè)，及時(shí)做好照明實(shí)施方案的設(shè)計(jì)、報(bào)審及施工圖完善工作。本文結(jié)合廈門西站房照明實(shí)施性方案的設(shè)計(jì)及審查，簡(jiǎn)要介紹鐵路站房實(shí)施性照明方案設(shè)計(jì)的原則、技術(shù)要求以及工作步驟，在滿足功能性及美觀性的前提下，達(dá)到全壽命周期經(jīng)濟(jì)效益最大化。工程實(shí)例2.1工程概況廈門西站是國(guó)家鐵路網(wǎng)沿海大通道的重要客運(yùn)站,工程總建筑面積16.2萬平方米，站房建筑層數(shù)為3層,地下1層,地上2層,建筑最高點(diǎn)53m,高架候車廳建筑面積1.99萬平米。整個(gè)建筑采用空間管桁架結(jié)構(gòu)體系與造型完美結(jié)合，巧妙體現(xiàn)了閩南民居雙曲線、“燕尾脊”的意象。因篇幅所限，本文僅以該站房高架候車廳正常照明和備用照明設(shè)計(jì)為例。2.2照明控制性方案設(shè)計(jì)概況及分析2.2.1控制性方案設(shè)計(jì)概況高架候車廳控制性照明方案中，普通照明采用544套DBP300CDM-TD150W金鹵燈為光源，按建筑吊頂投影區(qū)域均分成10行排列布置，同一區(qū)域分別從不同變壓器引接電源，采用兩路電源分別跳接供電；備用照明采用216套QVF1371000W鹵鎢燈為光源，平面均勻排布，采用不同變壓器雙路供電，末端配電箱設(shè)置互投開關(guān)，并設(shè)置EPS不間斷電源；所有大空間燈具均采用C-BUS智能燈光控制系統(tǒng)，備用照明部分控制模塊預(yù)留消防接口，在消防狀態(tài)下強(qiáng)啟。控制性方案設(shè)計(jì)如（圖1），所示部分平面為四分之一區(qū)域，其余部分呈鏡像對(duì)稱。圖12.2.2控制性方案設(shè)計(jì)分析在控制性方案設(shè)計(jì)中，普通照明燈具DBP300CDM-TD150W為原裝進(jìn)口飛利浦室外燈具，造價(jià)較高，主要適用于加油站等防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP66的場(chǎng)合，在候車廳使用性價(jià)比不高；末端支路采用兩路跳接，在四分之一供電模式下，照度不均勻；備用照明燈具QVF1371000W鹵鎢燈為飛利浦泛光照明燈，該燈具發(fā)光效率低（僅17-33lm/W），壽命短（可達(dá)3000小時(shí)至5000小時(shí)），價(jià)格高，能耗大，備用照明燈具需考了應(yīng)急狀態(tài)下EPS供電，EPS容量相應(yīng)增加，且在應(yīng)急狀態(tài)下，不能迅速啟動(dòng)。對(duì)控制性方案設(shè)計(jì)進(jìn)行普通照明的照度驗(yàn)算如下：式中查表數(shù)據(jù)均引自中國(guó)建筑工業(yè)出版社出版發(fā)行的《民用建筑設(shè)計(jì)手冊(cè)》（2001版）：Euv=F·n·μ·η/A·K0n=Euv·A·K0/F·μ·ηn——燈具數(shù)量F——每盞燈具內(nèi)光源的光通量（lm）Euv——工作面上的平均照度（lx）A——房間面積（m2）K0——照度補(bǔ)償系數(shù)η——燈具利用效率μ——利用系數(shù)根據(jù)高架候車廳建筑參數(shù)，計(jì)算過程如下：（1）面積：A=LXW=132×126=16632(m2)（2）照度補(bǔ)償系數(shù)候車廳的環(huán)境污染特征為清潔環(huán)境，根據(jù)表11.4.1-1綜合考慮，取K0=1.20（3）光源的光通量根據(jù)廠家技術(shù)參數(shù)，該150W金鹵燈光通量F=14000lm（4）燈具數(shù)量已知n=544（5）燈具利用效率根據(jù)廠家技術(shù)參數(shù)，該150W金鹵燈利用效率η=0.86（6）利用系數(shù)根據(jù)白色鋁單板吊頂、透明玻璃幕墻與灰麻大理石地面：查頂棚、墻面和地面反射系數(shù)表11.4.1-3得：ρcc=0.3，ρw=0.1，ρfc=0.2室空比RCR=5h(L+W)/LW=5×22×(132+126)/(132×126)=1.71查表11.4.1-4，RCR=1.0，μ=0.76；RCR=2.0，μ=0.67；用插值法計(jì)算得出RCR=1.71，μ=0.73計(jì)算平均照度如下：Euv=F·n·μ·η/A·K0=14000×544×0.73×0.86/(16632×1.2)=239.56(lx)計(jì)算功率密度如下：(544套×171w/套)/16632m2=5.59w/m2根據(jù)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2004）5.2.10條：“交通建筑照明標(biāo)準(zhǔn)值中候車室地面照度標(biāo)準(zhǔn)值200lx”，計(jì)算所得照度比照度標(biāo)注值高了20%，在滿足標(biāo)準(zhǔn)照度需求情況下，達(dá)到節(jié)能及降低造價(jià)可慮，需對(duì)燈具數(shù)量進(jìn)行重新計(jì)算。備用照明燈具在該方案中存在功能性缺陷，需對(duì)燈具型號(hào)進(jìn)行調(diào)整，因此不對(duì)備用照明照度進(jìn)行驗(yàn)算。在配電設(shè)計(jì)每行燈具采用兩路配電，在25%燈具工作模式時(shí)，只能采取單行單路燈具供電，照明均勻度差?？刂葡到y(tǒng)采取C-BUS智能燈光控制系統(tǒng)總線按出站層、站臺(tái)層、高架層進(jìn)行布線，管線路由布置不合理，現(xiàn)場(chǎng)布線困難，線路長(zhǎng)，后期線路維護(hù)困難。2.3照明實(shí)施性方案設(shè)計(jì)照明實(shí)施性方案設(shè)計(jì)內(nèi)容包括燈具選型、燈具數(shù)量計(jì)算、照度復(fù)核、配電設(shè)計(jì)及控制設(shè)計(jì)、燈具試裝確認(rèn)、安裝及檢修條件與建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)配合等。2.3.1燈具選型根據(jù)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2004），候車廳普通照明標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)符合規(guī)范表5.2.10的規(guī)定，如表1所示。表1表5.2.10交通通建筑照明標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值房間或場(chǎng)所參考平面及其高度度照度標(biāo)準(zhǔn)值（LXX)UGRRa行李認(rèn)領(lǐng)、到達(dá)大大廳、出發(fā)大大廳地面2002280在表1中可知，候車大廳的普通照明標(biāo)準(zhǔn)值>200LX，統(tǒng)一眩光值UGR<22，顯色性Ra>80。根據(jù)《鐵路客站站房照明設(shè)計(jì)細(xì)則》、控制性方案設(shè)計(jì)選型燈具基本參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)裝飾及建筑條件，提取該部位普通照明燈具的技術(shù)參數(shù)確定如下：（1）尺寸：最大直徑：415mm高：354mm明裝燈具基于該部位吊頂凈空及鋁單板吊頂寬度及間距確定，滿足建筑美觀及安裝條件需求。（2）顯色指數(shù)：不低于80滿足《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2004）、《鐵路客站站房照明設(shè)計(jì)細(xì)則》顯色性要求。（3）電器：電感鎮(zhèn)流器，配補(bǔ)償電容和觸發(fā)器，功率因數(shù)大于0.9（4）光源：150W透明陶瓷金鹵燈光源燈腳:E27色溫：4200k光通量：14000lm以上兩條滿足《鐵路客站站房照明設(shè)計(jì)細(xì)則》5.2.4條要求，且符合原設(shè)計(jì)選型燈具參數(shù)。經(jīng)與設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位協(xié)商，確定候車廳部位普通照明的技術(shù)參數(shù)，經(jīng)市場(chǎng)招標(biāo)選定合資品牌產(chǎn)品，采用進(jìn)口陶瓷金鹵燈光源、鎮(zhèn)流器及觸發(fā)器，完全滿足設(shè)計(jì)參數(shù)要求。根據(jù)鋁條板吊頂特點(diǎn)，為了不破壞普通照明燈具的布燈整體效果，經(jīng)與設(shè)計(jì)單位建議，該場(chǎng)所備用照明采用三基色18W雙管控罩熒光燈，在吊頂板縫內(nèi)安裝，保證整個(gè)吊頂平面的整體協(xié)調(diào)統(tǒng)一，克服了消防狀態(tài)下鹵鎢燈不能瞬時(shí)啟動(dòng)的缺點(diǎn)，同時(shí)三基色熒光燈的光效遠(yuǎn)高于鹵鎢燈，減小了EPS電源的容量及配電線路的截面積。普通照明燈具數(shù)量確定、布置及軟件模擬計(jì)算廈門西站屋面呈雙曲線結(jié)構(gòu)、燕尾脊造型，候車廳吊頂距地面最高達(dá)到28米，最低16米，根據(jù)利用系數(shù)法，重新計(jì)算該區(qū)域普通照明燈具數(shù)量，在燈具技術(shù)參數(shù)及空間條件不變，計(jì)算參數(shù)見本文2.2.2，平均照度取Euv=200lxn=Euv·A·K0/F·μ·η=200×132×126×1.2/14000×0.73×0.86=454（套）根據(jù)建筑專業(yè)鋁單板吊頂布局，在燈具布置時(shí)，為達(dá)到美觀效果，燈具在同一吊頂標(biāo)高成行布置，根據(jù)《鐵路客站站房照明設(shè)計(jì)細(xì)則》，為便于后期對(duì)燈具檢查維修，高大空間燈具需設(shè)置檢修馬道，通過燈具試驗(yàn)安裝，分別按2套燈具成組每片桁架安裝、4套燈具成組間隔桁架安裝分別安裝樣板，最終經(jīng)鐵道部鑒定中心、建設(shè)單位及設(shè)計(jì)單位現(xiàn)場(chǎng)確定，采用2套燈具成組每片桁架安裝，為達(dá)到平面布局均勻、整齊劃一的效果，并與吊頂外露鋼結(jié)構(gòu)桁架有機(jī)結(jié)合，初步建立布燈模型，燈具安裝平面及剖面圖如圖2、圖3所示。圖2圖3根據(jù)實(shí)際布燈效果，該區(qū)域?qū)嶋H數(shù)量為448套，與計(jì)算燈具數(shù)量為454套相差6套，對(duì)布燈模型采用DIALux軟件進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果如圖4所示。圖4從軟件模擬效果來看，完全滿足設(shè)計(jì)需要。據(jù)此布燈模型向結(jié)構(gòu)專業(yè)提交馬道設(shè)置位置，進(jìn)行馬道的設(shè)計(jì)安裝。根據(jù)布燈方案，該區(qū)域的功率密度值計(jì)算如下:(448套×171w/套)/16632m2=4.61w/m2備用照明燈具數(shù)量確定及布置根據(jù)《鐵路客站站房照明設(shè)計(jì)細(xì)則》2.4條：“備用照明水平照度值不應(yīng)低于該場(chǎng)所一般照度照度值得10%”，因此高架候車廳備用照明照度值不應(yīng)低于20lx。根據(jù)鋁條板吊頂特點(diǎn)，為了不破壞普通照明燈具的布燈整體效果，經(jīng)與設(shè)計(jì)單位建議，該場(chǎng)所備用照明采用三基色18W雙管控罩熒光燈，在吊頂板縫內(nèi)安裝，保證整個(gè)吊頂平面的整體協(xié)調(diào)統(tǒng)一。根據(jù)照度要求，采用利用系數(shù)法，計(jì)算該區(qū)域備用照明燈具數(shù)量：n=Euv·A·K0/F·μ·η三基色18W雙管控罩熒光燈參數(shù)如下：（1）光源的光通量根據(jù)廠家技術(shù)參數(shù)，該燈具光通量F=3350lm（2）燈具利用效率根據(jù)廠家技術(shù)參數(shù)，該燈具利用效率η=0.97（3）利用系數(shù)由2.2.2計(jì)算過程可知，建筑參數(shù)未發(fā)生變化，即：ρcc=0.3，ρw=0.1，ρfc=0.2，RCR=1.71已知燈具為控罩雙管熒光燈，查表11.4.1-4，RCR=1.0，μ=0.87；RCR=2.0，μ=0.74；用插值法計(jì)算得出RCR=1.71，μ=0.83（4）Euv=20lx計(jì)算燈具數(shù)量如下：n=Euv·A·K0/F·μ·η=20×132×126×1.2/3350×0.83×0.97=147（套）因備用照明燈具在吊頂板內(nèi)暗裝，因此根據(jù)馬道布置，將燈具沿馬道均勻布置，燈具實(shí)際布置數(shù)量為144套，如圖2所示。對(duì)圖2備用照明布燈模型采用DIALux軟件進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果如圖5所示，平均照度為20lx，滿足要求。圖52×18WT8熒光燈實(shí)際功率為42W，根據(jù)布燈方案，該區(qū)域的功率密度值計(jì)算如下:(144套×42w/套)/16632m2=0.364w/m2配電設(shè)計(jì)為提高供電可靠性，同一區(qū)域普通照明供電采取分別從不同變壓器供電（外電線路引自兩路不同變電站）至末端配電箱，各按50%的負(fù)荷供電；備用照明末端配電箱采取雙路供電，在末端配電箱設(shè)置互投開關(guān)，并設(shè)置在線EPS，確保在兩路外電斷電時(shí)備用照明及時(shí)供電；普通照明支路同一區(qū)域末端配線采取四條支路交叉供電，既滿足25%、50%及全部燈具供電、達(dá)到節(jié)能供電需求，又確保一臺(tái)外電斷電的情況下，滿足車站基本運(yùn)行需要，最大程度保障了節(jié)能和故障模式下照度及均勻度。控制設(shè)計(jì)根據(jù)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2004第7.4.2條“體育館、影劇院、候機(jī)廳、候車廳等公共場(chǎng)所應(yīng)采用集中控制，并按需要采取調(diào)光或降低照度的控制措施?！币螅竟こ趟泄矃^(qū)域的普通照明及備用照明均采用集散型照明控制系統(tǒng)，在中控室設(shè)置管理主機(jī)，末端配電箱安裝智能繼電器，采用C-BUS總線串口通訊，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布線采用“手拉手”菊花鏈接，嚴(yán)禁出現(xiàn)“并接”與“串接”混合情況，串口通訊的距離一般不超過1200米，如果超過此距離，需增加串口通訊器鏈接，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，將東站房、南站房東區(qū)劃定為一組總線，西站房、南站房西區(qū)劃定為一組總線，北站房劃定為一組總線，分別采取“手拉手”串接各照明控制模塊后引入中控室。除貴賓廳采用調(diào)光繼電器外，其余部位采用開關(guān)量模塊，在中控室集中控制，現(xiàn)場(chǎng)末端調(diào)試及網(wǎng)絡(luò)調(diào)試完成后，進(jìn)行場(chǎng)景設(shè)定，按全數(shù)啟動(dòng)、半數(shù)啟動(dòng)、四分之一啟動(dòng)編制節(jié)能方案，并按到發(fā)列車情況對(duì)站臺(tái)燈具實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。備用照明系統(tǒng)智能繼電器模塊設(shè)置消防強(qiáng)切接口，在消防應(yīng)急狀態(tài)下，由消防模塊提供強(qiáng)制啟動(dòng)信號(hào)，消防接口有控制優(yōu)先級(jí)，備用照明及應(yīng)急照明全數(shù)啟動(dòng)。技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比該工程設(shè)計(jì)方案在2009年10月通過鐵道部工程設(shè)計(jì)簽訂中心設(shè)計(jì)審查，投入運(yùn)營(yíng)前，一次通過了鐵道部工程設(shè)計(jì)簽訂中心組織竣工驗(yàn)收，未進(jìn)行任何變更修改,為工程的順利實(shí)施提供了技術(shù)保障。照明實(shí)施性方案的確定涉及建筑美學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及工程造價(jià)，工作量繁瑣復(fù)雜，通過對(duì)該工程優(yōu)化設(shè)計(jì)、實(shí)施及測(cè)量統(tǒng)計(jì)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比情況如下：3.1通過對(duì)實(shí)施后高架候車廳、進(jìn)站廣廳、站臺(tái)、出站通道等主要區(qū)域進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試采用JTG01照度計(jì)照度測(cè)試儀，按5米間距梅花狀取點(diǎn)，所有區(qū)域平均照度均滿足要求，均勻度達(dá)到0.8以上，（表2）為各階段普通照明技術(shù)參數(shù)對(duì)比表。表2技術(shù)參數(shù)對(duì)比表序號(hào)實(shí)施階段燈具型號(hào)燈具規(guī)格燈具數(shù)量最大照度（lux）最小照度（lux）平均照度（lux）功率密度（w/m2）1控制性方案設(shè)計(jì)DBP300CDM-TTD150W544//2395.592實(shí)施性方案設(shè)計(jì)AKMH150DD150W454//2004.683軟件模擬AKMH150DD150W4482401502164.614實(shí)際測(cè)量AKMH150DD150W4482621642374.613.2通過對(duì)燈具改型及數(shù)量?jī)?yōu)化，降低了燈具的采購成本，減小了EPS容量，將燈具由10行排布調(diào)整為8行排布，減少了檢修馬道長(zhǎng)度,綜合成本對(duì)比如表3所示。表3經(jīng)濟(jì)對(duì)比表單位：（萬元）燈具EPS電源結(jié)構(gòu)馬道數(shù)量單價(jià)合價(jià)數(shù)量單價(jià)合價(jià)數(shù)量單價(jià)合價(jià)控制方案普通照明5440.1687.04//