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京沪高速铁路京徐段旅客站房照明设计

2015-08-25    

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43602

导语:   京沪高速铁路北京到徐州站房照明设计是站房建筑中重要的组成部分,为解决沿线客运站照明、光源、灯具和建筑的协调问题,充分体现以人为本的公共建筑设计理念,同时达到绿色照明和节能的目的,依据建筑特点和建筑的功能要求,同时考虑到初期投资和维护费用,经过分析计算,采用如下方案: 车站公共区域室内照明主要采用大功率高效节能的金属卤化物灯具,达到和建筑一体化的明亮暖白色空间效果; 室外景观以内透光为主,辅以LED 泛光照明,使得建筑物通体透亮,玲珑剔透又极具冲击力的视觉效果。

  1 概述

  京沪高速铁路北京到徐州段共设车站11 个,其中3 个始发客运站有北京南站、天津西站、济南西站; 8 个中间站有廊坊、天津南、沧州西、德州东、泰山、曲阜东、滕州、枣庄。这些车站像颗颗明珠镶嵌在京沪高速铁路沿线为旅客服务,站房照明无论从功能和装修效果都是建筑设计不可分割的一部分。

  2 京沪高速铁路北京到徐州间站房照明设计理念

  车站是城市里比较特殊的场所,而照明在其中起到了至关重要的作用。北京到徐州各车站设计中原则上把握以下几点:

  ( 1) 创造舒适柔和的光环境;

  ( 2) 提供安全可靠的保障;

  ( 3) 具有与当地人文习惯协调的一致性;

  ( 4) 提供舒适的工作空间;

  ( 5) 灯具与建筑完美结合,整体美观一致;

  ( 6) 维护简便,节约运营成本;

  ( 7) 绿色、节能、高效,可持续发展。

  3 站房照明设计构思

  随着旅客到达后进入火车站的步伐,空间照明提供基本照明的同时,还要带给旅客以美好的环境感受,使旅客可以通过灯光的指引,找到该去的方向。

  大空间( 如候车厅,售票厅等旅客或工作人员长时间驻足的空间) 宜采用暖白色调灯光,光源色温3 300 ~ 5 300 K之间,营造整体明快、温馨的感觉。

  选用灯具科学、美观、布置合理,灯具不仅是自然光不足时的照明工具,同时,不因照明灯具的安装而破坏整体建筑的空间美感,做到灯具与建筑有机结合,达到极佳的建筑照明效果。

  设计考虑整体运营的方便,使安装以及业主的后期使用维护方便、快捷,节约维护成本。通过灯管的安装,使空间自然区分,不同空间结合建筑装修风格选择灯具,合理布置,让灯光具有人性化的诱导性,从而创造独特的照明效果。旅客通过灯光的表现,清楚认知周围环境,理解所处区域,宜人的灯光伴随旅客前行的步伐,指引引流方向,照明空间的区分正好迎合了旅客在车站中的行走、停留、等候及出发的节律。

  人工照明与自然光照明有着本质的区别,通过人工照明可以实现按功能区分,有层次的照明,不同空间就有不同的照明特征。

  4 照明效果和当地人文

  沿线设泰山、曲阜、滕州和枣庄车站,其位于山东省南部,曲阜乃孔孟之乡,枣庄东依沂蒙山,西濒微山湖、南接两汉文化胜地徐州。这几个城市处于“一山、一水、两汉、三孔”黄金旅游线上,是充满活力、独具魅力的新兴旅游城市。既有北方城市的豪放,又兼具江南水乡的秀美,素有“鲁南明珠”之称。旅游资源丰富,风景名胜众多,人文古迹荟萃,蕴藏着深厚的旅游发展潜力。这些名胜古迹给这些车站带来了无限的魅力,为了和沿线的人文环境配合,结合设计标准中的要求,主色调定为中等色调( 4 000 K左右) ,表现明快、优雅的主基调,烘托城市的历史文化底蕴,局部功能空间采用暖色调( 如贵宾室) ,营造温馨豪华的气氛。其他如配电控制室宜采用高色温的冷色调光源,提高工作人员的警觉性,保障系统运行的安全可靠,降低事故发生率。室内主要都是功能性空间,所以这里采用中等色调的高显色性的高效节能光源灯具。注意均匀度、眩光、效率灯照明技术指标,相邻并且没有隔断的区域的色温应协调、衔接自然。

  5 设计原则和依据

  依据建筑特点和建筑的功能要求,经过分析计算,为整个车站提供完美的照明效果,同时考虑到初期投资和维护费用,所有设计和产品都做到90%以上的本地化生产和服务。特大型车站照度标准和能耗标准参考《建筑照明设计规范》( GB50034—2004) ,同时参考国际相关行业标准,推荐相关区域的照度水平如表1 所示。

  6 站房照明灯具、光源选择及效果

  照明质量直接关系到每个旅客的感受,好的照明是视觉不疲劳,没有闪烁,没有眩光,色温自然。火车站各大厅空间大、净空高,在满足照度要求的同时,为了克服眩光,最好选用遮光角大于30°截光型灯具,公共场所照度要求均匀,布置灯具的距高比要小于所选灯具的距高比。选用高效气体放电灯光源时色温要适应大多数人的感觉,同一色温下的光源,其照度不同时,人的感觉也不同,一般色温低的光源在较低的照度下感到愉快,而在高照度下则感到刺激,高色温的光在低照度下感到阴沉昏暗,而在高照度下则觉得愉快,因此为了调节冷暖感,可根据不同区域或环境的特点,选择适当色温的光源来增加舒适感。另外所选灯具和光源必须安全可靠,不会引起人身伤害。灯具光源选择要和建筑材料、环境场所相配合,不致过热而发生火灾。高效节能是当今社会高度关注的问题,高效率、长寿命的高品质灯具是节能环保的基本条件,同时配以不同的开关回路,达到运营的经济性。

  6. 1 重要场所照明

  客运站房的重要场所主要指下列场所: 进站大厅、售票大厅、候车大厅、出站大厅、旅客地道、室外节日照明等。京沪高速铁路沿线站房采用大空间,一般进站大厅和候车大厅紧密相连。这些重要场所旅客密集,所以照明设计非常重要。室内空间采用直接照明与间接照明相结合,充分利用间接照明提升空间舒适度,兼顾节能需求。景观照明体现铁路特大型旅客车站大气、稳重的风格。以下重点介绍这些重要场所的照明设计和灯具概况。

  6. 1. 1 始发站候车大厅

  以北京南站为例,如图2 所示。北京南站候车厅屋面的采光天窗白天可以充分利用自然光线。为了显示和渲染北京南站候车大厅的建筑风格,采用3 种不同的灯具和光源,安装于幕墙上的400 W上照金卤灯照射天花利用二次反射提供地面照明,光源色温4 000 K,平均照度200 lx,( 图中安检区) ; 安装于采光窗两侧钢梁侧壁的400 W 偏光平窗投光灯具直接照射地面,光源色温: 4 000 K,平均照度300 lx( 图中中央候车区) 。中央候车大厅两侧,安装于天花板上的250 W嵌入式金卤筒灯照射地面,光源色温3 200 K,平均照度300 lx。中央大厅天花采用250 W 上照金卤灯照射天花提供一个暖色的空间背景。光源色温3 200 K( 图中商业和售票区域)

  6. 1. 2 中间站(德州东)候车大厅

  灯具选型如图3 所示,照度分布如图4 所示; 中间站候车厅灯具选型主要从以下几个方面综合考虑。

  ( 1) 在满足照度、眩光等主要标准的前提下,灯具优先采用光效高的功率等级,在易产生眩光的空间,尽量采用小功率光源组合而成的灯具。

  ( 2) 在灯具选择的过程中充分考虑到灯具使用效

  率与维护费用的问题,合理选择高效率、长寿命的灯具,减少投资和运行成本。

  ( 3) 光源选择: 主空间照明采用3 000 ~ 4 200 K色

  温; 灯具的显色性指数均高于80,真实地表现出建筑及装修的材质和颜色,使人感觉更加舒适。灯具的尺寸与外形均紧密配合室内装饰的设计模数,充分体现出室内空间的协调性。

  ( 4) 照明参数标准、节能需求、建筑结构特点、装饰要求、安装维护条件和运营成本等因素。德州东站计算参数如下:

  计算维护系数0. 7
  灯具安装高度15. 1 m
  灯具安装方式两灯一组,间距: X = 4. 0 m; Y =8. 0 m
  灯具功率150 W 金卤灯
  平均照度33 lx
  显色指数Ra80
  光源色温4 000 K
  眩光指数UGR < 22
  功率密度11. 02 W/m2

  6. 1. 3 售票大厅(德州东)

  选用双筒灯,灯具布置见图5,旅客要感觉舒适和明亮,平均照度: 238 lx,照度分布见图6; 计算值参数:计算维护系数0. 7,灯具安装高度5. 1 m,灯具安装间距X = 3. 0 m,Y = 4. 5 m,灯显色指数Ra80,光源色温4 000 K,眩光指数UGR < 22,功率密度14. 69 W/m2,均匀度> 0. 6( 有效使用面积) ,可分开控制,实现节能运行。

  6. 1. 4 中间站站台雨棚(德州东)照明(图7)

  旅客站台是上车的重要场所,照明非常重要,为了旅客安全上车,灯具选择除照度满足要求外,需要考虑安全维护等方面因素。计算参数: 计算维护系数0. 7,灯具安装高度8. 1 m,灯具安装间距X = 7. 5 m,Y = 3. 5m,按照建筑模数结合天花装饰造型,矩阵规律排列。灯具功率150 W 金卤筒灯, IP65 防护等级,灯具功率150 W 金卤灯,平均照度154 lx,显色指数Ra80,光源色温4 000 K,眩光指数UGR < 22,功率密度10. 0W/m2。

  6. 1. 5 中间站(德州东)旅客地道照明(图8)

  中间站旅客地道高度有限,主要考虑明亮舒适,选用节能筒灯和日光灯相结合的方式。

  6. 1. 6 其他区域

  根据功能空间的不同,主要以荧光灯为主,荧光灯图8 中间站旅客地道照明(单位:mm)选用T8 系列的产品,显色指数Ra≥80,色温Tcp≈4 000 K,照明灯具镇流器选用高效电感镇流器并加电容补偿,补偿以后的功率因数要求达到0. 9 以上。

  6. 2 景观照明设计效果

  主要分以下内容: 重大节日效果,一般节日效果,平日前半夜效果,平日后半夜效果。

  各场景方式的切换应充分考虑造价的最优,力求在同一套灯光设施的基础上实现。

  外部照明设施不妨碍车站的正常使用,不在各种通道上形成障碍物,并避免眩光,减少其他光污染。

  外部区域将采用建筑特色塑型灯具予以描绘,并达到生动的视觉效果,屋顶采用可变色条形LED 灯带,作为屋顶周边的特色照明效果,采用专业LED 控制系统。光源色温: 全彩。

  7 照明供电方案及控制方式

  7. 1 供电

  ( 1) 供电负荷

  应急照明供电负荷为一级负荷中特别重要的一级负荷,采用双电源切换+ 分EPS 的形式供电。当出现两路电源同时失电且发生火灾的极端情况,应急照明负荷改由EPS 供电,持续供电时间不小于90 min,EPS设置在变电所。

  公共区照明、售票厅照明、雨棚照明、贵宾候车室照明等为一级负荷,由同一变电所不同母线段提供两路电源交叉供电。其他管理办公及设备用房照明为二级负荷,景观照明和室外照明等为三级负荷,采用单电源供电。

  ( 2) 照明采用TN-S 系统,每个回路上的灯具金属外壳均应接在PE 线上。

  ( 3) 应急照明干线采用NH-YJV 耐火型交联聚氯乙烯绝缘铜芯电缆,其他照明干线采用ZR-YJV 阻燃型交联聚氯乙烯绝缘铜芯电缆。敷设方式结合房屋结构、装修情况分别采用沿电缆桥架、预埋线槽、穿钢管敷设。

  7. 2 控制方式

  站房及站台可分路控制,采用智能控制方式,中间站采用2 线控制方式,大站采用IBUS,实现不同时间段的节能运营模式,实现节能效果。可以分为全开、三分之二开、三分之一开三种模式。

  白天开灯模式分为以下几种:

  晴天只开启没有日光的通道和封闭房间照明灯具,其余关闭;

  阴天开1 /3 灯具;

  夜晚开灯模式分为以下几种:

  夜晚( 24 时前) 全开灯

  夜晚( 24 时~ 3 时) 开一半灯具

  夜晚( 3 时~ 6 时) 开1 /3 灯具或全关闭

  8 节能和舒适性设计

  8. 1 节能

  一个良好的照明设计应做到尽可能经济合理、节约能源,要达到同样的照度,所选用的灯具和光源耗电越少越好,所以选用效率高于70%的灯具。除应急灯、疏散照明光源要选用耗电量高的白炽灯、荧光灯( 启动时间短) 外,其他场所没有特殊要求不宜选用,而应选用高效节能的光源,目前首选金属卤化物光源,它以其光效高、寿命长、显色性好而受到设计者及各车站的认可。节日照明用LED 泛光照明的手段。这些新灯具的采用大大地节省了能源,又提高了旅客的舒适度。

  8. 1. 1 日间照明节能

  北京南站建筑特点是采用彩釉玻璃屋面,大量应用日光进行日间照明,通过选择合适的光学材料,有效控制进入建筑内部日光的亮度,保证建筑采光区域在运行过程中能够得到合适恰当的照明,达到低眩光、均匀柔和的照明效果,突破传统建筑采光应用的技术壁垒,使日光完全当作一个可控制的人工照明光源。采用日光最大的特点是永久性的节能,大大降低运行维护费用。

  8. 1. 2 夜间照明节能

  夜间照明和日间无日光区域的照明主要依靠选择高效率的节能筒灯和金卤灯具直接照明来实现,2 种灯具从发光效率和使用效率上看,是目前人工照明最佳选择。通过比较计算,选择灯具效率> 65% 的节能产品,能够很好地实现整个建筑的节能目标。

  8. 1. 3 照明供电与控制的结合及节能

  传统的照明控制范围是与照明供电范围完全相一致的,这对将来的使用会带来诸多不便,设计时两者兼顾。北京南站采用了I - BUS 智能照明控制系统,使得供电和控制均可以按各自最合理的方案设计,实现系统最优。

  首先按供电分区、照明区域、防火分区、功能划分等因素,综合考虑建筑条件,确定了在各个分区设置照明配电室,以获得最短的供电距离,实现最合理的配电。在候车区域和换乘空间4 个象限、地下车库人防分区( 共8 个人防分区) 等区域均有照明配电室分布。在各分区配电箱内设置照明控制的执行元件,EPS 装置集成应急照明启动终端。

  公共区的正常照明被均匀分为2 组,采用双电源交叉供电; 应急照明通过双输入电源的EPS 供电,EPS安装在照明配电室; 其他照明按常规照明供电设计。不同功能的照明分别供电和控制。

  现场手动与距离控制、自动控制相结合: 在各照明配电室和在消防控制室通过I - BUS 系统、FAS 系统均可实现对公共照明的控制,为用户提供最大的便利性和灵活性。

  设备、管理用房的照明按常规就地控制,但其中应急照明无论现场的墙上开关处于何种状态,均可在紧急状态下,经FAS 系统集中驱动EPS 装置上的终端,强行燃亮备用照明。

  当EPS 两路市电均失电时,I- BUS 系统可根据EPS 发出的干触点信号自动接通应急照明。

  8. 2 舒适性设计

  从舒适度上考虑,北京南站设计中增加了部分上照灯光,主要有2 个方面的功能: 首先光通过空间形成二次反射光,产生舒适柔和的漫射光,提高空间照度,适合人的视觉生理要求; 另外,照亮的建筑顶部,平衡了采光窗周围的暗区太大的明暗对比,也减小了直接照明灯具和它的背景的明暗对比,降低眩目感,提高舒适度。二次反射灯具的位置按照建筑一体化的要求定位,实现见光不见灯的效果。光学方面采用先进的平窗照明技术,高效、舒适。

  9 运营维护设计

  高大空间的照明给将来的检修维护带来很大的难度。要解决这一问题,必须在设计阶段充分考虑检修维护的方便性。应避免将灯具安装在维护人员难于到达的位置,并尽可能选用长寿命、维护更换方便的灯具。不应选用安装在格珊灯具内的荧光灯,因为更换灯管困难,维护工作量大。一些封闭式刻花玻璃罩的灯具,由于不严密,飞进小虫、存积灰尘多,灯亮后遮光,灯具底部呈黑色,清理难度大,不应选用。光源选用新型高效节能灯,其寿命长,更换周期长。我国铁路站房建设期不同,设备参差不齐,有的老站灯具、光源落后,又未及时维护和更换,造成晚上候车、上车灯光昏暗,造成人员疲劳,心情不好,所以选用便于维护和更换的灯具在设计中很重要。

标签:高速铁路;  站房照明;  设计  

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