基于铁路站房照明设计的专项数据库软件研究

管亚敏，赵俊波，马　晔，张金刚

(1.中铁第四勘察设计院集团有限公司电气化处，湖北 武汉　430063；

2.北京清华同衡规划设计研究院有限公司 光环境设计研究所，北京　100085)



基于铁路站房照明设计的专项数据库软件研究

管亚敏1，赵俊波2，马晔2，张金刚2

(1.中铁第四勘察设计院集团有限公司电气化处，湖北 武汉430063；

2.北京清华同衡规划设计研究院有限公司 光环境设计研究所，北京100085)

摘要：本文旨在介绍针对铁路站房照明研发的专项软件。软件开发编制了图形库模块和产品库模块。图形库针对铁路站房的不同公共空间(含售票厅、候车厅、进出站大厅、站台等)建立了空间模板，并纳入了典型布灯方式，产品库包含了铁路客运站房常用的照明灯具，便于直接调用。使用者在输入使用要求后，可得到对应的解决方案，包括灯具布置方案和灯具选型等。软件为非专业照明设计师提供了典型布灯方案，为专业设计师提供了灯具选型。软件为铁路站房的照明设计提供了全面的解决方案，并为照明设计行业和其他行业的结合提供新的结合点。

关键词：铁路站房；照明设计软件；图形库；产品库

引言

随着我国交通事业的蓬勃发展，铁路站房建设到2015年将建1000余座铁路客站[1]。如何借鉴目前照明科技的发展，建设铁路站房的基层数据，提高照明设计的效率和质量，是保障建设高效节能铁路站房的必要环节。

本研究对站房各类空间尺寸和材质反射率进行了归纳，为数据库提供了图库模板；通过对近年建成的各类铁路站房的照明效果进行了实测，提出了影响照明质量和节能的典型因素，并对各影响因素进行模拟分析，为本数据库的照明设计方案提供了模板；调研了目前各类光源在铁路站房的应用情况，并分析了LED的特点和优势，为产品库建立提供了依据。

铁路站房内空间类型较典型，且布灯方式较规范，适宜通过总结形成有规律可循的设计方式。通过软件将这些典型空间和布灯方式以DIALUX载体连接，将照明设计要求、照明应用数据、照明效果实施、灯具参数等信息整合为数据库。

1图形库

图形库囊括了铁路客运站房的主要功能区，包含进站台、大厅、售票厅、候车厅、出站台、雨棚。软件主要针对以上典型空间，通过Dialux进行了模型搭建。使用者可从空间、高度、照度要求等几个参数输入需求。以下是库内图形搭建过程中的参数分析：

1)空间高度：各功能区的尺寸通过对全国部分大、中、小型铁路站房进行调研和总结后得出。首先对各功能空间的天花高度、材料反射情况进行全面调研。各站房的不同功能空间天花高度调研结果如表1所示。

表1　各功能空间天花高度表　单位：m

根据调研的空间高度，同时调研了其他车站的图纸，进行了补充。售票厅主要建设高度为5m、8m，进站厅主要高度为5m、12m、18m、30m，候车厅主要高度为6m、12m、18m，站台雨棚为5m、6.5m两类，站台雨棚为3m、9m、18m。首批模型的高度根据以上数据进行搭建。

2)灯具的排列形式。灯具的排布形式大致可分为四类，即单灯点阵、灯组点阵、灯组结合灯带和单灯结合灯槽。其中以单灯点阵排列方式居多。

图1　各类布灯方式实际应用照片Fig.1　The arrangment of each practical application

根据以上几个部分的分析，在图形库部分基本确定了模型的空间类型、空间高度、反射率、布灯方式。在做设计方案时，需要考虑现场的实施要求和对应空间的排列方式，在图形库中可以选择查看不同的排列组合形式对照明效果的影响。同时设计师还应该了解规范要求，参考《建筑照明设计标准》和《铁路客站站房照明设计细则》的照度、均匀度、眩光等要求。通过输入正确的要求进入下一步——产品的选择。

2产品库

产品库选择适合铁路站房照明要求的灯具，进行验证后将灯具参数导入，形成产品库供建设方、设计方选择。这一模块中根据对设计师的调研问卷，从照明设计对灯具要求的多个要素中选择5个关键项设置为搜索项，如光源类型、品牌等。

有时搜索这5个关键项会出现较多结果，这时可对应不同的优选要素，进行再次筛选。比如对于休息厅，应将舒适度作为优选项，可适当对眩光、显色性进行严格把控。对于进站大厅，对能耗的控制又是重要的优选要素。

2.1效果量化指标

根据调研，站房照明常用光源主要有三类，即荧光灯、金卤光源和LED光源。分别针对不同空间，对这三种光源进行了比较分析。以荧光灯与金卤灯的比较为例进行建模分析，在空间高度不高于7m时适合选用荧光灯, 照度均匀度较好；而在高净空空间选用金属卤化物灯,可以获得较高的平均照度和均匀度。

根据以上的对比方法，将LED灯具与金卤灯进行对比计算，使用42.7W的LED灯和使用82W的金卤灯可达到相近的照明效果，即使用LED灯具耗电量是使用金卤灯具的63%。因此，照明目标相同的情况下，使用LED灯具比使用金卤灯具约节能37%。

在安装高度不高于7m的情况下，将LED灯具与荧光灯进行对比，通过分析，能耗相近的前提下，选用LED灯具能达到更高的照度，也可以说明同样的照度要求下，LED灯具功率更低。但荧光灯也有自身优势，价格便宜、使用成熟，在铁路站房较低矮空间运用十分广泛。

在光源选择和灯具参数的选择上，软件也对不同的搭配进行了分析，比如通过计算，去掉了应用较少的在5m以下空间的金卤灯的使用，便于设计师缩小范围。

2.2灯具参数

产品库的参数中，包含了灯具类型、光束角、功率等参数。根据调研情况和照明产品的发展方向，灯具类型包含了嵌入式筒灯、吊装明装、吸顶、T8/5支架式等产品，为大部分照明项目提供了方便的字典式服务。灯具宽、中、窄光束角的灯具对设计的影响值也是非常重要的，选择相应的光束角进行查看。此部分为了便于非专业照明设计师使用，通过对比不同空间使用不同光束角的优劣，给出了合适的使用搭配，使用者可方便的查询到合理的设计方案。功率是在模型、光源、光束角等确定的基础上，通过实验确定的。

2.3灯具品牌

品牌在一定条件下是工程质量的保障，它涉及到灯具产品的可靠性及企业服务。在产品库中集成了多个专业灯具厂商，并在专业检测机构对性能进行验证后，与图形库结合，形成不同的结果，挑选符合规范要求的产品导入产品库。产品库中包含不同等级的产品，包括进口品牌及国产品牌，不同的品牌优势不同，业主可以根据对效果和价格的查询选择合适的产品。使用者可比较不同品牌或者同一品牌在指定空间中的表现，通过输入品牌参数进行详细比较，选定后下载到设计案中。

由以上分析看出，产品库的建立是从设计师的设计顺序出发，先进行光源类型的选择，再进行灯具类型选择，最终选择品牌。产品库中包含灯具ies曲线、灯具参数和灯具照片，兼顾了功能性和直观效果性。

3软件管理

软件分两个入口，一个是使用者入口，一个是管理者入口。管理者模块包含照明设计应用功能模块、照明产品信息功能模块、照明系统管理功能模块、照明设计安全功能模块及网络通信功能模块。目前的软件含有上百种模型和灯具产品，软件的扩建功能便于不断添加新的空间模型，新的布灯方式、及合适的产品。

4总结

在各行各业越来越需要数据共享的时代，铁路站房照明设计数据库软件在专业领域，提供了典型的空间、布灯方式，提供了经验证的符合规范要求的光源灯具品牌。并通过实验，验证了常用的灯具品牌，为设计人员提供了一部在线的设计字典，经在多个设计院进行试用，得到了满意评价，并获得了软件著作权。经验证使用的方式，为更多优秀的产品提供了参与到项目中的渠道，建立了建设方和产品方的连接，也将推动产品的进步。希望铁路站房的数据库软件的研究应用，为照明专业与其他各专业的结合提供借鉴，将专业的设计方案提供给更多的建筑设计师、电气设计师使用。

参考文献

[1] 管亚敏.铁路客站绿色照明及LED应用研究[J].照明工程学报，2014，25(6)：50.

[2] 马晔，荣浩磊.面向应用的产品技术要求[J].照明工程学报，2013，24(5).

[3] 中长期铁路网规划(2008年调整).国家发展改革委，2008.

Research on the Lighting Design of Railway Station Special Database Software

Guan Yamin1，Zhao Junbo2， Ma Ye2，Zhang Jingang2

(1.ChinaRailwaysiyuansurveyanddesigngroupCO.,LTD,Wuhan430063,China;

2.BeijingTsingHuatonghengUrbanPlanningDesignandResearchInstituteCo.,Ltd,Beijing100085,China)

Abstract：This paper aims to introduce the railway station lighting design database software. The software development graphics library module and the lamps and lanterns library. Graphics library contains different public space of railway station (including the ticket office, waiting room, import and station hall, platform etc.) .We established the space models and the luminarie arrangement.Light library contains the common lighting lamps and lanterns of railway station, and easy to search. Users can input the design demand,and can get the design solution, including the layout plan and the lamps and lanterns selection and so on. Software can provides design plan for non-professional lighting designer, and lamp selection for professional lighting designers.The software provides comprehensive solutions for the lighting design of railway station, and new combination for lighting design industry and other industries.

Key words:railway station; lighting design software; graphics library; luminarie library

基金项目：国家自然科学基金资助项目(资助编号：5147832)；国家自然科学基金资助项目(资助编号：51178320)

中图分类号：TM923

文献标识码：A

DOI:10.3969j.issn.1004-440X.2015.06.008