高铁客站照明智能化与节能降耗的优化建议

张 博

中铁第五勘察设计院集团有限公司东北分院，黑龙江 哈尔滨 150006

0 引言

近年来，我国高速铁路迅速发展，在全国范围内已新建超600座的高铁客站。照明用电是高铁客站主要耗能因素。基于此，为了实现高铁运营的节能环保，获得更大化的社会效益和经济效益，政府及相关企业必须高度重视高铁客站照明节电技术的有效应用。在高铁客站建设过程中，需结合不同的空间，选择不同的照明方式，防止由于过高的照度造成整体能耗增加，或是过低的照度导致其基本功能难以实现。通过运用高效、使用年限较长的光源，能够降低照明的使用成本，最终实现高铁客站照明节能降耗的目的，提高高铁运营的综合效益[1]。

1 我国高铁客站照明耗能现状

高铁客站在照明方面多选用金属卤化物灯照明。通过调查某高铁客站照明耗能发现，该客站共建有7个站台，无站台柱雨棚面积约为61 568 m2，雨棚最大跨度为65 m，最大高度为21 m，站台雨棚布设了150 W大功率金卤灯1 365盏，每小时用电量为189 kW；已建设的高架候车室面积为12 214 m2，大跨度为77 m，高度约为22 m，布设475盏金卤灯，每小时用电量为38 kW；已建北站房面积为24 996 m2，大跨度为77 m，大空间高度约为26 m，布设1 762盏金卤灯，每小时用电量为78 kW；已建南站房与高架候车室面积为15 359 m2，照明每小时用电量为150 kW。可见，该高铁客站照明总用电量超455 kW，每天按8 h照明计算，年耗电量在1.33×106kW·h，照明电费约为117万元，这在很大程度上增加了车站的运营成本。当前，我国大多数高铁客站照明耗能情况都没有较大差异，部分高铁客站为了降低用电成本，选择少开或是不开车站夜间站台雨棚照明灯，导致整个站台比较黑暗，降低了乘客的乘降安全性与舒适性。

针对高铁客站照明设计，由于客站站房与雨棚都是高大空间，加上我国相关文件明确了铁路照明设计规范，为了满足这一规范，照明设计必须对灯具布设进行平均分布与均衡设计，需要使用大量的灯具，导致光源功率与用电量增大，从而显著增加了整个高铁客站的照明能耗[2]。另外，部分高铁客站照明控制系统中依然沿用传统的开关控制，仅具备声控与时控，系统智能化程度较低，难以实现节能降耗。

2 高铁客站照明智能化与节能降耗的优化建议

2.1 选用高效节能光源

高铁客站照明设计需确保符合照明质量的要求，同时在此基础上需尽量选用高光效的光源。近年来，LED技术和性能取得了一定的突破，在各领域得到更加广泛的应用，包括城市景观照明、室内外照明、车灯等[3]。该光源的主要优势在于高效、节能环保、使用年限较长、体积较小、耐振动、维护简便、响应速度快等。相关调查研究发现，相较于市面上的常见灯型，LED灯的光效最高，因此考虑高效节能方面，可首选LED灯。目前我国很多新开建的高铁客站雨棚照明已逐步运用LED灯，获得了较好的节能降耗效果。与金卤灯相比，LED灯的用电功率降低了约30%，可用50 W LED灯取代70 W金卤灯，100 W LED灯取代150 W金卤灯，从而有效降低照明能耗，获得更大化的经济效益。同时，尽管电子节能灯可以提高节能效果，然而这类光源在使用过程中会产生污染环境的重金属泵，LED灯则不存在这一问题，因此高铁客站照明建设中宜优先选择这一光源[4]。

2.2 因地制宜，科学设计光源的分布

在高铁客站照明设计过程中，需要根据周边环境来对光源分布进行差异性设计。

（1）需符合灯具最低允许安装高度、美观性需求，并在此基础上适当降低安装高度，进而在很大程度上降低照明电能消耗。

（2）若同一大空间中存在局部小范围高照度要求，可优先选择局部照明来实现节能目的。以某高铁客站高架候车室的大空间照明为例，结合区域内的具体情况，选择在人流通道上方布设光源，照度由200 lx更改为150 lx或是100 lx标准，在候车座椅区考虑到旅客的阅读需求，可适当在该区域增强照明亮度，以在满足照明需求的情况下达到降低能耗的目的。

（3）结合周边环境因素来进行科学合理的差异性设计或是特殊设计，若旅客地道两边侧墙都布设了30 W/m2的广告屏幕，并运用了LED灯，则在很大程度上增强了周边的照度，那么在地道顶部的光源设计中，应结合广告的照度进行适当减少，从而达到节能降耗的目的。

总之，在整个高铁客站照明设计中必须始终坚持节能降耗的目的，从设计源头进行控制，确保照明符合相关规范和要求，再结合客站照明建设环境的具体情况，科学合理地布设光源。

2.3 科学建立智能照明控制系统

在高铁客站照明设计过程中，运用具有高效、节能、灵活等优势的智能照明控制系统，有利于强化客站中供配电系统设计的科学性，降低成本。同时，该系统提升了各子系统之间接口的简洁性，可以很好地满足高铁客站在管理方面的实时、快捷、稳定、强抗干扰能力等要求。具体建设方法如下。

（1）动力配电设计。第一，针对配电设计规则，严格依据降压变电所负荷级别的要求做好配电工作，通常选择放射式配电形式；结合配电负荷分布的差异性，于客站站厅层两侧环控机房附近都设置一间环控电控室，为电控室进行集中式配电；对于高铁客站照明系统而言，环控配电系统中的所有线路连接必须符合相关标准。第二，针对配电控制形式，应按照环控专业中的相关要求与标准，采用联动控制模式来对通风空调大系统设备进行严格控制；对于排烟风机、消火栓泵等设备设施，需尽量在现场设置控制箱实现手动控制，还需设置车控室与OCC实现联动控制。

（2）照明配电设计。第一，照明配电系统。应注意对公共区照明、应急照明等进行合理区分，然后结合各区域具体的供电目标来进行合理的照明配电设计；其中广告照明应布设相应的照明箱，由降压变电所直接供电；各区域的应急照明则由车站EPS电源自行供电。第二，照明控制形式。对于高铁客站公共区、出入口通道等位置，均可采取智能控制方式，实现对照明的自动化控制；同时，针对站内采用智能控制方式的照明设施都设置为智能控制和手动控制两种模式，以保证照明控制的稳定性。第三，合理选用应急照明灯具。最好选择自体拥有直流电池电源的交直流两用灯具，确保寻常时段平常交流电源浮充电，当交流电源无电流后，由直流电源提供一定的电能，使灯具可以正常照明；应急照明灯具可首选白炽灯和直管荧光灯，这类照明灯具的光效较高，且点燃操作快速可靠。第四，应急照明及其配电。可通过安装EPS应急照明电源装备来实现，该装备能够为应急照明与疏散指示照明直接供电。

（3）不同的工作状态。第一，停运状态。在夜间列车停止运营后，首先由值班人员进行巡检，在检查无误之后开启应急照明，同时关闭正常照明灯具，降低照明能耗。第二，标准运行状态。在夜间到早晨列车开始运行这一时间段内的照明维持在低负荷状态，通常控制在最高负荷状态的50%以内。第三，低谷运营状态。列车处于不全面运行的状态下，客站内对照明的需求相对较低，可降低客站内的照明度，使之维持在最高负荷状态的75%以内。第四，高峰运营状态：高铁客流量较密集的时段，整个客站内平均照度会小于最高负荷状态的90%～100%。

3 结束语

综上所述，在高铁客站照明系统设计和建设过程中应优先选用高效节能光源，因地制宜地科学设计光源的分布，并科学建立智能照明控制系统，以实现高铁客站照明智能化，并降低电能的消耗，从而降低高铁客站运营的成本，为高铁部门带来更多的经济效益与社会效益。