铁路站房内的环境照明设计研究

兰慧青

（中铁上海设计院集团有限公司，上海 200070）

1 引言

铁路站房运营时间长、能耗多，应采用高效光源灯具。作为国家大力提倡的绿色、节能并逐步实现落地的照明光源，LED光源的优点有：寿命长，后期维护频率低。站房高大空间灯具安装高度高，维护难度大，更新成本高，灯具寿命长能降低长期维护频率，间接节约了运营成本。另外，LED光源表现形式多样化，灯具样式丰富，能呈现丰富的动态效果，发出多种颜色的光，视觉效果佳，呈现出温馨舒适的光环境。本文以竣工的某铁路站房为例，研讨某铁路站房LED照明在功能、经济性及舒适美观方面的效用。

2 站房照明与节能

2.1 照明设计功能性探究

站房照明功能性的满足需按照不同类型空间进行探讨。GB 50034—2013《建筑照明设计标准》、TB 10008—2015《铁路电力设计规范》以及《铁路客站站房照明设计细则》中罗列了站房典型区域的评价指标要求。以该铁路站房为例，结合空间吊顶装饰设计，LED照明在站房4类典型空间中的灯具选型、安装样式等设计指标见表1。表1中体现了站房照明设计中4组不同空间中照明设计选用的灯具功率、数量、色温、光通量及灯具安装样式。4组空间中，候车大厅作为顶棚高度大于12 m的大空间，选用大功率LED照明，减少了灯具点位的安装，在满足照度要求的前提下，同样层高情况下，要达到同一照度指标，大功率的灯具平均功率密度值更低，更节能并减少了灯具使用数量，减少灯具投资及降低维护频率[1]。尽管大功率LED灯具相比较小功率LED灯具，大功率灯具芯片热量集中，需要一定散热装置，成本比较高，但在大空间照明设计中，灯具个数减少及照明美观效果的提升所节约的投资及维护费用将超过添加散热装置所产生的费用。地下通廊、售票厅及站台无柱雨棚顶棚距地高度在5～9 m，采用筒灯。4组空间照明灯具色温统一选用4000 K，发出暖白的光，适宜在铁路站房公共空间中使用。光通量的设计105 lm/W是结合了照度需求和市场中灯具厂家所能提供的光通量参数，综合得出设计标准，以此作为设计验收的依据。

表1 某站房典型空间照明设计指标

照明设计中照度及均匀度指标是检测照明设计合理性的关键指标，由表2照度对比数据可以看出，维护系统为0.7的4组区域LED照明设计在Dialux软件模拟计算出的照度值全部大于相应空间的规范照度标准值，满足功能要求。照度均匀度模拟计算值全部大于规范均匀度标准。

表2 某站房典型空间照明设计值&规范值对比

候车大厅、地下通廊、售票厅、站台雨棚（无柱）4类站房典型空间的照度色域图见图1～图4。

图1 售票厅色域图

图2 地下通廊色域图

图3 无柱雨棚色域图

图4 候车大厅色域图

综和站房不同空间的照明设计照模拟结果和色域图分析，LED照明完全可以满足铁路站房功能性使用的要求，考虑到LED光源存在的节能及高效特点，未来铁路站房将会更多地使用LED光源。

2.2 照明设计经济节能性探究

2.2.1 使用绿色LED光源节能

近年来，铁路站房常用的光源为荧光灯、金卤灯以及LED光源[2]。“LED光源光效120～250 lm/w，荧光灯50～120 lm/w，金卤灯50～80 lm/w[3]”。实际中该铁路站房照明设计已经采用了新型LED光源，并对照节能规范做出合理设计，国家规范中对于节能方向的评价标准为功率密度限值，2022年4月起，GB 55015—2021《建筑节能与可再生能源利用通用规范》对功率密度限值实行统一规定限值，GB 50034—2013《建筑照明设计标准》部分有关节能的强制条文取消，取消现行值与目标值的区分。以本文中的铁路站房实际案例对照，根据表2中的模拟结果可知，在功率密度方面，4类空间的设计功率密度值除雨棚略小于规范目标值之外，均大幅小于功率密度规范目标值。

总的来说，使用LED光源节省了电量，节省了运营成本。以建筑面积为100 m2室内空间为例，吊顶高度5 m，照度同为300 lx，需设置32 W LED灯具25盏或36 W荧光灯36盏。照明功率密度分别为8 W/m2，13 W/m2。采用LED照明比荧光灯照明节约5 W/m2。以某站房建筑规模计算，49 927.3 m2节约用电量249 kW，以每天亮灯12 h，每年亮灯250 d计算，每天用电量节省12×249=2 988 kW·h，每年节省电量250×2 988=747 000 kW·h。

2.2.2 利用智能控制方式节电

智能照明控制方式是帮助铁路站房实现节约运营费用，间接节约投资并实现高效管理的一种方法。本文中的铁路站房照明采用集中控制和就地控制两种方式。站房照明集中控制采用智能照明控制系统，智能照明主机设于消防控制室。对候车大厅、售票厅、进站广厅、地下通廊及站台雨棚等公共区大空间采用集中控制方式，且纳入BAS控制系统，实现消防控制室统一控制公共区照明的需求。

智能照明控制系统按日照强度和时间参数等因素通过开关控制模块控制不同区域照明，结合铁路站房特定的照明需求，控制站房照明的亮度和开关时间，可以避免照明长时间开启产生的资源浪费。从站房使用管理角度分析，智能照明系统提供了一种便捷、安全及稳定的控制方法[4]，提升了铁路站房的信息化程度，通过通信接口与BAS系统联网管理，在保持照明运行良好的情况下，可同时减少人力成本开支。

2.2.3 其他可采用的节能模式

铁路站房经济性的实现还可通过以下方式实现：（1）采用直接照明。选用直接型灯具，光效最高，节能效果明显。（2）选择窄配光灯具。窄配光灯具所发出的光投射到特定的范围，使得灯具数量减少，功率降低，提高大空间照明效率。（3）内投光利用自然光。站房照明设计中，适当结合建筑及不同的装修特点，并且在白天利用自然光，在站房通廊等带有灯牌及广告牌的区域利用灯箱光照，也是一种节能降本的有效方式。

3 站房照明光环境优化

3.1 站房的光环境组成

站房的功能已经由最初的候车功能发展成为多功能的空间，在此旅客除了候车之外还有等候、购物、交流等较多的社会功能需求。因此，站房的照明已经不仅是地面的垂直照明需求，已经延伸到对整个空间的照明，包括地面、顶棚以及人视线停留时间较多的立面。站房的照明可以分为地面照明、天花照明（间接照明）、立面照明。地面照明需满足基本的规范要求；间接照明是在夜晚对整个空间明亮度的提升；立面照明是与站内店铺结合提供更好的视觉感受。

3.2 国内外站房照明对标分析

国外的铁路候车大厅，集合诸多商业和其他功能，除了对地面本身的照明之外，会针对注重建筑和空间本身的构造进行照明提亮。国内大部分站房，照明以天花下照筒灯的功能照明为主，旨在满足站房的照明设计标准。地面照明满足所有规范标准，立面以店铺自己的内透光为主。国内少部分站房，对吊顶和立面做了间接照明及装饰性照明，提升了整体的站房光环境品质。

3.3 某站房光环境优化

某站房光环境提升有两大方面：一是利用间接照明照亮有造型感的天花，既突出了建筑造型美感，又提升整体空间亮度。天花造型的层次更加清晰，铝方通包裹的吊顶和采光顶部分，在夜晚也可以呈现给旅客。二是立面穿孔铝板后暗藏灯带洗亮穿孔铝板，让整体立面不再沉闷，与店铺的内透光和店铺光相结合，让旅客在候车时有更好的购物和餐饮体验，以及舒适的停留体验。某站房光环境优化效果图如图5～图8所示。

图5 某站纯天花下照灯系统示意

图8 补充天花间接照明及立面提升照明效果图

图6 某站天花间接照明及立面提升照明系统示意

图7 某站纯天花下照灯照明效果图

4 结语

对铁路站房进行照明设计，主要包括光源选择、灯具选型与照度计算。铁路站房照明设计建议如下：灯具安装高度在9 m以下的区域设置LED筒灯，灯具安装高度在9 m以上设置LED泛光灯，而对于建筑高度接近20 m的超大空间，通过增加灯具安装点位达到增强照度的目的。对于售票窗口、售票工作台等照度要求较高的区域，增加筒灯作为局部照明，增强该区域照度。

照明设计功能性的满足建立在满足国家标准及规范中的要求上。站房候车厅空间较高，安装在其顶棚铝单板装饰缝内部的灯具更换维护困难，除了采用长寿命，高品质的LED灯具，站房还设计了维修马道来缓解更换和维护的不便，减少维护费用。马道检修不到的灯具采用升降梯或登高车进行维护更新。

经济节能及美观方面，铁路站房采用LED光源、利用智能控制照明及利用自然光、广告灯牌照明的方式节约成本。站房非重点区域，未来可多使用光导照明的方式进行照明设计[5]。从人性化设计、美观及舒适度的角度进行设计，合理选取光束角，采用直接间接相结合的方式是目前较为理想的光环境设计。相比传统国内铁路站房照明设计，采用间接照明及暗藏灯带丰富了站房照明的光环境，给予旅客舒适的停留体验，夜间景观照明利用玻璃幕墙形成内透光效果，获得了较好的照明效果，同时减少了工程投资。

LED在绿色节能与照明效果上的表现比传统光源更加突出。尽管现阶段LED光源仍缺乏质量认证标准体系，厂家产品质量良莠不齐，电气参数各不相同。在未来统一LED照明质量标准，大幅降低LED光源成本以及政府对于“碳达峰”“碳中和”政策的贯彻实施下，LED光源将在未来站房照明设计中占据主要地位。