1 前言隨着國內城市化的快速發展，城市人口和密度的不斷擴大，軌道交通系統將成爲中國各大中城市公共交通的重要組成部分。本文主要以上海軌道交通爲例，探討城市軌道交通的照明系統節能設計。到目前，上海已建成13條、339座車站的基本執行網絡，由於軌道交通、特別是地下車站具有執行時間長的特點，其在照明系統上的能耗，將是個龐大的數字。本文字着“節能、增效、環保”的精神，就上海市軌道交通照明系統的節能措施進行綜合性分析和探討。
2 照明節能的基本要素
2.1 照明設計按執行場所、適用的環境要求的不一，選擇適當的合理的照度參數和指標，避免浪費。對於地面執行段和地面車站，充分利用自然採光。結合照明技術的發展，安全合理的採用新技術實現照明節能。
2.2 照明燈具選擇高效節能的燈具，在滿足設計照度要求的情況下，降低照明能耗。
2.3 照明控制和管理採用專業的照明控制系統進行控制，彌補和完善BAS系統的照明控制，使照明控制更合理、更人性，透過管理的手段達到節能最大化。專業的照明節能系統的控制更靈活，更便捷，爲今後照明系統的升級、調整擴容提供了可行性。系統與BAS系統連接後，實現與BAS系統雙向通信，實時監控。在專業照明控制系統基礎上，應用現代化的管理手段，透過時間、照度感應、人體感應等數據的採集，自動控制照明設備的開和關，合理啓閉照明設施。對能採集自然光的場所，執行熒光調光控制，減少能耗。
2.4 節能投資新的節能措施和技術的引入，會提高項目的造價，回收節能投資的合理時間一般爲2年以內。
2.5 環保在設備的選用上，儘可能採用環保的安全產品，以避免今後次生災害的發生，在產品上可參照EU(歐盟)發佈的環保標準。
3 車站照明節能基本要求及原則
(1)上海市軌道交通照明節能設計首先要符合《上海城市軌道交通照明節能設計實施細則》，並在此基礎上應用專業照明控制系統，在原集中控制的基礎上，提高照明系統的可控性、靈活簡便性，最大化推進照明節能(專業節能控制)，降低運營和維護成本。
(2)照明節能設計應與建築設計緊密結合，在車站出入口，高架站的站臺、站廳的熒光燈，採用調光鎮流器。在滿足照明質量的條件下，充分利用自然光，自動調整控制，減少人工照明的不確定性操作，有效降低照明能耗。
(3)滿足公共區域所需要的最基本照度要求，限制或防止直接眩光，提供舒適的照明環境。
(4)照明節能設計中結合照明技術的發展，採用節能光源、可調鎮流器、高反射燈具、專業照明控制系統設備及控制技術等手段，人性化地控制照明，安全合理地實現照明節能。
(5)照明節能設計中推廣綠色照明工程，參照EU(歐盟)發佈的環保要求。
4 車站公共區
4.1 設計指標及細則
(1)一般標準裝修的車站，公共區照明的照明功率密度值LPD按不大於7W/m2設計。以高標準和較高標準進行裝修的車站，公共區照明功率密度值LPD按不大於9W/m2設計，但須確保在燈具同時開啓的情況下，滿足照度值的相關要求。
(2)LPD值已包含鎮流器功率及應急照明功率。
(3)車站出入口及高架車站的站臺、站廳的照明設計，選用直管熒光燈+調光電子鎮流器的方案(採用調光電子鎮流器加照度控制方案可節能69%。按每天開啓15.5h、0.6元的電費、365天執行時間計算，1年可收回在鎮流器上增加的設備投資)。
(4)車站公共區中自動售檢票、客服中心等處，較公共區照度標準需適當提高，按200lx照度值進行設計。
(5)站廳層及站臺層公共區功能性照明光源的選擇，以直管熒光燈爲主，適當結合緊湊型熒光燈佈置;層淨高在5m左右的高架站站臺照明選用陶瓷金屬鹵化物燈(注：對於個別需要結合裝修、燈具的安裝高度在3m左右的高架車站，其站臺層公共區的照明設計可選用熒光燈+調光電子鎮流器的方案)。
(6)直管熒光燈應採用細管徑(26mm及以下)、稀土三基色熒光燈粉製造的.、色溫爲4000K~6500K、功率爲28W~36W的燈管。
(7)LED等可作爲裝飾性照明的光源，適當選用。
(8)直管熒光燈配用電子鎮流器，陶瓷金滷燈選用節能型電感鎮流器(功率小者可採用電子鎮流器)，緊湊型熒光燈則自帶鎮流器。
(9)車站公共區照明選用防觸電保護類型Ⅰ類、效率高、維持率高(燈具的反射及反射材料選具有良好的抗老化性能)的寬配光型直接式燈具。此外在選用金滷燈時，應同時考慮燈具的紫外線防護性功能。
(10)選用非開敞式燈具時，要確保保護罩或格柵罩的安裝牢固可靠，尤其是高架站臺，燈具應具有一定的防風性能，以保證乘客的安全。
4.2 照明配電形式及控制方式
(1)照明配電迴路的劃分，要滿足分時、分段、分組控制的要求。一是分時：車站(泛指地下、地面和高架車站，下同)運營時間分爲開始準備階段、運營低谷時段、運營高峯時段、運營結束清掃時段、運營結束;二是分段：車站站廳、車站站臺、客服中心、自動售檢票、車站出入口、公共走道燈分段設定照明迴路;三是分組：對需要羣組啓閉的照明迴路進行編組，在分組設計時，儘可能做到各相間負載平衡。
(2)車站照明配電箱設於照明配電室，並按照明的供電範圍及照明的種類要求分別分迴路供電。
(3)出入口照明採用二路電源交叉供電，均勻分佈，每路各帶50%照明容量。
(4)對於設定屏蔽門的車站，站臺層照明取消兩側的光帶佈置形式，具體的佈置方式結合建築裝修效果，另行確定。
(5)在車控室設定照明控制面板(無需額外設施及供電，只接入兩根照明控制用的總線)，對公共區照明、出入口照明、應急照明等進行自動/手動的集中控制、並監測開關動作狀態;在照明配電室就地也可以執行手動控制;與BAS系統聯網，採用ModBus通訊協議，實現網絡監控。
(6)車站公共區內以站廳或站臺中心線爲界，半個站廳或站臺爲一個控制單元。例如：島式站臺層一般分爲18個單相照明迴路，側式站臺一般分爲12個單相照明迴路，整個站臺做到1/4，1/2，3/4，1的4檔靈活可控，且照度均勻。
(7)車站出入口(地面、高架車站站廳層及站臺層等)照明，在有自然採光的區段，設單獨照明迴路，採用自動光控方式。原則如下：一是車站出入口的可調熒光燈(調光控制不影響燈管壽命)，透過照度感應器自動調整照度分4檔調節，燈光亮度漸變在1~6s內完成，並確保照明的均勻度;二是對地面、高架車站的站廳、站臺，實施調光和模式組合控制方式;對熒光燈進行自動調光控制;對金屬鹵化物燈進行分組模式控制;三是設有調光熒光燈的站臺，至少分12個照明迴路，做到0，1/4，2/4，3/4，1的五檔模式控制;四是根據每個車站的出入口結構、高架站站臺、站廳的建築不同，自然採光的量不同，專業照明控制系統的照度感應器可按不同的現場情況調整照度採集標準設定。
(8)車站公共區內客服中心的照明設定單獨迴路，車控室監控。
(9)專業照明控制系統執行時，只需選擇相應的羣組、模式按鈕，便可自動按設定好的方式開啟相應區域的照明迴路，並顯示開關狀態(通常情況下按時間、照度設定的照明系統，可自動按設定要求控制照明燈具的啓閉、調光控制)。其控制方式如下：一是羣組控制：根據照明燈具的種類、位置，分成若干個照明迴路，分段或分組執行同時啓閉照明的控制;二是模式控制：根據照明區域的需求，啓閉局部照明迴路，同時對調光燈具照度調整，使照明系統簡捷、迅速地轉換到某一特定的照明模式的控制;三是時間控制：根據地鐵執行時刻表，設定時間段，自動變化指定區域內的照明燈具狀態;四是組合控制：按時間控制、羣組控制、模式控制進行組合，完美實現現場照明需求，達到照明節能最大化。
(10)夜間列車停運後的夜晚值班照明：關閉一般照明，僅留有應急照明作爲巡檢用。
(11)裝飾照明設定單獨迴路可控。
(12)有條件時，利用各種導光和反光裝置將天然光引入車站內進行照明;也可利用太陽能作爲照明能源。
(13)廣告照明採用時控，單獨設定配電箱，並在配電箱內單獨設定時間繼電器來實現。
(14)設備及管理用房照度標準按150lx照度值進行設計，其照明(無特殊要求的)選用直管熒光燈，設備區的走廊等區域選用緊湊型熒光燈。
(15)站臺下照明(相對高度低於2m的)採用安全電壓供電，採用防水、防潮的36V燈，且在出入口設定雙控開關。
5 車站照明光源節能分析TL′5HE(高效型)系列熒光燈配EB-S高頻電子鎮流器使用，是一種小巧又節能的照明系統，與傳統的標準直管熒光燈相比，具有光效高，使用壽命長的優點，它能節約25%的能源。在前10000h的照明時間裏保持的92%的流明維持率，並且特長的使用壽命也降低了替換和維護費用採用TL5光源，與傳統光源設備相比較，雖然一次性設備投資較高，但當年即可收回增加投資的成本費用。
6 車站照明控制節能分析在設計時，按照度爲基準，實施多回路照明控制的設計方案，以增加照明控制的靈活性和適用性。站廳和站臺照度按模式分4～6種，根據不同的運用時段，按不同的照度要求合理開啓照明迴路。當燈具調整後，只要重新編組羣控就可滿足設計照度要求。此外對有自然採光的出入口、高架站站廳、站臺，對設定的調光熒光燈進行調光控制。車站的照明系統透過自動組合式控制，達到照明節能效果最大化;地下式車站節能可達原照明總量的21.6%左右，地面(高架)車站節能可達原照明總量的48.3%左右，一年後收回照明控制系統的投資費用。
6.1 站臺每天節約用電139.5kWh，節能36%。另外加上出入口照明的調光控制方式，8節編組的地下車站每天節約用電在200kWh以上，每年共計73000kWh以上，按公共照明佔車站總照明用電量70%推算，車站照明節能達21.6%左右。
6.2 地面(高架)車站照明用電比較地面(高架)車站可以充分利用自然光，採用專業照明控制系統天文時間控制、傳感器控制及模式控制的組合方式，智能、自動靈活調整照明開啓的迴路，降低能耗。對採用照度組合控制的站廳、站臺，節能效率可達到69%(參照日本緯度及氣候實際測得數據)，按站廳和站臺日照明600kWh計算，年節約用電15.1萬kWh。按公共照明佔車站總照明用電量70%推算，車站照明節能48.3%左右。
7 結論
綜上所述，在上海市軌道交通照明節能設計與實施方法中，在不降低功能要求前提下，充分利用了現代照明技術的發展，選用高效節能照明產品，根據現場環境變化，運營時間段的不同，透過不同的配電及控制方式，實現了很好的照明節能效果。這種方法也爲類似的如大空間民用等場所提供了照明節能實施依據，值得更加廣泛地推廣應用。