1.1 地铁照明系统的功能划分
地铁车站照明分为大概可做如下分类:
设备区照明:设备管理用房正常照明、应急照明和安全低压照明(站台板下、风道);
公共区照明:公共区工作照明、公共区节电照明、应急照明(包括备用照明和疏散照明)、值班照明、过渡照明、广告照明和导向照明。
1.2 地铁照明系统控制的基本要求
地铁车站设备房间照明采用就地控制,公共区照明采用交叉配电、分组控制。常规控制方式是,在车站人流高峰时段,工作照明和节电照明全部打开,保证照度;在人流低谷时段,仅打开工作照明或节电照明,节约电能;当发生火灾时,关闭相应区域的工作照明、节电照明及导向照明、广告照明。
照明模式一般设置四种正常工作模式(正常模式、节电模式、停运模式和区间维修模式)和三种火灾模式(设备区火灾模式、公共区火灾模式和区间火灾模式)。
2、地铁照明系统的设计
2.1 地铁照明控制的一般方法
公共区和区间的照明控制方式,目前国内有少数地铁采用智能照明系统,但主流设计方式是采用BAS控制。
BAS控制的特点是:
(1)可实现正常的群组控制和时间控制;
(2)通过采集接触器的状态实现对其的监视,终端控制器是接触器;
(3)可在监控主机上由鼠标来完成手动控制,也可进行自动时钟控制;
(4)可靠性较高:所有的控制和监视都通过硬线来实现。
2.2 公共区照明设计原则
(1)公共区照明划分原则:
地下站站厅、站台以中间线为界分为左右两部分,左右两部分照明灯具分别由左右配电室供电。地下车站共有四个配电室,站厅、站台两端各一个,每个配电室设两个照明总配电箱,公共区照明灯具,除应急照明外,由照明配电室内的两个照明总箱交叉配电。高架车站一般公共区只有一个配电室,配电室内设两个照明总箱交叉配电。
考虑到地下站出入口通道无自然采光,按公共区照明设计。高架车站出入口可以接收外界阳光,按出入口设计,允许白天将照明关掉。
应急照明由车站就近的EPS供电。
(2)公共区照明系统设计原则:
地下车站站厅层同一个配电室内的两个照明配电箱内设工作照明、节电照明、出入口(飞顶)照明、导向照明、设备区照明回路,并可以独立控制。两个配电箱内的工作照明、节电照明交叉配电。
地下车站站台层配电箱内设工作照明、节电照明、区间照明、设备区照明、站台板下安全照明回路,除安全照明外,其他回路可以独立控制。
高架车站站厅层配电间内设两个照明配电箱。
2.3改进及建议(1、2号线已按此要求修改模式)
(1)公共区照明模式改进建议:
1)在车站客流量较小时,运行节电模式,此时工作照明与节电照明按奇数天、偶数天交替点亮;
2)广告照明不参与模式控制,地铁运营前10分钟点亮,运营后10分钟关闭,当车站发生火灾时,在变电所直接将三级负荷(含广告照明)切除;
3)出入口飞顶照明白天关闭;
4)区间正常照明和应急照明,正常运行时段全部关闭,区间维修时,全部打开,区间发生火灾时,仅开应急照明。
(2)广告、导向照明控制改进建议:
出入口梯眉广告设独立接触器控制,LED广告设独立电表和独立接触器控制。
(3)高架车站公共区照明控制改进建议:
1)因高架站站台层采光良好,站厅层与站台层公共区照明分别独立控制,白天可以关闭站台层照明,开启站厅层照明;
2)站厅、站台层公共区应急照明平时不亮,夜间点亮兼做值班照明使用,火灾时强制点亮;
3)出入口楼扶梯考虑照明设计,作为市政照明照度的补充。
3、灯具的选型
随着灯具生产技术的进步,传统荧光灯渐渐被LED灯具所替代,地铁1号线全线采用荧光灯具,地铁2号线建设时,根据笔者的市场调研和建议,有一半的车站在公共区采用了LED照明灯具,且后续运营过程中,同样设计条件下,LED灯具的照明效果、故障率和使用寿命明显优于传统荧光灯,为后续运营节约了维修成本及电费。
LED照明灯具已成为照明行业发展的趋势,随着其生产技术的成熟和生产成本的降低,某城市地铁3、4号线已在全线(含公共区、设备区、区间、场段等)采用LED照明灯具。
4、智能照明系统的探索
4.1 智能照明系统简介及分类
关于智能照明系统,笔者认为这是一种比较先进灵活的控制方式,因此工作中也对此进行了思考。
智能照明系统从控制方式上可以分为两类:一是基于回路控制的智能照明控制系统,其原理等效于一个智能的接触器;二是基于单灯控制的智能照明控制系统。
(1)回路控制型智能照明控制系统
在各照明回路断路器下端装驱动器,在合适的位置安装传感器和其他系统元件,用现场总线将驱动器、传感器和各系统元件连接构成控制网络。特点是网络构成简单,与BAS控制相似,只能对回路进行开关或整体调光控制,无法实现单灯独立控制。
(2)单灯控制型的智能照明控制系统
在每盏灯具上安装智能开关控制模块,在合适的位置安装传感器和其他系统元件,用总线或者无线将智能开关控制模块、传感器和各系统元件连接起来,构成控制网络。特点是每个灯具上均装有控制模块并分配有独立的地址,可对任何一个灯具进行独立操作。
4.2智能照明控制与BAS控制的比较
智能照明控制系统理论上可以增加照明场景控制、调光控制、传感器控制等功能,本身配备专用的照明控制终端继电器,省去了中间环节。可以实现自动控制,也可人工后台操作,还可通过设置轻触开关或触摸屏来进行现场照明控制
相比BAS控制,两种智能照明控制方案的可靠性、可扩展性都较好,与其它专业的接口都很简单。
基于单灯控制的智能照明控制系统由于其元件数量庞大,复杂程度较高,维护工作量大,造价约是基于回路控制的智能照明控制系统的3倍,从造价、实际使用需求和维护难度来看,目前不适合地铁中使用。
基于回路控制的智能照明控制系统控制灵活性稍差,也不能实现单灯控制,从控制效果上看,基于回路控制的智能照明控制系统与传统的BAS系统控制类似,优势不明显。