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地铁车站照明系统能耗分析及节能对策

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第学期l lll1lll _:__ ll::: l ll_ l___ =_=l _ll_ 曩;0 嘏蹬 地铁车站照明系统雒耗分析及节雒对策* 穆广友 李晓龙 尹力明 黄海界 。 (1.同济大学铁道与城市轨道交通研究院,200092,上海;2.上海轨道交通设备发展有限公司,200233,上海; 3.上海阿尔斯通交通设备有限公司,200245,上海∥第一作者,工程师、在职硕士生) 摘要通过理论分析和现场测试,对地铁车站的能耗分布 点,但庞大的地铁系统仍然使其跻身于城市能耗大户 和照明系统进行了研究。对能耗突出的照明系统节能方案, 行列。资料显示,深圳地铁1号线运营1年耗电1亿 从制定合理照度标准、改善灯具布局、广告照明兼顾辅助照 kWh以上,运营的电费占可变成本的36%左右,为地 明和制定节能制度等方面进行了阐述,为地铁车站照明设计 和节能管理提供参考依据。 铁运营成本的第3位。上海轨道交通1号线2008年 关键词 地铁车站;照明;节能 度委托运营管理合同中的相关数据表明,2()08年上 中图分类号U 231 .91 海轨道交通1号线总费用为29 558万元,其中电费成 本高达11 885万元,占总成本的4().2%。 Energy Consumption and Energy-saving of Lighting System at 1.2地铁车站系统的能耗分布 Subway Stations 地铁运营的主要能耗为用电负荷。根据目前运 Mu Ouangyou,Li Xiaolong,Yin Liming,Huang Haijie 营线路的能耗统计数据分析,车辆用电占总用电的 Abstract An energy—saving countermeasure is proposed 5()%~6()%;车站、基地用电占总用电的4()%~50%。 based on the investigation and analysis of energy consump— 车站内动力、照明、通风空调系统占车站用电量的 tion at subway stations and their lighting systems,including 90%以上。以上海城市轨道交通9号线的车站为例: proper lighting standards,better arrangement of lighting 某车站的动力照明设计负荷如表1所示;对上海轨道 devices,combination of advertisement and auxiliary light— 交通9号线7个地下车站(宜山路站至中春路站)降 ing,as well as other energy saving regulations.This study will provide reference for the design of subway stations and 压所和跟随所的照明负荷统计结果如表2所示。 management of energy-saving. 表1某车站的动力照明设计负荷 Key words subway station;lighting;energy—saving First-author’S address Railway&Urban Mass Transit Re— serch Institute,Tongji Univ.,200092,Shanghai,China 1我国地铁能耗概况 2009年12月,又批复了22个城市的地 铁建设规划,总投资达8 82()亿元。到2010年,中 国城市轨道交通线路数量将达到55条、里程达 1 500 km;至2016年我国将新建城市轨道交通线路 89条,总建设里程为2 500 km。地铁建设如此快 速,使得地铁能耗问题日益突出,地铁系统节能工作 也变得更加必要和紧迫。 1.1地铁系统的能耗特点 尽管地铁较其他城市交通方式具有耗能低的优 *上海城市轨道交通综合节能技术研究与示范应用项目E07DZ12022 ̄ ・35 ・ 0l蠲f帮轫置;交通舞 表2上海轨道交通9号线7个地下车站降压所和跟随所照明负荷表 20t0年 近年来随着科技的进步和节能管理的加强,许 多设备都采用节能控制模式。比如空调和通风系 统,只在满足一定温度和空气质量的条件下才开始 工作。地铁自动扶梯大部分已经采用节能控制方 式,在没有乘客踏上电梯时电梯以理论耗能12.5% 的状态工作1.]。表2显示,照明系统虽然只占整个 车站平均设备负荷的14.2%~16.1%,但每个车站 照明总负荷已经达到197 kW和2()7 kw,并且其具 有长期持续运行的特点。由于设计规范的和运 营管理不到位,使当前的车站照明系统能源浪费较 为严重。 2地铁车站照明系统的技术要求 2.1地铁车站照明系统分类 地铁照明分为:车站一般照明,车站应急照明, 区间工作照明,区间应急照明,广告照明,以及安全 照明。其中应急照明为一级负荷,车站一般照明、区 间工作照明、安全照明为二级负荷,广告照明为三级 负荷。 2.2地铁照明照度设计标准 根据GB 5()()34 2()()4《建筑照明设计标准》、 GB 50016--2006《建筑设计防火规范》及GB/T 16275 2008《城市轨道交通照明》的照度要求,地 铁的照明照度标准值应按以下系列分级:1 lx,2 lx, 3 lx,5 lx,10 lx,15 lx,2()lx,3()lx,50 lx,75 lx,1O0 lx,15()lx,200 lx,3(10 lx,500 lx,750 lx,1 00()lx, 1 50()Ix和2 00()lx( ̄l表3所示[ ])。 3地铁车站照明系统的能耗分析 3.1照明系统照度实测试验案例 现以上海轨道交通9号线某站照明系统的照度 测量为例进行分析。试验仪器为TES.1335照度 计。站台照明试验测点布置如图1所示,站台面照 度实测数据如表4所示,楼梯和自动扶梯照度实测 数据如表5所示。 ・36・ 通过表4、表5中的照度实测数据可知:站台的 平均照度为21 5.2 lx,超过了标准要求的照度200 Ix;楼梯的平均照度为100.7 lx,自动扶梯的平均照 度为1 12.1 lx,都没有达到照度标准150 lx,但已满 足乘客上下楼梯的需要。试验中发现,沿着屏蔽门 (站台侧)设置的一长条灯带照明效果不明显(表4 中序号1及11的照度值没有明显高于附近测点,有 些甚至还低于附近测点)。通过观察发现,这条长灯 带内嵌在200 mm深的槽内,反光板涂料为亚光材 料,灯带对地面的照射较弱。资料显示,该条长灯带 的设计目的,是在无屏蔽门的车站,为了安全而增加 该区域的照度,以避免乘客跌落站台。但是,目前几 乎所有的新建站台都安装了屏蔽门,旧式车站也在 加装屏蔽门,因此保留该区域长灯带的照明是没有 必要的。 表3我国地铁车站照度标准 第:8期 :_ : l ll l_ll l ;1 ;_l l、ll : _0l_ 獬 窕 溆 2 2 2 2 2 工玎坩  2 2 ,一 2 2 ㈣ 1 2001 1 200 1 I 2001 1 2001 1 200 睁罟8 测点 : }l 审学 审 舒 嘲 由 审 肇竹 8  I 17  卜2 . 广。赛屏蔽门 3 4 2  0 巧 4 4 3 赛 7 7 7 竹 5 4 6 9 4 侣 7 I 窜楼梯 0国每 蚰_= _— }I}  ¥审母  审 窜母  由 审雷  审母  I 0{  卜 卜 罄 e_0 } 审 审 审 审 卜 。 赛 0△ 》 审 审 审 审 I 卜 罟 +{ 旬 罾稚舒 》 一 } 毒 每 鲁 辔 l 赛 自动扶梯 一 I 毒 审 审 辛 {。 5 2 0 8 7— 1  1 罄 09 1 7 3 e{}睁甘静昔目 -一-q } 函毋 审 毋2  由 国2 2 2 , 审 出 Im 】 2 3 3 3 2  一。_赛  叭 ¨ 屏蔽门 地铁下行线 图1上海轨道交通9号线某站台照明试验测点(单位:mm) 表4上海轨道交通9号线某站台照度试验数据1x 众是站台候车乘客,灯箱广告通过其优美的画面和 序号 1 2 3 4 5 6 明亮的色彩,达到其广告诉求。但是,目前在各站台 设置屏蔽门后,受众(乘客)已很少注意到屏蔽门内 广告牌的内容,故广告效果已大打折扣。广告商为 了达到其目的,只有增加广告色彩和灯箱的亮度,来 吸引受众,故能耗也就随之增加。 另外,广告灯箱设计与车站照明设计分离,车站 设计中只是预留广告灯箱位置和电气控制,广告灯 箱的照明功能没有利用起来。 3.3浪费情况严重 在上海轨道交通9号线现场调研的半年多时间 内,发现一天运营结束后,几乎所有的站台、站厅依 平均照度 215.2 然灯火通明。在与站务员交流后得知:站台照明在 晚上11:40自动关闭,但是在照明自动关闭后马上 会人为打开,故一直保持长明灯状态;站厅则基本不 关闭照明。每个车站没有安装电表,实际耗电没有 楼梯 I10 95 82 74 110 118 116 1O0.7 监控和记录;只有银行取款机、自动售货机等商业店 自动扶梯 75 85 96 120 134 14()135 11 2 1 铺装有电表,用于对外核算费用。由于站台的耗电 没有与职工的经济利益挂钩,因此也就很少有工作 3.2广告照明负荷能耗分析 人员主动关闭照明设备以节约用电。 表1的动力照明设计负荷显示,广告照明负荷 占三级负荷的6()%;表2显示,降压所和跟随所的 4地铁照明系统的节能对策 广告照明负荷分别为92.6 kW和87.4 kW,已经很 4.1 制定合理的照度设计标准 接近一、二级照明系统负荷114.4 kW和109.6 制定合理的设计标准是节能的基础。乘客上下 kW。可见广告照明是地铁车站照明系统的能耗大 地铁站台的拥挤程度高于站厅,扶梯和楼梯的拥挤 户。广州地铁已经对站台的广告照明进行了一系列 程度又高于站台。由表3可知,站厅照度标准(200 节能改造,效果明显,每年可节约204.2万元 3]。通 Ix)高于楼梯和自动扶梯照度标准(150 Ix),显然不 过对目前地铁广告灯箱的研究发现,地铁广告灯箱 合理。建议照度的设计标准应该与人群的拥挤程度 的安装设计是基于无屏蔽门的站台设计,主要的受 成一定比例。通过现场统计,乘客穿过站厅进入站 ・ 37 ・ 盆髓街:轫童交趱霁 台2~4 min后即乘车离开,站厅只是行走区域,没 有必要设置如此高的照度标准。 通过对比试验,如果在地面达到1(J()lx的照 2l01_Q 攀 经计算,取消原屏蔽门上方通长照明灯带232 根灯管,单此一项节约负荷约8.4 kW,一个站台一 年节约用电73()(J(J kWh。 度,在距离地面1()()【)mm处乘客坐姿阅读高度的 照度将达到150 16()lx,完全可以满足阅读要求。 所以,站台中间处的照度标准达到1()()lx即可,但 在上下车门处的照度可加以提高。建议地铁车站照 4.3广告灯箱的新设计和辅助照明的应用 取消站台对面线路侧的原广告灯箱,将新的广 告灯箱沿地铁站台通长方向设计在屏蔽门的上方, 如图4所示。该设计将灯箱的照明与站台照明有效 度设计标准如表6所示。 表6地铁车站照度标准建议 4.2改善灯具布局、采用节能灯具 地铁车站是人员短时间逗留的公共场所,乘客 完成一个乘车过程,从进站、候车到上车,在车站上 仅耗时3~5 min,下车需要3 minl4]。因此,在站台 两侧和车门处是灯具布置的重点,站台中间可适当 减弱;从人性化角度考虑,可在站台中问座椅区域上 部设立照明。 建议采用节能灯代替原荧光灯。取消原站台一 侧屏蔽门上方116根36 w灯管的通长照明(见图 2),只在车门开启位置的上方设置灯具(见图3),并 在沿着站台两侧至楼梯的行走区域上方设置灯具。 建议照明灯具的设计布局如图3所示。 一 图2某车站原有灯具布局图 一……一_._.一_._地铁上行线.._…一…一— 一…一…一……— 地铁下行线.._…一…一…一 图3某站改进设计后灯具布局图(建议) ・38・ 地结合,既增加了广告效果,最大程度实现了广告诉 求,又节省了原有照明灯具的负荷,可谓一举两得 (灯箱也可以考虑采用LED节能灯)。 内嵌式灯具 图4站台』一告灯箱位置变更示意图 4.4区间隧道、高架桥照明 目前地铁隧道区间照明为每隔6 ITI设一盏灯, 其目的是便于维修人员维修设备。在日常运营中, 地铁车辆配有远、近照灯,有效距离为200 I11以上, 司机可以根据车载照灯观察前方线路和顶部的电网 状态。有关的地铁运营管理规定“当车辆前照灯故 障后,司机即清客下线”,运转调度不会依据隧道区 间照明情况而决定是否保持车辆运营。但考虑到隧 道中若没有任何灯光,会对地铁司机造成一定的心 里压力,所以建议日常运营时采取大区间照明(采取 每3【)~4()m开一盏节能灯照明),关闭区问其他照 明。线路和架网检修时可分区段开全照明。 地铁高架线路上的示宽照明灯与司机基本处于 同一个水平面,对司机有眩目的副作用,影响嘹望和 开车,建议运行期问关闭示宽照明。此外,高架线路 无论在市区还是郊区,都可以借助市政工程的照明 进行辅助照明。 4.5制定节能管理制度、加强执行力 制定节能管理规章制度,将节约用电与每个职 工的利益联系起来。表2中显示每一个地下车站的 照明负荷平均为4()4 kW。地铁运营时间一般为每 天5:3()~23:()(),除去线路维修等夜间作业时间,若 第l 8 lll…1l l。ll、ll- ” 0 l_ ll I__ l lj ll0 _llj0l_ 褥; }激怒 横向减振器布置方式 对地铁车辆动力学,陛能的影响 黄运华 李 芾 付茂海 宋国强 (1.西南交通大学机械工程学院,610031,成都; 2.武汉工业职业技术学院,430064,武汉∥第一作者,副研究员) 摘要横向减振器是影响地铁车辆运行安全性和平稳性 this paper,the influence of lateral damper different place model over metro vehicle on dynamics performance is ana— lyzed.The results show that the riding quality of metro ve— hicle with double symmetrical or inclined symmetrical later— al damper is better than that of metro vehicle with unilater— 的关键部件之一。分析研究了横向减振器在转向架上不同 的布置方式对地铁车辆动力学性能的影响。研究结果表明, 在正常工况下,减振器采用双侧对称或双侧斜对称布置方式 的运行平稳性优于单侧布置方式,而横向减振器三种布置方 式的运行稳定性和曲线通过性能的差异不大;当横向减振器 al place model of lateral damper,while the hunting motion and curve negotiation security of all place models have no 失效时,单侧布置方式下的蛇行临界速度、运行平稳性和曲 线通过安全性均比双侧布置时差,而双侧对称和双侧斜对称 两种布置方式的动力学性能比较接近。 great differences.When the damper is disabled,the critical speed of hunting motion,the riding quality and curve nego— tiation security of metro vehicle with unilateral place model of are worse than other two place models,moreover,dy— 关键词影响 地铁车辆;横向减振器;布置方式;动力学性能; 中图分类号U 27().1 1 namics performance of the metro vehicle with double sym— metrical or inclined symmetrical lateral damper is analo— Influence of Lateral Damper Place Model over Metro Vehicle on Dynamics Performance gous・ Key words metro vehicle;lateral damper;place model; dynamics performance;influence First-author’S address School of Mechanical Eng..South— west Jiaotong University,610031,Chengdu,China Huang Yunhua,Li Fu,Fu Maohai,Song Guoqiang Abstract Lateral damper is one of the key parts that affect the running security and riding quality of metro vehicle.In 每天节约4 h用电,每个地铁站每年节约用电近 60(/000 kWh。按照上海工业用电单价0.631 元/kwh计算,每站每年可节约电费约为38万元。 如楼梯、扶梯和进出地铁车门等区域;要科学有效地 利用广告照明系统作为车站的辅助照明;同时还要 制定相应的节能规章制度和奖励制度,以提升职工 的节能意识和积极性。 上海已开通的1 l条地铁线路照明节约用电将是非 常可观的。建议各车站设电表,每年设用电计 划,节约可嘉奖,其节电效果将会十分明显。 参考文献 [1]游泽银,苏忠.地铁动力照明系统负荷对运营成本的影响[J]. 都市快轨交通,2006,1(19):52. [2]刘敏.地铁变配电系统的工程设计研究[D].长沙:湖南大 5结语 一个地铁车站的照明系统能耗已达400 kW, 学,2006. 这是一个易被忽视的能耗大户。在实际测试中发 [33罗华.地铁建设中的节能措施与细节优化[J].山西建筑,20(}7, 4(33):248. 现,站台照明设计过于考虑宽敞明亮而忽视了节能。 应制定一部节能的《地铁照度标准》,并在工程实施 中严格执行。灯具总体布局应偏向乘客拥挤区域, [4]GB 50157 2003地铁设计规范Is]. (收稿日期:2010一()2—25) ・39・ 

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