1 概述
1. 1 鐵路大型客站建筑特點
隨著我國鐵路跨越式發(fā)展的推進,近年來鐵路客站建設取得了突飛猛進的發(fā)展。在客站設計中,貫徹科學發(fā)展觀和“以人為本”的理念,充分體現(xiàn)功能性、系統(tǒng)性、先進性、文化性、經(jīng)濟性的“五性”原則,催生出具有鮮明的時代特征和中國特色的鐵路客站。現(xiàn)代鐵路客站的建筑特點主要表現(xiàn)在以下幾方面:
1.1.1 鐵路大型客站建筑功能復雜。除了其本身作為鐵路客運站所必需的售票、進出站、候車等功能外,客站建筑還具備購物、餐飲、休息、商務活動甚至展覽、展示等功能。同時,大部分鐵路客運站還是各種交通形式匯集的交通樞紐,復雜的人流車流也是其它建筑所少有的。
1.1.2 鐵路大型客站建筑體量巨大,結(jié)構(gòu)復雜。建筑面積動輒數(shù)十萬平方米,室內(nèi)大空間凈高有時高達數(shù)十米。部分客站采用橋建一體化、站棚一體化。
1.1.3 鐵路大型客站建筑大量采用玻璃、透光膜等透明、透光材料,包括大面積玻璃幕墻、大型采光天窗等。
1.1.4 客站建筑與站場密切融合,客站、站場和車站廣場有機結(jié)合,列車直接穿過客站建筑。
1. 2 客站建筑特點對照明的影響
客站建筑的這些特點對照明和照明設計有著很大的影響,照明設計必須充分考慮這些特點,并有針對性地采取相應的對策,才能獲得較理想的照明效果。概括起來,客站建筑的特點對照明的影響主要有以下幾個方面:
1.2.1 客站建筑功能復雜
復雜多樣的功能需要多樣的照明,照明設計必須充分研究各種功能對照明的需求,有針對性地給出相應的方案,并使它們成為有機的整體。
1.2.2 客站建筑空間體量巨大
客站建筑的大空間使得照明效率急劇下降,同時給燈具的安裝、維護帶來了較大的難題。照明設計必須更新設計思路,以創(chuàng)造性的思維方式研究解決方案。要平衡效果、效率、安裝維護的方便性等各方面的因素,綜合優(yōu)化方案,方能取得良好的效果。
1.2.3 大量使用透明透光材料
透明透光材料的大量使用是一把雙刃劍,一方面在白天有效地利用了自然光,另一方面,由于這些材料能使大量光線從室內(nèi)投射到室外,在夜晚會損失大量的人工光,極大地降低照明效率。因此應充分研究這些材料的光學特性及其在建筑物中的分布位置,并充分利用這些特性,如有些透光膜在透光的同時還具有較高的反射率,在為室內(nèi)照明提供反射光的同時,還可利用其透光性創(chuàng)造理想的室外照明效果。
1.2.4 列車直接穿過客站建筑
由于高速列車通過時所引起的振動和高風速,為燈具的機械、電氣性能提出了新的要求。同時由于鐵軌和路基系統(tǒng)的構(gòu)造形式與通常意義上的建筑形式差別很大,傳統(tǒng)的照明方式和燈具安裝方式很難滿足要求,專業(yè)之間的配合也遠比傳統(tǒng)的建筑形式復雜。根據(jù)鐵路客站建筑特點及對照明影響的分析,傳統(tǒng)的照明方式已無法滿足現(xiàn)代大型客站建筑照明的要求?？驼窘ㄖ彰髟O計的理念和手段都有了深層次的革新,如何使照明與建筑有效結(jié)合,在滿足功能照明的同時提升建筑的品質(zhì);客站大空間照明方案如何實現(xiàn);如何實現(xiàn)客站建筑高大空間照明的有效節(jié)能等問題,亟待我們深入研究。
2 客站建筑照明設計的基本原則
基于對客站建筑特點的分析理解及多年從事鐵路客站照明設計工作的實踐,筆者認為客站建筑照明設計的基本原則主要有以下幾點:
2. 1 建筑化照明
強調(diào)照明是建筑的一部分,強調(diào)照明的目的在于創(chuàng)造光環(huán)境而不是用燈具裝飾空間。無論是光還是燈具,都必須與建筑環(huán)境相協(xié)調(diào),形成一個整體。燈光應努力體現(xiàn)建筑的特點,與建筑的硬質(zhì)元素一起營造恰當?shù)沫h(huán)境氛圍。應盡可能隱藏燈具,努力做到見光不見燈,確實需要明裝燈具時,應選用簡潔、與建筑相協(xié)調(diào)的形式。
2. 2 照明體現(xiàn)建筑文化特色
優(yōu)秀的建筑設計應把文化性作為一個重要目標來考慮,照明設計也不例外。應充分發(fā)掘照明中的文化屬性,從照明氛圍、明暗、光色等方面體現(xiàn)中國文化特色。對于建筑設計中體現(xiàn)文化性的元素,可以通過照明加以強調(diào),使之得到更好的表現(xiàn)。
2. 3 人工光與自然光協(xié)調(diào)考慮
照明是一個完整的系統(tǒng),應統(tǒng)一考慮自然光與人工光、靜態(tài)照明與場景變化過程、照明與控制系統(tǒng)之間的相互關系,把它們作為一個整體來考慮?？驼窘ㄖ捎么罅孔匀徊晒獠牧?這是室內(nèi)照明十分有利的因素,應予以充分利用。結(jié)合自然光的變化對人工照明進行相應的場景切換,是營造最恰當照明環(huán)境、節(jié)能的必要手段。
2. 4 室內(nèi)照明與室外照明統(tǒng)一考慮
大型客站建筑的外立面和屋頂往往使用了大量的透明材料,這給外立面照明設計既帶來了挑戰(zhàn),又提供了機會。應利用透明材料的特性,將室內(nèi)照明和室外照明統(tǒng)一考慮。室內(nèi)照明環(huán)境通過透明材料展示在室外,形成室外照明景觀;室外照明燈光投射到室內(nèi),可以有效補充室內(nèi)照明。
2. 5 照明的辨向、定位作用
對于大型公共建筑,公眾置身其中要準確快速地辨別方向、識別位置往往是一件比較困難的事。通?？繌碗s的誘導標識系統(tǒng)來解決這一問題。合理、明晰的標識系統(tǒng)固然必不可少,但合理利用照明的辯向、定位功能作為補充能獲得事半功倍的效果。利用燈光的色溫來區(qū)別空間、利用明暗的走向來指引方向比標識系統(tǒng)更加直觀。
2. 6 正常照明、應急照明、標識統(tǒng)一考慮
應急照明燈具、發(fā)光標識牌、發(fā)光廣告牌等可發(fā)光設施其實也可以同時是正常照明器具。統(tǒng)一考慮這些發(fā)光設施,可以有效避免初期投資和運行能耗的浪費,同時還可以使建筑空間更加簡潔統(tǒng)一。照明設計時應將這些設施統(tǒng)一納入到人工照明的范疇之中去考慮,使之成為有機的整體。
2. 7 節(jié)約
節(jié)約主要從2個方面考慮,一是初期投資成本的節(jié)約,二是長期運營成本的節(jié)約。初期投資成本的節(jié)約主要從合理設定照度亮度、采用科學合理的照明方式、選擇恰當?shù)恼彰髌骶叩确矫婢C合考慮,通過精確計算和照明實驗等手段,努力實現(xiàn)用最少的照明器具達到最佳的效果。長期運營成本的節(jié)約主要是降低維修79第4期管亞敏:鐵路大型客站大空間照明方案研究更換費用和如何節(jié)電的問題。降低維修更換費用應從照明方案和選擇長壽命燈具光源等方面入手。節(jié)電則應從利用自然光、選用高效光源、選用低能耗電器附件、選用高效照明器具以及引入先進的照明運營管理及控制系統(tǒng)等多個角度綜合考慮,才能取得良好的效果。
2. 8 方便檢修維護
高大空間的照明給將來的檢修維護帶來很大的難度。要解決這一問題,必須在設計階段充分考慮檢修維護的方便性。應避免將燈具安裝在維護人員難于到達的位置,并盡可能選用長壽命、易維護的燈具。
3 客站大空間照明要求及照明解決方案
3. 1 客站大空間照明要求
鐵路客站大空間區(qū)域主要分布在入口門廳、進出站大廳、候車大廳、售票大廳及無站臺柱雨棚等區(qū)域。根據(jù)不同區(qū)域的功能,對照明有不同的要求,以下對客站功能區(qū)域的照明要求進行簡單歸納。
3.1.1 進、出站大廳
由于鐵路大型客站人流量很大,而且整個進站出站過程由多個階段組成,因此一般會設置多個緩沖空間,如入口門廳、進站廳、出站廳等。旅客在這些空間不會停留太長時間,通常會很快進入其它空間。這些空間與通道有一定的相似性,但又有所不同。從功能上講,照明只需達到基本照度即可,但由于旅客在這些空間可能被迫等待(如等待檢票),心理上可能會有焦躁情緒,因此整體環(huán)境應較明亮。應注意使垂直面和頂面有一定的亮度,以改善人的視覺感受。
3.1.2 候車大廳
候車區(qū)是整個客站旅客停留時間最長的大空間,應給旅客創(chuàng)造一個寬敞、明亮的視覺環(huán)境?？紤]到旅客候車時可能有閱讀的需要,應提供足夠的水平照度。但由于大型客站的候車區(qū)往往面積大、空間高,整體達到滿足閱讀要求的照度水平不利于節(jié)能,應考慮候車區(qū)內(nèi)有不同的照度分布。即部分位置可滿足閱讀要求,而其它位置則保持相對較低的照度。但一定要保證分布合理,使有閱讀需要的旅客很容易、不自覺地向高照度的區(qū)域移動。
3.1.3 售票大廳
售票大廳是功能性較強的區(qū)域,照明應滿足功能要求。一般不需要整體的高照度,但考慮到旅客等待購票時心理上可能會有一定的焦躁情緒,因此整體環(huán)境應較明亮、潔凈,不宜太花哨。對于售票窗口工作面,由于需要辨認、識別,因此需要較高的照度,應考慮增加局部照明。
3.1.4 站臺雨棚
站臺是車內(nèi)空間和車外空間的交界面,是旅客上車前的最后一個空間和下車后的第一個空間。由于站臺基本上可以定位為交通空間,因此不需要太高的照度。由于站臺直接與鐵路相通,一般中間沒有隔離裝置,因此安全照明應在考慮之列。照明應清晰展示站臺上的安全警示線及各種標識。站臺照明還應起到輔助導向的作用,可適當加強出口處的照明強度。
3. 2 客站大空間照明解決方案
高大空間由于存在照明效率低、安裝維護困難等不利因素,一直是照明設計的難題。根據(jù)以往高大空間照明設計經(jīng)驗,高大空間的照明設計解決方案主要有以下幾種。
3.2.1 直接照明
直接照明無疑是最高效的照明方式,但同時也是安裝維護最困難的方式。采用直接照明方式時應充分考慮與其它專業(yè)設備的協(xié)調(diào),盡可能借用其它專業(yè)設備的檢修馬道安裝燈具。應仔細斟酌燈具的形式和配光數(shù)據(jù),在保證高效率的基礎上滿足外觀、易維護等方面的要求。
3.2.2 間接照明
為了解決直接照明安裝維護難的問題,近年來大空間的照明方式較多采用間接照明。間接照明一般將燈具安裝在比較低的室內(nèi)設施頂部(如設備房屋頂、風塔頂部等),將光線投射到大空間屋頂,通過屋頂?shù)姆瓷溟g接為地面提供照明。間接照明不僅能解決安裝維護難的問題,同時還有利于創(chuàng)造比較好的照明環(huán)境氛圍和視覺效果。間接照明的缺點是照明效率較低,這當然取決于反射材料的反射率和照明方案的合理性。通常情況下,具有淺灰色實體屋頂?shù)拇罂臻g適合做間接照明,其反射率一般在50%以上。深色屋頂及透明度較高的屋頂不宜作間接照明,除非其目的是效果照明,而不是基礎照明。
3.2.3 反射鏡系統(tǒng)
為了解決間接照明效率低下的問題,人們開始考慮設法提高反射面的反射率。普通建筑材料即使是純白色,其反射率最高也只能達到70% ~80%,并且反射光的方向和配光無法控制,很大一部分光照向不需要照明的空間,實際效率遠達不到這個比例。于是反射鏡系統(tǒng)應運而生。反射鏡系統(tǒng)是將反射率接近100%的反射鏡安裝在屋頂高處,燈具安裝在易于維護的低處,照向反射鏡。光線通過反射鏡照向地面。這樣既保持了間接照明易維護的優(yōu)點,又解決了間接照明效率低的問題。反射鏡系統(tǒng)的設計要點在于燈具的光束角必須足夠窄,保證大部分的光通落在反射鏡的范圍之內(nèi)。通常反射鏡有許多小的凸面鏡或凹面鏡組成,可以將反射光控制在一定的范圍之內(nèi),提高反射光的實際利用率。
3.2.4 導光管系統(tǒng)
導光管系統(tǒng)是另一種解決高大空間維護難問題的有效途徑。導光管與光導纖維類似,可以將光線從一端傳導到另一端而維持較少的損失。將燈具安裝在易于維護的位置,利用導光管將光線傳導到屋頂,像直接照明一樣從屋頂提供向下的照明。這樣既保證了較高的照明效率,又可以像間接照明一樣便于維護。
3.2.5 綜合應用
為了得到更優(yōu)化的大空間照明方案,上述照明方式需要綜合運用。照明設計應根據(jù)具體項目的實際情況,靈活運用上述解決方案,采用一種或多種照明方式。同時還應認真研究空間的細節(jié)特征,設計出既滿足功能要求,又能提供有豐富的視覺效果和舒適的照明環(huán)境氛圍的照明方案。
4 客站照明節(jié)能研究
4. 1 影響客站建筑照明節(jié)能的因素
隨著電力技術(shù)開發(fā)利用的增加、電力資源的日趨緊張以及現(xiàn)代照明技術(shù)的發(fā)展,照明節(jié)能越來越成為人們普遍關注的問題。照明節(jié)能的方法手段可以說是多種多樣,節(jié)能效果也各不相同,應針對影響照明節(jié)能的因素采取相應的措施。影響大型客站建筑照明節(jié)能的因素很多,但主要包括以下幾個方面:
(1)高大空間區(qū)域范圍大;
(2)采用大面積透光材料;
(3)運營時間長(24 h運營)。
4. 2 客站建筑照明節(jié)能實現(xiàn)
客站建筑的照明節(jié)能,一方面屬于具有普遍意義上的照明節(jié)能話題,另一方面又具有其本身固有的特殊性。從普遍意義上講,客站建筑照明節(jié)能的實現(xiàn),必須綜合運用各種照明節(jié)能手段,從自然光的利用、光源電器燈具的選擇、照明控制系統(tǒng)的使用、運營管理等各個方面統(tǒng)籌考慮,實現(xiàn)全面節(jié)能。從客站建筑的特殊性角度講,我們必須針對影響客站建筑照明節(jié)能的因素,采取相應的措施,實現(xiàn)更大程度的節(jié)能。
4.2.1 高大空間區(qū)域照明節(jié)能措施
高大空間的照明效率往往比較低,即使完全采用直接照明的方式,由于有很大一部分光被照射到不需要或需要較少照明的位置(如側(cè)面墻壁),只有少部分光能夠照射到真正需要照明的部位(如地面、臺面等),浪費是十分巨大的。為解決這一問題,我們需要精確地控制燈具的配光,通過仔細地計算分析,選擇配光精準的燈具,控制燈具所發(fā)出的光投射到特定的范圍,以此提高整個空間的照明效率,減少燈具數(shù)量及功率,從而達到節(jié)能的目的。
4.2.2 建筑大面積采用透光材料的節(jié)能措施
大面積透光材料使照射到其表面的光無法反射回室內(nèi),加上高空間的效應,這部分的損失就更大了。但透光材料的使用也有有利的因素,白天可充分利用自然光進行照明,大大節(jié)省人工照明消耗。因此,除了前述的精確控制燈具配光的方法外,應盡可能地利用自然光進行照明。同時,在考慮外立面照明時,也應很好地利用透光這一特性,使室內(nèi)光室外光相互利用,減少燈具數(shù)量及功率。當然,一套科學的照明控制系統(tǒng)是必不可少的。應利用控制系統(tǒng)來根據(jù)時間、照度等客觀因素自動控制燈具開和關,使燈具的開啟適時、適量。上述的這些方法綜合起來運用,才能將透光材料這一特性變不利為有利,最大限度地提高節(jié)能指標。
4.2.3 針對客站運營特點的節(jié)能措施
鐵路客站是24 h運營的建筑,如果所有的燈具都24 h開啟,則消耗的能量是相當驚人的。但事實上,一方面由于白天可以利用自然光,另一方面夜間并不是每一個區(qū)域都有人的活動。尤其是大型客站,經(jīng)過的鐵路線很多,不同的線路使用不同的區(qū)域。照明控制系統(tǒng)除了可以根據(jù)時間、照度等因素進行自動控制外,還可以和列車運行系統(tǒng)連接,根據(jù)列車進、出站的情況通過編程自動調(diào)整照明。這樣可實現(xiàn)只有在有人活動的區(qū)域才開燈,大大節(jié)省照明用電。
5 結(jié)論
鐵路客站大空間區(qū)域照明應在充分研究其特性的基礎上,綜合考慮功能、視覺效果和環(huán)境氛圍、節(jié)能、使用和維護的方便性等多方面的需求,利用各種有利因素,科學設計,精益求精,形成高質(zhì)量的設計方案。
1. 1 鐵路大型客站建筑特點
隨著我國鐵路跨越式發(fā)展的推進,近年來鐵路客站建設取得了突飛猛進的發(fā)展。在客站設計中,貫徹科學發(fā)展觀和“以人為本”的理念,充分體現(xiàn)功能性、系統(tǒng)性、先進性、文化性、經(jīng)濟性的“五性”原則,催生出具有鮮明的時代特征和中國特色的鐵路客站。現(xiàn)代鐵路客站的建筑特點主要表現(xiàn)在以下幾方面:
1.1.1 鐵路大型客站建筑功能復雜。除了其本身作為鐵路客運站所必需的售票、進出站、候車等功能外,客站建筑還具備購物、餐飲、休息、商務活動甚至展覽、展示等功能。同時,大部分鐵路客運站還是各種交通形式匯集的交通樞紐,復雜的人流車流也是其它建筑所少有的。
1.1.2 鐵路大型客站建筑體量巨大,結(jié)構(gòu)復雜。建筑面積動輒數(shù)十萬平方米,室內(nèi)大空間凈高有時高達數(shù)十米。部分客站采用橋建一體化、站棚一體化。
1.1.3 鐵路大型客站建筑大量采用玻璃、透光膜等透明、透光材料,包括大面積玻璃幕墻、大型采光天窗等。
1.1.4 客站建筑與站場密切融合,客站、站場和車站廣場有機結(jié)合,列車直接穿過客站建筑。
1. 2 客站建筑特點對照明的影響
客站建筑的這些特點對照明和照明設計有著很大的影響,照明設計必須充分考慮這些特點,并有針對性地采取相應的對策,才能獲得較理想的照明效果。概括起來,客站建筑的特點對照明的影響主要有以下幾個方面:
1.2.1 客站建筑功能復雜
復雜多樣的功能需要多樣的照明,照明設計必須充分研究各種功能對照明的需求,有針對性地給出相應的方案,并使它們成為有機的整體。
1.2.2 客站建筑空間體量巨大
客站建筑的大空間使得照明效率急劇下降,同時給燈具的安裝、維護帶來了較大的難題。照明設計必須更新設計思路,以創(chuàng)造性的思維方式研究解決方案。要平衡效果、效率、安裝維護的方便性等各方面的因素,綜合優(yōu)化方案,方能取得良好的效果。
1.2.3 大量使用透明透光材料
透明透光材料的大量使用是一把雙刃劍,一方面在白天有效地利用了自然光,另一方面,由于這些材料能使大量光線從室內(nèi)投射到室外,在夜晚會損失大量的人工光,極大地降低照明效率。因此應充分研究這些材料的光學特性及其在建筑物中的分布位置,并充分利用這些特性,如有些透光膜在透光的同時還具有較高的反射率,在為室內(nèi)照明提供反射光的同時,還可利用其透光性創(chuàng)造理想的室外照明效果。
1.2.4 列車直接穿過客站建筑
由于高速列車通過時所引起的振動和高風速,為燈具的機械、電氣性能提出了新的要求。同時由于鐵軌和路基系統(tǒng)的構(gòu)造形式與通常意義上的建筑形式差別很大,傳統(tǒng)的照明方式和燈具安裝方式很難滿足要求,專業(yè)之間的配合也遠比傳統(tǒng)的建筑形式復雜。根據(jù)鐵路客站建筑特點及對照明影響的分析,傳統(tǒng)的照明方式已無法滿足現(xiàn)代大型客站建筑照明的要求?？驼窘ㄖ彰髟O計的理念和手段都有了深層次的革新,如何使照明與建筑有效結(jié)合,在滿足功能照明的同時提升建筑的品質(zhì);客站大空間照明方案如何實現(xiàn);如何實現(xiàn)客站建筑高大空間照明的有效節(jié)能等問題,亟待我們深入研究。
2 客站建筑照明設計的基本原則
基于對客站建筑特點的分析理解及多年從事鐵路客站照明設計工作的實踐,筆者認為客站建筑照明設計的基本原則主要有以下幾點:
2. 1 建筑化照明
強調(diào)照明是建筑的一部分,強調(diào)照明的目的在于創(chuàng)造光環(huán)境而不是用燈具裝飾空間。無論是光還是燈具,都必須與建筑環(huán)境相協(xié)調(diào),形成一個整體。燈光應努力體現(xiàn)建筑的特點,與建筑的硬質(zhì)元素一起營造恰當?shù)沫h(huán)境氛圍。應盡可能隱藏燈具,努力做到見光不見燈,確實需要明裝燈具時,應選用簡潔、與建筑相協(xié)調(diào)的形式。
2. 2 照明體現(xiàn)建筑文化特色
優(yōu)秀的建筑設計應把文化性作為一個重要目標來考慮,照明設計也不例外。應充分發(fā)掘照明中的文化屬性,從照明氛圍、明暗、光色等方面體現(xiàn)中國文化特色。對于建筑設計中體現(xiàn)文化性的元素,可以通過照明加以強調(diào),使之得到更好的表現(xiàn)。
2. 3 人工光與自然光協(xié)調(diào)考慮
照明是一個完整的系統(tǒng),應統(tǒng)一考慮自然光與人工光、靜態(tài)照明與場景變化過程、照明與控制系統(tǒng)之間的相互關系,把它們作為一個整體來考慮?？驼窘ㄖ捎么罅孔匀徊晒獠牧?這是室內(nèi)照明十分有利的因素,應予以充分利用。結(jié)合自然光的變化對人工照明進行相應的場景切換,是營造最恰當照明環(huán)境、節(jié)能的必要手段。
2. 4 室內(nèi)照明與室外照明統(tǒng)一考慮
大型客站建筑的外立面和屋頂往往使用了大量的透明材料,這給外立面照明設計既帶來了挑戰(zhàn),又提供了機會。應利用透明材料的特性,將室內(nèi)照明和室外照明統(tǒng)一考慮。室內(nèi)照明環(huán)境通過透明材料展示在室外,形成室外照明景觀;室外照明燈光投射到室內(nèi),可以有效補充室內(nèi)照明。
2. 5 照明的辨向、定位作用
對于大型公共建筑,公眾置身其中要準確快速地辨別方向、識別位置往往是一件比較困難的事。通?？繌碗s的誘導標識系統(tǒng)來解決這一問題。合理、明晰的標識系統(tǒng)固然必不可少,但合理利用照明的辯向、定位功能作為補充能獲得事半功倍的效果。利用燈光的色溫來區(qū)別空間、利用明暗的走向來指引方向比標識系統(tǒng)更加直觀。
2. 6 正常照明、應急照明、標識統(tǒng)一考慮
應急照明燈具、發(fā)光標識牌、發(fā)光廣告牌等可發(fā)光設施其實也可以同時是正常照明器具。統(tǒng)一考慮這些發(fā)光設施,可以有效避免初期投資和運行能耗的浪費,同時還可以使建筑空間更加簡潔統(tǒng)一。照明設計時應將這些設施統(tǒng)一納入到人工照明的范疇之中去考慮,使之成為有機的整體。
2. 7 節(jié)約
節(jié)約主要從2個方面考慮,一是初期投資成本的節(jié)約,二是長期運營成本的節(jié)約。初期投資成本的節(jié)約主要從合理設定照度亮度、采用科學合理的照明方式、選擇恰當?shù)恼彰髌骶叩确矫婢C合考慮,通過精確計算和照明實驗等手段,努力實現(xiàn)用最少的照明器具達到最佳的效果。長期運營成本的節(jié)約主要是降低維修79第4期管亞敏:鐵路大型客站大空間照明方案研究更換費用和如何節(jié)電的問題。降低維修更換費用應從照明方案和選擇長壽命燈具光源等方面入手。節(jié)電則應從利用自然光、選用高效光源、選用低能耗電器附件、選用高效照明器具以及引入先進的照明運營管理及控制系統(tǒng)等多個角度綜合考慮,才能取得良好的效果。
2. 8 方便檢修維護
高大空間的照明給將來的檢修維護帶來很大的難度。要解決這一問題,必須在設計階段充分考慮檢修維護的方便性。應避免將燈具安裝在維護人員難于到達的位置,并盡可能選用長壽命、易維護的燈具。
3 客站大空間照明要求及照明解決方案
3. 1 客站大空間照明要求
鐵路客站大空間區(qū)域主要分布在入口門廳、進出站大廳、候車大廳、售票大廳及無站臺柱雨棚等區(qū)域。根據(jù)不同區(qū)域的功能,對照明有不同的要求,以下對客站功能區(qū)域的照明要求進行簡單歸納。
3.1.1 進、出站大廳
由于鐵路大型客站人流量很大,而且整個進站出站過程由多個階段組成,因此一般會設置多個緩沖空間,如入口門廳、進站廳、出站廳等。旅客在這些空間不會停留太長時間,通常會很快進入其它空間。這些空間與通道有一定的相似性,但又有所不同。從功能上講,照明只需達到基本照度即可,但由于旅客在這些空間可能被迫等待(如等待檢票),心理上可能會有焦躁情緒,因此整體環(huán)境應較明亮。應注意使垂直面和頂面有一定的亮度,以改善人的視覺感受。
3.1.2 候車大廳
候車區(qū)是整個客站旅客停留時間最長的大空間,應給旅客創(chuàng)造一個寬敞、明亮的視覺環(huán)境?？紤]到旅客候車時可能有閱讀的需要,應提供足夠的水平照度。但由于大型客站的候車區(qū)往往面積大、空間高,整體達到滿足閱讀要求的照度水平不利于節(jié)能,應考慮候車區(qū)內(nèi)有不同的照度分布。即部分位置可滿足閱讀要求,而其它位置則保持相對較低的照度。但一定要保證分布合理,使有閱讀需要的旅客很容易、不自覺地向高照度的區(qū)域移動。
3.1.3 售票大廳
售票大廳是功能性較強的區(qū)域,照明應滿足功能要求。一般不需要整體的高照度,但考慮到旅客等待購票時心理上可能會有一定的焦躁情緒,因此整體環(huán)境應較明亮、潔凈,不宜太花哨。對于售票窗口工作面,由于需要辨認、識別,因此需要較高的照度,應考慮增加局部照明。
3.1.4 站臺雨棚
站臺是車內(nèi)空間和車外空間的交界面,是旅客上車前的最后一個空間和下車后的第一個空間。由于站臺基本上可以定位為交通空間,因此不需要太高的照度。由于站臺直接與鐵路相通,一般中間沒有隔離裝置,因此安全照明應在考慮之列。照明應清晰展示站臺上的安全警示線及各種標識。站臺照明還應起到輔助導向的作用,可適當加強出口處的照明強度。
3. 2 客站大空間照明解決方案
高大空間由于存在照明效率低、安裝維護困難等不利因素,一直是照明設計的難題。根據(jù)以往高大空間照明設計經(jīng)驗,高大空間的照明設計解決方案主要有以下幾種。
3.2.1 直接照明
直接照明無疑是最高效的照明方式,但同時也是安裝維護最困難的方式。采用直接照明方式時應充分考慮與其它專業(yè)設備的協(xié)調(diào),盡可能借用其它專業(yè)設備的檢修馬道安裝燈具。應仔細斟酌燈具的形式和配光數(shù)據(jù),在保證高效率的基礎上滿足外觀、易維護等方面的要求。
3.2.2 間接照明
為了解決直接照明安裝維護難的問題,近年來大空間的照明方式較多采用間接照明。間接照明一般將燈具安裝在比較低的室內(nèi)設施頂部(如設備房屋頂、風塔頂部等),將光線投射到大空間屋頂,通過屋頂?shù)姆瓷溟g接為地面提供照明。間接照明不僅能解決安裝維護難的問題,同時還有利于創(chuàng)造比較好的照明環(huán)境氛圍和視覺效果。間接照明的缺點是照明效率較低,這當然取決于反射材料的反射率和照明方案的合理性。通常情況下,具有淺灰色實體屋頂?shù)拇罂臻g適合做間接照明,其反射率一般在50%以上。深色屋頂及透明度較高的屋頂不宜作間接照明,除非其目的是效果照明,而不是基礎照明。
3.2.3 反射鏡系統(tǒng)
為了解決間接照明效率低下的問題,人們開始考慮設法提高反射面的反射率。普通建筑材料即使是純白色,其反射率最高也只能達到70% ~80%,并且反射光的方向和配光無法控制,很大一部分光照向不需要照明的空間,實際效率遠達不到這個比例。于是反射鏡系統(tǒng)應運而生。反射鏡系統(tǒng)是將反射率接近100%的反射鏡安裝在屋頂高處,燈具安裝在易于維護的低處,照向反射鏡。光線通過反射鏡照向地面。這樣既保持了間接照明易維護的優(yōu)點,又解決了間接照明效率低的問題。反射鏡系統(tǒng)的設計要點在于燈具的光束角必須足夠窄,保證大部分的光通落在反射鏡的范圍之內(nèi)。通常反射鏡有許多小的凸面鏡或凹面鏡組成,可以將反射光控制在一定的范圍之內(nèi),提高反射光的實際利用率。
3.2.4 導光管系統(tǒng)
導光管系統(tǒng)是另一種解決高大空間維護難問題的有效途徑。導光管與光導纖維類似,可以將光線從一端傳導到另一端而維持較少的損失。將燈具安裝在易于維護的位置,利用導光管將光線傳導到屋頂,像直接照明一樣從屋頂提供向下的照明。這樣既保證了較高的照明效率,又可以像間接照明一樣便于維護。
3.2.5 綜合應用
為了得到更優(yōu)化的大空間照明方案,上述照明方式需要綜合運用。照明設計應根據(jù)具體項目的實際情況,靈活運用上述解決方案,采用一種或多種照明方式。同時還應認真研究空間的細節(jié)特征,設計出既滿足功能要求,又能提供有豐富的視覺效果和舒適的照明環(huán)境氛圍的照明方案。
4 客站照明節(jié)能研究
4. 1 影響客站建筑照明節(jié)能的因素
隨著電力技術(shù)開發(fā)利用的增加、電力資源的日趨緊張以及現(xiàn)代照明技術(shù)的發(fā)展,照明節(jié)能越來越成為人們普遍關注的問題。照明節(jié)能的方法手段可以說是多種多樣,節(jié)能效果也各不相同,應針對影響照明節(jié)能的因素采取相應的措施。影響大型客站建筑照明節(jié)能的因素很多,但主要包括以下幾個方面:
(1)高大空間區(qū)域范圍大;
(2)采用大面積透光材料;
(3)運營時間長(24 h運營)。
4. 2 客站建筑照明節(jié)能實現(xiàn)
客站建筑的照明節(jié)能,一方面屬于具有普遍意義上的照明節(jié)能話題,另一方面又具有其本身固有的特殊性。從普遍意義上講,客站建筑照明節(jié)能的實現(xiàn),必須綜合運用各種照明節(jié)能手段,從自然光的利用、光源電器燈具的選擇、照明控制系統(tǒng)的使用、運營管理等各個方面統(tǒng)籌考慮,實現(xiàn)全面節(jié)能。從客站建筑的特殊性角度講,我們必須針對影響客站建筑照明節(jié)能的因素,采取相應的措施,實現(xiàn)更大程度的節(jié)能。
4.2.1 高大空間區(qū)域照明節(jié)能措施
高大空間的照明效率往往比較低,即使完全采用直接照明的方式,由于有很大一部分光被照射到不需要或需要較少照明的位置(如側(cè)面墻壁),只有少部分光能夠照射到真正需要照明的部位(如地面、臺面等),浪費是十分巨大的。為解決這一問題,我們需要精確地控制燈具的配光,通過仔細地計算分析,選擇配光精準的燈具,控制燈具所發(fā)出的光投射到特定的范圍,以此提高整個空間的照明效率,減少燈具數(shù)量及功率,從而達到節(jié)能的目的。
4.2.2 建筑大面積采用透光材料的節(jié)能措施
大面積透光材料使照射到其表面的光無法反射回室內(nèi),加上高空間的效應,這部分的損失就更大了。但透光材料的使用也有有利的因素,白天可充分利用自然光進行照明,大大節(jié)省人工照明消耗。因此,除了前述的精確控制燈具配光的方法外,應盡可能地利用自然光進行照明。同時,在考慮外立面照明時,也應很好地利用透光這一特性,使室內(nèi)光室外光相互利用,減少燈具數(shù)量及功率。當然,一套科學的照明控制系統(tǒng)是必不可少的。應利用控制系統(tǒng)來根據(jù)時間、照度等客觀因素自動控制燈具開和關,使燈具的開啟適時、適量。上述的這些方法綜合起來運用,才能將透光材料這一特性變不利為有利,最大限度地提高節(jié)能指標。
4.2.3 針對客站運營特點的節(jié)能措施
鐵路客站是24 h運營的建筑,如果所有的燈具都24 h開啟,則消耗的能量是相當驚人的。但事實上,一方面由于白天可以利用自然光,另一方面夜間并不是每一個區(qū)域都有人的活動。尤其是大型客站,經(jīng)過的鐵路線很多,不同的線路使用不同的區(qū)域。照明控制系統(tǒng)除了可以根據(jù)時間、照度等因素進行自動控制外,還可以和列車運行系統(tǒng)連接,根據(jù)列車進、出站的情況通過編程自動調(diào)整照明。這樣可實現(xiàn)只有在有人活動的區(qū)域才開燈,大大節(jié)省照明用電。
5 結(jié)論
鐵路客站大空間區(qū)域照明應在充分研究其特性的基礎上,綜合考慮功能、視覺效果和環(huán)境氛圍、節(jié)能、使用和維護的方便性等多方面的需求,利用各種有利因素,科學設計,精益求精,形成高質(zhì)量的設計方案。
