基于鐵路站房照明設計的專項數據庫軟件研究

管亞敏，趙俊波，馬　曄，張金剛

(1.中鐵第四勘察設計院集團有限公司電氣化處，湖北 武漢　430063；

2.北京清華同衡規劃設計研究院有限公司 光環境設計研究所，北京　100085)

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基于鐵路站房照明設計的專項數據庫軟件研究

管亞敏1，趙俊波2，馬曄2，張金剛2

(1.中鐵第四勘察設計院集團有限公司電氣化處，湖北 武漢430063；

2.北京清華同衡規劃設計研究院有限公司 光環境設計研究所，北京100085)

摘要：本文旨在介紹針對鐵路站房照明研發的專項軟件。軟件開發編制了圖形庫模塊和產品庫模塊。圖形庫針對鐵路站房的不同公共空間(含售票廳、候車廳、進出站大廳、站臺等)建立了空間模板，并納入了典型布燈方式，產品庫包含了鐵路客運站房常用的照明燈具，便于直接調用。使用者在輸入使用要求后，可得到對應的解決方案，包括燈具布置方案和燈具選型等。軟件為非專業照明設計師提供了典型布燈方案，為專業設計師提供了燈具選型。軟件為鐵路站房的照明設計提供了全面的解決方案，并為照明設計行業和其他行業的結合提供新的結合點。

關鍵詞：鐵路站房；照明設計軟件；圖形庫；產品庫

引言

隨著我國交通事業的蓬勃發展，鐵路站房建設到2015年將建1000余座鐵路客站[1]。如何借鑒目前照明科技的發展，建設鐵路站房的基層數據，提高照明設計的效率和質量，是保障建設高效節能鐵路站房的必要環節。

本研究對站房各類空間尺寸和材質反射率進行了歸納，為數據庫提供了圖庫模板；通過對近年建成的各類鐵路站房的照明效果進行了實測，提出了影響照明質量和節能的典型因素，并對各影響因素進行模擬分析，為本數據庫的照明設計方案提供了模板；調研了目前各類光源在鐵路站房的應用情況，并分析了LED的特點和優勢，為產品庫建立提供了依據。

鐵路站房內空間類型較典型，且布燈方式較規范，適宜通過總結形成有規律可循的設計方式。通過軟件將這些典型空間和布燈方式以DIALUX載體連接，將照明設計要求、照明應用數據、照明效果實施、燈具參數等信息整合為數據庫。

1圖形庫

圖形庫囊括了鐵路客運站房的主要功能區，包含進站臺、大廳、售票廳、候車廳、出站臺、雨棚。軟件主要針對以上典型空間，通過Dialux進行了模型搭建。使用者可從空間、高度、照度要求等幾個參數輸入需求。以下是庫內圖形搭建過程中的參數分析：

1)空間高度：各功能區的尺寸通過對全國部分大、中、小型鐵路站房進行調研和總結后得出。首先對各功能空間的天花高度、材料反射情況進行全面調研。各站房的不同功能空間天花高度調研結果如表1所示。

表1　各功能空間天花高度表　單位：m

根據調研的空間高度，同時調研了其他車站的圖紙，進行了補充。售票廳主要建設高度為5m、8m，進站廳主要高度為5m、12m、18m、30m，候車廳主要高度為6m、12m、18m，站臺雨棚為5m、6.5m兩類，站臺雨棚為3m、9m、18m。首批模型的高度根據以上數據進行搭建。

2)燈具的排列形式。燈具的排布形式大致可分為四類，即單燈點陣、燈組點陣、燈組結合燈帶和單燈結合燈槽。其中以單燈點陣排列方式居多。

圖1　各類布燈方式實際應用照片Fig.1　The arrangment of each practical application

根據以上幾個部分的分析，在圖形庫部分基本確定了模型的空間類型、空間高度、反射率、布燈方式。在做設計方案時，需要考慮現場的實施要求和對應空間的排列方式，在圖形庫中可以選擇查看不同的排列組合形式對照明效果的影響。同時設計師還應該了解規范要求，參考《建筑照明設計標準》和《鐵路客站站房照明設計細則》的照度、均勻度、眩光等要求。通過輸入正確的要求進入下一步——產品的選擇。

2產品庫

產品庫選擇適合鐵路站房照明要求的燈具，進行驗證后將燈具參數導入，形成產品庫供建設方、設計方選擇。這一模塊中根據對設計師的調研問卷，從照明設計對燈具要求的多個要素中選擇5個關鍵項設置為搜索項，如光源類型、品牌等。

有時搜索這5個關鍵項會出現較多結果，這時可對應不同的優選要素，進行再次篩選。比如對于休息廳，應將舒適度作為優選項，可適當對眩光、顯色性進行嚴格把控。對于進站大廳，對能耗的控制又是重要的優選要素。

2.1效果量化指標

根據調研，站房照明常用光源主要有三類，即熒光燈、金鹵光源和LED光源。分別針對不同空間，對這三種光源進行了比較分析。以熒光燈與金鹵燈的比較為例進行建模分析，在空間高度不高于7m時適合選用熒光燈, 照度均勻度較好；而在高凈空空間選用金屬鹵化物燈,可以獲得較高的平均照度和均勻度。

根據以上的對比方法，將LED燈具與金鹵燈進行對比計算，使用42.7W的LED燈和使用82W的金鹵燈可達到相近的照明效果，即使用LED燈具耗電量是使用金鹵燈具的63%。因此，照明目標相同的情況下，使用LED燈具比使用金鹵燈具約節能37%。

在安裝高度不高于7m的情況下，將LED燈具與熒光燈進行對比，通過分析，能耗相近的前提下，選用LED燈具能達到更高的照度，也可以說明同樣的照度要求下，LED燈具功率更低。但熒光燈也有自身優勢，價格便宜、使用成熟，在鐵路站房較低矮空間運用十分廣泛。

在光源選擇和燈具參數的選擇上，軟件也對不同的搭配進行了分析，比如通過計算，去掉了應用較少的在5m以下空間的金鹵燈的使用，便于設計師縮小范圍。

2.2燈具參數

產品庫的參數中，包含了燈具類型、光束角、功率等參數。根據調研情況和照明產品的發展方向，燈具類型包含了嵌入式筒燈、吊裝明裝、吸頂、T8/5支架式等產品，為大部分照明項目提供了方便的字典式服務。燈具寬、中、窄光束角的燈具對設計的影響值也是非常重要的，選擇相應的光束角進行查看。此部分為了便于非專業照明設計師使用，通過對比不同空間使用不同光束角的優劣，給出了合適的使用搭配，使用者可方便的查詢到合理的設計方案。功率是在模型、光源、光束角等確定的基礎上，通過實驗確定的。

2.3燈具品牌

品牌在一定條件下是工程質量的保障，它涉及到燈具產品的可靠性及企業服務。在產品庫中集成了多個專業燈具廠商，并在專業檢測機構對性能進行驗證后，與圖形庫結合，形成不同的結果，挑選符合規范要求的產品導入產品庫。產品庫中包含不同等級的產品，包括進口品牌及國產品牌，不同的品牌優勢不同，業主可以根據對效果和價格的查詢選擇合適的產品。使用者可比較不同品牌或者同一品牌在指定空間中的表現，通過輸入品牌參數進行詳細比較，選定后下載到設計案中。

由以上分析看出，產品庫的建立是從設計師的設計順序出發，先進行光源類型的選擇，再進行燈具類型選擇，最終選擇品牌。產品庫中包含燈具ies曲線、燈具參數和燈具照片，兼顧了功能性和直觀效果性。

3軟件管理

軟件分兩個入口，一個是使用者入口，一個是管理者入口。管理者模塊包含照明設計應用功能模塊、照明產品信息功能模塊、照明系統管理功能模塊、照明設計安全功能模塊及網絡通信功能模塊。目前的軟件含有上百種模型和燈具產品，軟件的擴建功能便于不斷添加新的空間模型，新的布燈方式、及合適的產品。

4總結

在各行各業越來越需要數據共享的時代，鐵路站房照明設計數據庫軟件在專業領域，提供了典型的空間、布燈方式，提供了經驗證的符合規范要求的光源燈具品牌。并通過實驗，驗證了常用的燈具品牌，為設計人員提供了一部在線的設計字典，經在多個設計院進行試用，得到了滿意評價，并獲得了軟件著作權。經驗證使用的方式，為更多優秀的產品提供了參與到項目中的渠道，建立了建設方和產品方的連接，也將推動產品的進步。希望鐵路站房的數據庫軟件的研究應用，為照明專業與其他各專業的結合提供借鑒，將專業的設計方案提供給更多的建筑設計師、電氣設計師使用。

參考文獻

[1] 管亞敏.鐵路客站綠色照明及LED應用研究[J].照明工程學報，2014，25(6)：50.

[2] 馬曄，榮浩磊.面向應用的產品技術要求[J].照明工程學報，2013，24(5).

[3] 中長期鐵路網規劃(2008年調整).國家發展改革委，2008.

Research on the Lighting Design of Railway Station Special Database Software

Guan Yamin1，Zhao Junbo2， Ma Ye2，Zhang Jingang2

(1.ChinaRailwaysiyuansurveyanddesigngroupCO.,LTD,Wuhan430063,China;

2.BeijingTsingHuatonghengUrbanPlanningDesignandResearchInstituteCo.,Ltd,Beijing100085,China)

Abstract：This paper aims to introduce the railway station lighting design database software. The software development graphics library module and the lamps and lanterns library. Graphics library contains different public space of railway station (including the ticket office, waiting room, import and station hall, platform etc.) .We established the space models and the luminarie arrangement.Light library contains the common lighting lamps and lanterns of railway station, and easy to search. Users can input the design demand,and can get the design solution, including the layout plan and the lamps and lanterns selection and so on. Software can provides design plan for non-professional lighting designer, and lamp selection for professional lighting designers.The software provides comprehensive solutions for the lighting design of railway station, and new combination for lighting design industry and other industries.

Key words:railway station; lighting design software; graphics library; luminarie library

基金項目：國家自然科學基金資助項目(資助編號：5147832)；國家自然科學基金資助項目(資助編號：51178320)

中圖分類號：TM923

文獻標識碼：A

DOI:10.3969j.issn.1004-440X.2015.06.008