上海市軌道交通18 號線復旦大學站照明設計

王逸凡

（同濟大學建筑研究院（集團）有限公司，上海 200082）

1 引言

隨著地鐵車站等城市軌道交通設施的不斷完善及發展，如何采用各種技術手段來節約能源， 減少碳排放成為城市軌道交通建設領域的重要課題。 地鐵車站照明系統用電量大，且供電持續的時間較長， 在設計過程中注重節能減排措施的應用，可以有效減少能源消耗。 本文根據上海市軌道交通18 號線復旦大學站照明設計項目， 具體闡述了地鐵車站照明系統的設計要點。

2 工程概況

上海市軌道交通18 號線復旦大學站為地下3 層島式車站，地下1 層為站廳層，地下2 層為設備層，地下3 層為島式站臺層。 本車站以車站中心線為界，分為車站南、北兩端，也稱A、B 端。地鐵車站乘客等候時間不長，一般對環境舒適程度的差異不敏感。 基于此，地鐵車站照明系統設計需在滿足基本功能要求的同時，結合建筑及裝修造型對燈具進行圖案化布置，形成與建筑藝術相呼應的藝術風格[1]，并考慮安全節能等因素。

3 照明分類

3.1 按照明用途分類

根據照明用途，本車站分為正常照明和應急照明。

1）正常照明為在正常情況下使用的照明[2]。站內需要照亮的各個場所均按照標準[3]規定的照度要求及功率密度值設置了正常照明。

2）應急照明為因正常的照明電源失效而啟用的照明，本站應急照明包含應急疏散照明及疏散指示和備用照明。 應急疏散照明及疏散指示的作用是確保疏散通道被有效辨認和使用，本站主要在設備區走廊、站廳站臺公共區等用于人員疏散的場所設置。 備用照明的作用是確保正常活動繼續或暫時繼續進行，本站主要在火災時仍需工作的場所設置，例如，變電所、排煙機房、消防泵房等房間。

3.2 按照明負荷等級分類

本車站照明可根據負荷等級分為一、二、三級負荷。 一級負荷包含站廳、站臺公共區照明等重要負荷。 二級負荷包含設備管理房照明、 導向照明。 三級負荷包含廣告照明等不屬于一、二級負荷的其余照明負荷。

4 照明設計

4.1 照明系統的供電

本車站于地下2 層設備層A 端的設備用房區域內設置1處降壓變電所， 負責提供車站及兩端相鄰各半個區間的照明用電。 車站在站廳層、 設備層及站臺層A、B 兩端分別設有1間照明配電間，照明配電箱集中設于照明配電室內。

配電方式如下： 一級負荷電源引自降壓變電所的兩段母排各一回路， 公共區照明配電采用雙電源交叉分組供電至均勻布置的燈具上，每個回路電源負責約50%燈具。應急照明在人員疏散時使用，為一級負荷中特別重要的負荷，本車站應急照明由配電室內的應急電源裝置供電。 二級負荷由降壓變電所任一段母線（非三級負荷母線）供電，必要時可切除。 三級負荷由降壓變電所的三級母線供電。

4.2 照明燈具選擇及計算

本車站除一些特殊用途的機房需設置備用照明外， 其余設備房間根據需求設置一般照明， 設備房間照明根據利用系數法計算房間內所需燈具數量，最后驗證平均照度值Eav及功率密度值LPD，計算公式見式（1）、式（2）：

式中，U為利用系數；K為維護系數；N為燈具數量；φ為每盞燈發出的光通量；P為每盞燈的額定功率；A為受照房間面積。本次選取站長室為例進行計算。 本車站站長室長約為5.8 m，寬約為3.7 m，總面積A約為21.5 m2，利用系數U用查表法得出為0.534，維護系數K取0.8，站長室平均照度為300 lx，總光通量計算結果如下：

站長室內燈具根據裝修吊頂形式， 選用功率為20 W，光通量為1 800 lm 的LED 面板燈，可得出N≈8.39 盞。取N為8盞計算平均照度Eav及功率密度LPD，計算結果如下：

根據設計標準的要求， 設計照度與平均照度標準值的偏差不應超過±10%，站長室平均照度標準值為300 lx，照明功率密度（LPD）應小于8 W/m2。 所以站長室內照明選用8 盞功率為20 W，光通量為1 800 lm 的LED 面板燈，滿足要求。

本車站公共區疏散照明按照地面最低水平照度不低于3 lx 設置，站廳公共區一般照明平均照度按照200 lx 設置，站臺公共區一般照明平均照度按照150 lx 設置。 利用照明設計軟件對站廳、站臺公共區照明進行模擬結果如下。

4.2.1 站廳層公共區一般照明及應急照明

圖1 為本次模擬站廳層公共區選取的6 個典型區域。 表1、表2 分別為一般照明及應急照明模擬結果的名稱以及各項照明指標。

圖1 站廳層公共區選取的6 個典型區域（單位：m）

表1 站廳層一般照明模擬結果

4.2.2 站臺層公共區一般照明

圖2 為本次模擬站臺層公共區選取的4 個典型區域。 表3、表4 分別為一般照明及應急照明模擬結果的名稱以及各項照明指標。

圖2 站臺層公共區選取的4 個典型區域（單位：m）

表4 站臺層應急照明模擬結果

綜合以上模擬結果，站廳層一般照明平均照度值為184 lx、最低照度為79 lx；站廳層應急照明平均照度值為25 lx、最低照度為3.72 lx。LPD 值為3.4 W/m2。站臺層一般照明平均照度值為158 lx、最低照度為91 lx；站臺層應急照明平均照度值為22 lx、最低照度為5.18 lx。 功率密度LPD 為3.9 W/m2，滿足要求[1]。

4.3 照明的控制

本車站設備用房內的一般照明采用就地控制開關， 設備用房應急照明采用平時點亮兼作一般照明，失電（應急）時，車站火災自動報警系統（FAS）強制啟動控制。 本條地鐵線路提出“智慧車站”概念，為滿足其要求，分別在站長室、交接班室、站務員室及司機休息室內， 對一般照明設置人體感應控制及就地面板控制，并納入車站智能照明控制系統。

公共區域的照明、 客服中心內的照明燈具單燈設DALI調光模塊，配合照度傳感器，使地鐵車站在運營初期的地面照度略高于規范要求， 同時可根據運營人員需求分別設置不同場景及分時段的控制； 地面出入口照明的燈具單燈設DALI調光模塊，可以根據室外照度傳感器照度值調節亮度，確保地面照度水平滿足規范要求；車站內導向照明、站臺下安全照明及區間隧道內一般照明設開關控制器， 可根據運營需求控制時間。

地面出入口照明與車站公共區照明以車站出入口樓梯的第一階休息平臺為界，進行分別配電及控制。

4.4 照明系統的電線電纜的選擇

本車站一般照明采用低煙無鹵阻燃型電線電纜； 應急照明采用低煙無鹵阻燃型耐火電線電纜。 渡線、折返線、聯絡線等區段的工作照明分箱進線采用低煙無鹵B 級阻燃型鎧裝電纜，應急照明分箱進線采用柔性礦物絕緣電纜。

5 結語

本車站照明系統設計雖僅為車站建筑設計的一小部分，但其在提供良好的照明環境、 發生火災時疏散乘客及對車站建筑的裝飾等方面起著至關重要的作用。 從節能減排的角度來看， 本站設備區幾處重點人員辦公用房設置了人體感應裝置，公共區域的照明均接入智能照明控制系統，可根據實際情況對照明進行調節，避免浪費。 相信隨著科學技術的發展，未來會出現更加優化的地鐵照明系統設計。