地鐵車站動力照明系統的優化設計與施工技術研究

0 引言

在地鐵車站中，動力照明系統作為關鍵的基礎設施之一，其能效和可靠性直接關系到地鐵車站的運營成本和乘客的出行體驗。然而，原有的地鐵車站動力照明系統往往存在能耗高、照明效果不理想等問題，無法滿足現代城市對綠色低碳、高效節能的需求[1]。

近年來，隨著智能技術的快速發展和應用，基于需求響應的地鐵車站動力照明優化設計與施工研究，逐漸成為學術界和工程界關注的熱點。所謂需求響應是指根據實際需求和環境變化，靈活調整照明系統的運行模式和參數，以達到節能、環保和舒適的目標。通過引入智能控制系統、高效節能燈具和優化照明設計等方法，可以顯著提高地鐵車站動力照明系統的能效和照明質量，降低能耗和運維成本。

1工程概況

某地鐵線路起始于繁華的商業中心，穿越城市核心區域，最終抵達城市新區，通過地鐵網絡的快速集散功能，為城市新區與商業中心之間的旅客提供了高效、便捷的交通通道。該地鐵線路采用先進的全地下敷設技術，其車站均為現代化的地下車站。

這條地鐵線路每日供電時間長達20h以上，其動力照明系統用電負荷巨大，因此對動力照明系統進行優化設計與施工至關重要。本文針對這一需求，對該地鐵車站的動力照明系統的優化設計與施工進行深入研究，通過科學的規劃與創新的設計，提升地鐵車站的能源利用效率，為乘客創造更加安全、舒適、節能的出行環境。

2動力照明系統優化設計與施工關鍵技術

2.1科學選擇動力照明設備

2.1.1采用高效節能亮度適宜的燈具

鑒于地鐵車站濕度高、易滲水的獨特地下環境，對照明設備提出了嚴苛要求。為確保設備穩定運行并延長使用壽命，決定采用高效節能且具備高防水、高防腐等級的LED燈具。與以往的熒光燈具相比，LED燈具的光效顯著提升，使用壽命大幅延長，能在潮濕環境中保持穩定的照明效果，可有效降低長期使用的維護成本。

在燈具的具體選擇上，嚴格遵循照度標準和能效要求。例如，站廳公共區和站臺公共區的地面平均照度分別需達到 2001x 和 150lx ，以確保亮度適宜的乘車環境，同時滿足乘客候車、上下車時的照明需求。此外，將LED燈具的總諧波含量嚴格控制在 10% 以下，以保障電網的穩定運行。地鐵區域照度標準如表1所示。

2.1.2選用符合技術規范的燈具和配套設備

針對不同區域的需求，選用帶有接地端子的I類燈具、A型應急照明燈以及防水型照明燈具等，以符合技術規范與標準要求。在區間配電箱和維修電源箱的選擇上，同樣注重其防護等級和安全性。區間配電箱的外殼防護等級至少達到IP65，以應對地下車站復雜的環境條件。站內配電箱選擇了防護等級不低于IP40的產品，為地鐵車站照明系統提供堅實的保障[2]。

2.2基于需求響應優化照明系統布局

2.2.1優化應急照明設備配置

基于需求響應原則，優先考慮應急照明設備的配置，確保在緊急情況下能夠迅速提供充足的光照。通過優化布局，減少整體應急照明設施的數量，以提升經濟性。具體而言，對于僅在應急情況下啟用的照明點位，采用一般照明回路進行覆蓋。在日常運營中，由一般照明回路提供所需照度。而在緊急情況下，能夠迅速切換到應急照明回路，與一般照明共同確保現場的光照需求。在地鐵區間照明方面，充分利用軌道燈的輻射范圍，通過精細布局進一步減少應急燈的數量。應急照明回路切換示意如圖1所示。

2.2.2優化應急照明系統電路

將應急照明設計成兩個獨立電路：一個常開，另一個在正常運營期間關閉，但可在緊急情況下聯動開啟。該設計既能滿足不同場景下的光照需求，又能實現顯著的節能效果。對于公共區照明，充分考慮配電系統的選擇性配合。通過合理布局，在站廳與站臺的關鍵位置分別配置配電設施及電纜通道，并采用對應的T接方式連接照明配電柜，有效減少電纜的使用量，提高配電系統的靈活性和可靠性[3]。

在廣告照明方面，同樣采用優化的布局設計策略。通過實施恰當的T接連接策略，將應急電源與廣告照明系統相連，能確保應急照明在緊急情況下的快速啟動和可靠運行，共同提升車站的安全性和乘客的舒適度[4]。

2.3實施精細化施工管理

2.3.1精細制定和實施設計方案與施工計劃

為進一步提升地鐵車站照明系統的整體效能和安全性，在設計與施工過程中實施精細化施工管理。在項目規劃階段，通過精確分析地鐵車站各區域的照明需求，制定詳盡的設計方案與施工計劃。設計圖紙經過嚴格審核，確保每一處照明設施的位置、數量及功率均貼合實際需求，并為未來可能的擴展與維護預留空間。

進入施工階段后，推行嚴格的現場管理制度。施工隊伍遵循設計圖紙與施工規范，通過實時監控施工進度與質量，靈活調整施工計劃[5]。同時，強化安全管理，保障施工人員的人身安全及施工環境的穩定。

2.3.2精細管理材料和設備

在材料與設備管理上，實施精細化管理策略。所有照明設施與施工材料均經過嚴格的質量檢測，確保其符合相關標準。關鍵設備如照明配電柜、應急照明電源等，配備先進的智能監控系統，實時監測運行狀態，以便及時發現并處理潛在故障。

2.3.3精細敷設配管

敷設配管作為照明系統穩定性和安全性的關鍵，采取多項精細化施工管理措施。暗管敷設時，在現澆混凝土層上進行精確測量與放樣，確保管道位置準確無誤，并及時固定盒子與綁扎管道，嚴格控制管道進入盒子的長度。砌體配管方面，與砌墻專業緊密協作，及時封堵管口，確保管道暢通。明管敷設嚴格按照設計要求加工管道，確保彎曲半徑達標，并根據支架類型確定裝置尺寸，依次設置支架和吊架，以保證管道的穩定性和美觀。敷設配管的施工流程如圖2所示。

2.3.4精細安裝燈具和線路

在照明燈具的安裝作業過程中，首要步驟是清除接線盒與開關盒周圍的雜物。確保安裝區域干凈無礙后，再進行燈具的精細組裝與質量檢測，確保燈具性能達標[6]。以獨立方式敷設吊托架，精準安裝照明燈具，并采取加固措施優化安裝細節。

在機電安裝工程施工圖紙的指導下，精心設計開關插座接線，敷設電線電纜，安裝配電箱，確保電力穩定傳輸。通電試運行前，進行全面檢查與測試，確保燈具和配電設備狀態良好。試運行期間，密切關注燈具運行情況，及時發現并解決問題。確認動力照明燈具運行無誤后，標志著整個地鐵車站動力照明工程施工的圓滿完成。

3施工技術的應用

3.1 施工準備

為確保施工過程的順利進行和最終系統的穩定運行，本文精心準備施工所需的主要設備。在確定了所需設備后，進行施工前的檢查和調試工作，對設備的外觀、性能、接線等進行全面檢查，確保設備完好無損、性能正常。施工所需主要設備及其參數如表2所示。

3.2施工評價指標

為精確評估地鐵車站動力照明系統優化設計與施工后的能效表現，本文引入能效比作為核心評價指標。能效比是一個量化指標，綜合考慮了照明效果與系統能耗之間的關系，用于全面反映系統的能效特性。能效比的表達式如下：

式中：EER為能效比， n 為照明區域總數， L_i 為第i個照明區域平均照度 （lx） ， P_i 為第i個照明區域在工作時消耗的電能 （kW?h），T_i 為第i個照明區域實際照明時間（h），a為歸一化因子。通過能效比的計算，可對地鐵車站動力照明系統的能效表現進行量化評估。

3.3施工效果及分析

3.3.1 施工效果

在地鐵車站動力照明系統的優化設計與施工完成后，為了全面評估其能效表現，進行了詳細的能效比測量。地鐵車站動力照明系統優化前后在不同時間段內的能效比的對比情況如圖3所示。

3.3.2施工效果分析

由圖3可知，地鐵車站動力照明系統在優化設計與施工后，其能效比在不同時間段均有顯著提升。特別是在 ^10h 、14h和20h的高峰時段，優化后比優化前的能效比有了大幅提高，分別從3.1提升至3.9、從2.8提升至3.5、從2.9提升至3.6，充分驗證了優化措施在降低能耗和提升照明效率方面的有效性。

此外在2h、4h和8h夜間或低峰時段，盡管優化后的能效比提升幅度相對較小，但仍維持在較高水準，顯示出優化措施在不同負荷條件下均能保持出色的能效特性，具備更強的適應性和穩定性。整體來看，優化后的能效比波動范圍明顯收窄，動力照明系統在不同時間段的能效表現更為均衡，優化了乘客出行體驗，并達到了節能減排的效果。

4結束語

本文針對地鐵車站動力照明系統，深入研究了基于需求響應的優化設計與施工技術，提出了一套完整的照明系統優化設計方案。該方案不僅注重照明效果的提升，更強調降低能耗和提高運營效率，實現了照明系統的智能化、精細化控制。在施工技術方面，詳細闡述了施工前準備、施工過程中的注意事項以及施工后的驗收與維護等主要環節，確保優化設計方案能夠得到有效實施。施工效果驗證了該優化設計與施工技術取得了顯著的節能效果，為未來地鐵車站照明系統的智能化、綠色化發展提供了重要參考。

參考文獻

[1]邵波.關于地鐵地下車站動力照明系統的設計思考[J].城市建設理論研究（電子版），2024（12）：28-30.

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[3]鮑寅龍.地鐵車站動力照明負荷計算的優化分析[J].現代建筑電氣，2023，14（6）：31-35.

[4]趙雪源.地鐵車站動力照明系統設計研究[J].光源與照明，2022（2）：36-38.

[5]張瑜.地鐵車站動力照明的優化設計[J].工程技術研究，2022，7（2）：160-162.

[6]申莉.地鐵動力照明系統及其創新優化設計：以北京地鐵7號線環球影城站為例[J].光源與照明，2021（3）：5-7+46.