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北京地铁照明系统能效测试及方法验证

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：成龙

[导读] 摘要：参考国家标准，编制北京地铁车站照明系统的能效测试方法：包括测试内容、测试条件、测量仪器等，确定评价规则；最后选择4个典型的地铁车站，对其进出站口、站厅、站台、中控室等功能区域展开了照明系统能效测试，并得出结论。

        北京交通运输职业学院北京 100096
        摘要：参考国家标准，编制北京地铁车站照明系统的能效测试方法：包括测试内容、测试条件、测量仪器等，确定评价规则；最后选择4个典型的地铁车站，对其进出站口、站厅、站台、中控室等功能区域展开了照明系统能效测试，并得出结论。
        关键词：能效测试方法；评价规则；照明系统能效测试
        1北京地铁照明系统能效测试方法
        参照GB/T 5700-2008《照明测量方法》、DB11/T973-2013《公共建筑室内照明系统节能监测》等标准，编制北京地铁车站照明系统的能效测试方法。
        1、测试内容
        （1）室内有关面上各点的照度；
        （2）室内有关面的照明系统电参数：照明系统电功率和供电电压；
        （3）被照面积。
        2、测试条件
        （1）应在照明系统正常运行0.5h以上进行；
        （2）无外界其他光源干扰，照明设备完好且按正常工况全部开启；
        （3）灯具端电压偏差范围应在其额定电压的-10%到+5%之间。
        3、测量仪器
        测量仪器应经过计量检定合格且在检定周期范围内。
        （1）照度计应采用不低于一级的光照度计。
        （2）电功率计应采用精度不低于1.5级的数字功率计。
        （3）电压表应采用精度不低于0.5级电压仪表。
        （4）长度测量仪器可采用红外测距仪，分度值宜选择0.1m。
        4、照度测量
        （1）布点
        预先在测定场所位置打好网络，做测点记号，一般室内和工作区为2-4m正方形网络格，对于小面积的区域可取1m的正方形方格。
        （2）测量平面和测点高度
        无特殊规定时，测试照度计放在所测试地面上。
        （3）测量方法
        使用照度计测量时先要大量程档数，然后根据需要值调整所需档数，待指示稳定后再读数。测量时要防止测试人员或其它干扰测试感应头，以免测试不准。
        5、面积测量
        使用红外测距仪测量被照区域长、宽，计算区域面积。
        6、电参数测量
        （1）选择钳形功率计加电压表测试法
        钳形功率计卡住所测照明线路后，等待读数稳定后，接电压表，等待电压表的读数稳定后，同时抄出电功率和电压表的读数，计算出改支路的能耗。
        （2）单灯功率计测量累加法
        当线路采用单一灯具时：统计所测支路灯具数量和类型，统计后采用电子功率计测出单灯的功率参数，所测数量按照支路灯具数量10%进行测量，低于10支灯具的要测试3个以上，求平均值，根据数量按式（1）求出总功率W如下：
        W = P×M   （1）
        式中：W——支路总功率
        P——单灯功率
        M——灯具数量
        当线路中含多种灯具时：统计所测支路中的灯具数量和种类，统计后采用电子功率计测出每种单灯的功率参数，所测数量按照支路灯具数量10%进行测量，低于10支灯具的要测试3个以上，求平均值，根据数量求出总功率P。
        （3）单灯额定功率累积法
        当测试条件不满足时，可用照明系统内所有灯具额定功率累计求和表示该照明系统功率，此前已经验证此方法所得功率与用功率计测出的功率之差在允许范围内，对照明系统能源利用效率的计算影响不大。
        7、功率密度计算方法
        照明功率密度由式（2）求出：
        LPD=∑Pi/S   （2）
        式中：LPD--照明功率密度，单位为瓦特每平方米（W/）
        Pi--被测量照明场所中的照明灯具的输入功率。单位为瓦特（W）
        S--被测照明场所的面积，单位为平方米（m2）
        8、平均照度计算方法
        照明系统平均照度按式（3）计算：
        Eav=[1/（M*N）]∑Ei   （3）
        式中：Eav---平均照度，单位为勒克斯（Lx）
        Ei---在第i个点上的照度，单位为勒克斯（Lx）
        M——布点网格中纵向测点数
        N——布点网格中横向测点数
        9、计算折算照明功率密度值
        折算功率密度按式（4）计算：
        LPDZ=LPD*ES/ Eav   （4）
        式中：LPDZ——折算功率密度；
        ES——标准照度值，可按下表选取

        10、评价规则
        （1）对于使用不同类型灯具、或者同一类灯具处在不同安装环境和不同安装工艺下的不同车站的同一功能区域位置照明系统可通过对比折算功率密度值LPDZ比较照明系统的能源利用效率，LPDZ越低，能源利用效率越高。
        （2）评价某照明系统能效是否合理时也可通过折算功率密度值LPDZ得出，合理的照明系统LPDZ应不大于下表的限值。

        （3）9中的Es标准值表是建筑设计中对各建筑区域的使用功能设计出的标准值，北京地铁各区域的实际照度根据使用要求和舒适度宜不低于标准值，若实际照度高于标准值过多，在能保证实际应用要求的情况下，可酌情降低照度，达到节能效果
        2北京地铁照明系统能效测试验证与示范
        选择4个典型的地铁车站，对其进出站口、站厅、站台、中控室等功能区域展开了照明系统能效测试。这4个车站分别为5号线东单站，该站属于以LED灯为主进行过节能改造的地下车站；10号线芍药居站，该站属于以传统灯具为主未进行过节能改造的地下车站；13号线北苑站，该站属于以传统灯具为主未进行过节能改造的地上车站；5号线立水桥南站，该站属于以LED灯为主进行过节能改造的地上车站。这4个典型车站的选取将北京地铁车站的各类照明系统类型基本涵盖。
        为不影响北京地铁正常运营，特意于工作日晚12点，待地铁全部停止运营后方进场测试，测试过程完全按照上述方法进行，测试结果如下：
        由四个车站的照明系统测试结果可得出如下结论：经过照明节能改造、灯具以LED节能灯为主的车站，其照明系统的折算功率密度比没有经过节能改造、灯具以传统日光灯为主的车站的照明系统折算功率密度要低很多，即经过LED节能灯具改造的车站照明系统能源利用效率更高。没有经过照明节能改造的芍药居站和北苑路北站的照明系统，由于传统灯具在节能方面的局限性，使得上述两个车站的照明系统能源利用效率低于最低限值，属于能效不合理的照明系统，建议对上述两个车站的照明系统进行节能改造，以LED节能灯具替换传统灯具，以降低能源消耗。

        参考文献：
        [1]中国华人民共和国国家标准 GB/T 5700-2008《照明测量方法》
        [2]北京市地方标准 DB11/T973-2013《公共建筑室内照明系统节能监测》