摘  要 以深圳地铁 2 号线工程为例，讨论发光二极管( LED) 综合节能照明装置的使用范围、类型参数、技术要求、控制方式，分析异型 LED 照明装置的布置情况，并对其节能效果进行评估。结果表明，单套 LED 综合节能装置能接收欧洲安装总线( EIB) 控制系统的带有数字可寻址灯光照明接口( DALI) 的调光信号，单灯具备可连续调光功能，可使整个车站根据不同模式及运营需求进行整体调光，具有明显的节能优势，且不会降低使用要求。

关键词 地铁; 发光二极管; 综合节能照明装置; 智能照明控制系统; 带有数字可寻址灯光照明接口的总线控制器; 调光; 节能; 可变造型

 

      深圳地铁2号线是我国第一条全面使用发光二极管( light emitting diode，LED) 综合节能照明装置的地铁线路。作为新一代绿色光源，LED 由无数点光源组合而成，具有普通光源无法比拟的优越性。LED 灯具的造型可以根据需要任意改变，为创造丰富多变的人工光环境提供了极大的便利。

 

      LED 综合节能照明装置在地铁中的使用范围: 全线车站站厅及站台的公共区照明、出入口通道照明、站台屏蔽门灯带、设备及管理用房照明、车辆段及停车场办公区照明、室外照明、地沟灯照明等。所有灯具均为成套产品，包含灯体、光源、电器连接部分的电线和套管、驱动电源电器、安装吊杆; 路灯除上述部分外，还包括安装组件。

      地铁站厅及站台公共区、出入口通道采用 300 型LED 综合节能照明装置，站台屏蔽门光带采用 200 型非应急型 LED 综合节能照明装置，车站管理用房( 车控室、会议室、站长室) 采用600 型 LED 综合节能照明装置，车辆段、停车场检修基坑内采用 150 型 LED 综合节能照明装置，文化车站采用异型 LED 综合节能照明装置，车站电梯内采用 LED 筒灯。

      深圳地铁2 号线所采用的 LED 综合节能照明装置类型较多，各种装置及参数详见表1。

      1) LED 综合节能照明装置是以白光 LED 为光源的成套照明产品。

      2) 150 型、200 型、300 型、600 型和异型 LED 照明装置使用遮光式灯具; 150 型、200 型、300 型、600 型、异型LED 照明装置及 LED 筒灯点亮时，人眼迎着灯光，看不到 LED;150 型、200 型、300 型、600 型、异型 LED 照明装置及 LED 筒灯未点亮时，人眼从灯具正面看不到 LED。

      3) LED 综合节能照明装置的散热设计必须为结构性散热，不得采用加装散热扇等被动散热方式。

      4) 150 型、200 型、300 型、600 型、异型 LED 照明装置及 LED 筒灯的相关色温在( 6 000 ± 300) K 范围内，显色指数 R_a≥80。

      LED 综合节能照明装置采用国际知名品牌———日本 Nichia 原厂的 LED 芯片，光源为白光。

       LED 采用表面贴装技术( SMT) 等先进封装技术，不得采用直插引脚式封装。封装材料应具有高穿透率、高导热率、耐高温、耐日光辐射和抗潮湿的功能，不得采用环氧树脂作为封装材料或透镜材料。LED 应无铅，符合ROHS 等相关标准，其使用寿命应不低于 5 万小时。

      150 型、200 型、300 型、600 型、异型 LED 照明装置及 LED 筒灯和路灯均采用日本 Nichia 的 LED。

      150 型、200 型、300 型、600 型、异型 LED 照明装置及LED筒灯和路灯的电源变换器采用开关型电源( SMPS) 。开关型电源应适合180 ～240V 的交流电源，输出直流电压与 LED 负载相匹配，并为 LED 提供恒定的直流电流驱动，其基本要求为: 能输出恒定电流，使各个LED 的电流相匹配，以保持各个 LED 的亮度均匀一致; 具有较高的功率转换效率; LED 的最大电流可以设定; 能提供完善的保护，如欠压保护、过电压保护、短路保护等; 低功耗; 小尺寸封装，散热良好，经久耐用( 使用寿命不低于5年) ，无内置风扇; 采用工业等级的高质量元件，电容等元件的使用寿命不低于5 年; 对其他电路的干扰小; 功率因数大于0．9，总谐波失真小于20%; 具有3C 产品认证。

      由于 LED 综合节能照明装置的类型众多，在此以300 型为例进行介绍。当 300 型 LED 综合节能照明装置的灯具( 长1 200 mm，宽300 mm) 与被照平面平行且与被照平面的距离为3 m 时，在被照平面取 A ～ I 共9个特征点，I 为灯具在被照平面垂直投影区域的中心，E ～H 是以 I 为中心的矩形的 4 个顶点，A ～ D 是矩形 4 条边的中心; 灯具在被照平面垂直投影的长边垂直于GDH( ECF) 、平行于 GAE ( HBF) ，GDH( ECF) 长为 4 m，GAE( HBF) 长为4 m，A ～ I及灯具在被照平面的垂直投影见图1。

      300 型 LED 照明装置投标产品的各点照度为: A，89 lx; B，94 lx; C，81 lx; D，83 lx; E，54 lx; F，56lx; G，57 lx; H，57 lx; I，155 lx。

      1) 在站厅及站台公共区、出入口通道采用非应急型 300 型 LED 综合节能照明装置，在站台屏蔽门灯带采用非应急型 200 型 LED 综合节能照明装置，这两种照明装置均能接收智能照明控制系统 EIB( European Installation Bus，欧洲安装总线) 的 DALI( digital addressable lighting interface，带有数字可寻址灯光照明接口) 调光模块的信号。单灯具有可连续调光功能，所有 LED 综合节能照明装置可按照模式或运营需求进行整体调光，LED 照明装置自带控制器，自带控制器能与 DALI 总线控制器系统兼容。

      2) DALI 总线控制采用数字编码寻址方式，接线简单，维护方便，且 LED 综合节能照明装置可以配合智能控制系统( EIB) 进行无极调光控制、模式控制或时间控制等，具体控制方式见图 2 和图 3。

 

       作为新一代绿色光源，LED 灯具由无数点光源组合而成，其灯具形式可以任意改变，满足不同场合需要，突破了传统的荧光灯只能条形布置的呆板装饰风格。深圳地铁 2 号线公共区采用 LED 光源，并利用其外形可以任意改变的优势，在站厅、站台层都设计了个性区，其中文化车站布置了异型 LED 综合节能照明装置，装修效果十分漂亮( 见图 4 ～ 图 7) 。

      作为新一代绿色光源，LED 成套照明装置节能效果显著，LED 综合节能照明装置满载时实测功率为68 W，经测试所得调光后的实际功率见表 2。将 300 型LED 综合节能照明装置与 T5 格栅灯盘照明方案进行节能对比，见表 3。

      经技术经济分析，可看出采用 LED 光源在 4 ～5 年内能收回成本。随着 LED 技术日趋完善，目前市场上主流产品的寿命均大于 5 万小时，可以使用 8 年左右，在这段时间内可以为工程节省 20% ～25%的投资。

      DALI 接线控制采用数字编码寻址方式，接线简单，维护方便，且 LED 照明装置可以配合智能控制系统进行无极调光控制、模式控制或时间控制等。此调光方式是目前国内地铁先进的智能照明控制技术，调光后不仅可以有效节能，同时车站照度仍然均匀，能给乘客提供舒适的候车环境，这是传统荧光灯无法实现的。

 

      深圳地铁 2 号线全线大规模采用 LED 照明技术，在国内地铁界尚属首次。虽然 LED 照明装置具有使用范围大、数量多、类型多等特点，增加了设计难度，但设计人员查阅了许 多资料，详细研究了LED 前沿技术，认真模拟计算了单灯照度值，并提出了各种型号 LED 的单灯照度值，确定了单灯技术参数。后经实际运营证明，各种型号的 LED 综合节能照明装置均满足不同场所的照度要求，获得了乘客的一致好评，因此本项目获得“2010 中国 LED 应用工程优秀奖”( 见图 8) 。

      笔者从 LED 综合节能照明装置使用的工程概况、使用范围、照度要求、技术参数、布置形式、控制方式、节能优势等方面进行了阐述，希望对今后国内地铁其他线路的照明设计有所借鉴。