实测：深圳地铁2号线LED照明 VS 3号线荧光灯照明
文章来源:恒光电器
发布时间:2015-11-23
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LED凭借其节能和环保的优势逐渐被应用于地下空间照明，以地铁站空间为例，北京、深圳等城市已有改造完成或直接采用LED进行照明的地铁站空间。目前深圳地铁2号线即蛇口线已全线采用LED照明，是我国第一条全面使用LED综合节能照明装置的地铁线路。
对地铁站空间半导体照明的应用引起越来越多的关注：一方面因为LED应用于功能性照明的眩光问题严重影响照明的安全性；另一方面，由于地下空间区别于地上空间，使用者在缺乏自然光的地下空间会焦虑、烦躁及产生无方向感。因而随着LED逐渐被应用于地铁站空间照明，对LED是否能真正替代传统荧光灯应用于地铁站空间照明，需要从理论和实践两方面综合考虑。为推进半导体照明在地铁站空间的应用，需建立地铁站空间照明视觉环境评价体系，对半导体照明下视觉环境进行主观评价和综合研究。
因此，本文利用已建立的地铁站空间照明地铁站空间视觉环境评价体系，结合模糊综合评价法和语义差别量表法将各评价指标制作成主观调研问卷，LED-T5一体化灯管，汇总问卷结果，对地铁站空间视觉环境进行优先排序。同时，对可测光环境指标进行现场测量，结合综合评价与现场测量的数据，主客观结合弥补主观评价的主观性和不确定性，LED照明工程，使评价结果更具客观性和科学性，户外照明，并得到最优地铁站空间视觉环境中所对应的照度、色温区间，进一步指导地铁站空间照明设计。
地铁站空间视觉环境评价调研对象分析
本文对采用LED照明的地下地铁车站进行问卷调查和现场实测，同时也需要选择荧光灯照明的几个典型的地铁车站，对比分析两种光源照明下地铁站空间视觉环境综合评价值和客观实测物理特性，从而得到具有最优综合评价值的地铁站空间以及对应的光环境客观物理特性。
为了测量数据的客观性、准确性和科学性，避免灯具不同使用时间所造成的衰减不同和由不同地区、气候、文化等造成的被试主观感受的差异，本文选用同一地区同时开通的直接采用LED进行照明的深圳地铁2号线二期和荧光灯进行照明的深圳地铁3号线二期中各5个地铁车站进行研究。
深圳地铁2号线
深圳地铁2号线是我国第一条全面使用LED综合节能照明装置的地铁线路，站厅及站台公共区、出入口通道采用300型LED照明装置，站台屏蔽门灯带采用非应急型200型LED照明装置，单灯具有可连续调光功能，所有LED照明装置可按照模式或运营要求进行整体调光。
调研对象包括大剧院站、华强北站、福田站、景田站和深康站5个地下地铁车站。
经调研发现，蛇口线各地铁站均采用LED进行照明，充分利用LED可调光的特性，标准站站厅根据每日不同时段人流量的多少进行调光；根据对地铁站工作人员的调研得知，地铁站厅多数情况下处于低峰模式，故而对蛇口线中5个地铁站进行主观调研和现场实测均在低峰模式下进行。
站台屏蔽门灯带根据列车是否进站分为全亮和间隔点亮两种，列车进站时照度和亮度接近于未进站时的2倍。由于列车进站时间短暂，户外照明，使用者对该区域光环境的满意程度主要来源于候车期间的感受，故而选择列车未进站时进行主观调研和现场实测。
深圳地铁3号线
深圳地铁龙岗线(3号线)站厅和站台等候区采用T5双管格栅荧光灯，站台屏蔽门灯带采用T5单管格栅荧光灯。调研对象包括红岭站、通新岭站、华新站、莲花村站和少年宫站。
调研中发现，龙岗线中同一个地铁站的站厅和站台风格统一，大部分绘有花卉图案，照明方案，且均与站名相映衬，不同地铁站之间风格各异，独特的色彩和图案搭配使得地铁站空间具有良好的艺术效果。如红岭站站厅和站台以红色为主色调；莲花村站以绿色为主色调配以莲花图案。
龙岗线各地铁站站厅和站台区域均采用格栅荧光灯进行照明，由于荧光灯只能条形分布，故而装饰风格较为呆板；灯具均匀分布，照度均匀度较好，灯光柔和舒适，没有明显的眩光问题。站厅和站台区域除墙壁有少量的LED广告屏外，没有多余的广告条幅，因此，站内空间除明亮程度较差之外，亮度均匀度较好，无眩光，整体视觉环境较好，具有良好的舒适性。
地铁站空间视觉环境主观调研
地铁站空间视觉环境评价体系
为对地铁站空间视觉环境进行主观评价，作者通过对专业领域相关理论的分析研究构建出地铁站空间视觉环境评价体系，主要包括评价指标和指标权重两部分：
对评价指标的选择，采用德尔菲法，口碑，通过专家轮询的方式对评价因素作为评价指标对评价目的意义的重要程度进行评分，通过得分的高低筛选出适用于地铁站空间视觉环境评价的评价指标；
评价权重的计算，则是利用层次分析法建立递阶层次结构模型并构建初始判断矩阵，并建立基于初始判断矩阵的最小二乘一致性修正模型，利用粒子群算法求解得出具有较好一致性的判断矩阵和排序权重向量，最终建立起地铁站空间视觉环境综合评价模型，如图1所示。经粒子群算法求解得到的各指标权重为W=［0.09010.07290.10150.11840.06200.08810.02190.07430.10240.01990.01390.01240.04540.05030.07550.0511］。
主观调研问卷设置
对于视觉环境各指标满意度问题的评价采用语义差别量表的形式，语义差别量表又叫语义分化量表，这是20世纪50年代后美国心理学家Osgood发展的一种态度测量技术，是一次性集中测量被测者所理解的某个词或概念的测量手段。针对这样的词或概念设计出一系列双向形容词量表，请被测者根据对词或概念的感受、理解，在量表上选定相应的位置。例如评价一个环境的满意程度可用表1来表示。
表1中所示为7个等级，中间等级表示中性，既不满意也不是不满意，往左负号表示不满意，数字越大，表示不满意程度越大;往右正号表示满意，数字越大，表示满意程度越大。关于语义差别量表法的分级，根据本文研究内容“地铁站空间照明视觉环境主观评价与现场调研”，定义7级语义差别量表，并制定出相应的调查问卷。
主观调研结果
制作好调研问卷后，需要到选定的地铁站发放问卷，每个站发放100份问卷，站厅和站台各50份。在问卷调研过程中，对参与问卷调查的乘客进行调研目的的解释，并对调研过程中乘客所遇问卷理解性问题进行详细说明。主观调研结果汇总如表2、表3所示。
信度检验
信度，即评价的一致性和可靠性，是指采用同样的方法对同一对象重复测量时所得结果的一致性程度。信度用信度系数进行度量。对问卷的信度检验，采用克伦巴赫α系数评定量表和态度量表进行内部一致性检测。α系数评价的是量表中各项得分间的一致性，属于内在一致性系数。α系数值介于0与1之间，企业资讯，α值越大相关性越好，内部一致性可信度较高。通常，测验的信度α系数值达到0.8以上时，绿色照明，表示内部一致性极好，是一个信度相当高的测验。信度α系数值达0.7以上时，为较好的测验，内部一致性较好。信度α系数值达0.6以上为可接受的信度。
利用spass软件进行信度检验，发现大部分地铁站空间视觉环境调研问卷的信度α系数值达到0.8以上，内部一致性好;只有华新站站台问卷和少年宫站厅问卷的信度α系数值为0.641和0.765，均为可接受的内部一致性，因此，本次问卷调查结果可接受，可用于后续研究。
视觉环境优劣排序
将所得的问卷结果取平均值应用于地铁站空间视觉环境评价体系模型中，对应于模型中各评价指标值。再与模型中各评价指标的权重对应加权求和得到对应地铁站空间视觉环境综合评分见表4，并得出地铁站空间视觉环境优劣排序如下：
1)LED站厅:福田站＞深康站＞华强北站＞大剧院站＞景田站；
2)LED站台:福田站＞大剧院站＞深康站＞景田站＞华强北站；
3)荧光灯站厅:通新岭站＞红岭站＞少年宫站＞莲花村站＞华新站；
4)荧光灯站台:红岭站＞少年宫站＞莲花村站＞通新岭站＞华新站。
地铁站空间照明光环境指标现场测量
在进行详细的主观调研之后，还需要对在LED照明低峰模式下运行的5个地下地铁站空间和采用荧光灯进行照明的5个地下地铁站空间进行光环境物理特性的现场实测，现场测量内容包括光环境中的可测量值:照度、色温等。现场测量的目的在于分析地铁站空间中光环境参数是否满足国家标准，在满足国家标准的基础上，利用主观调研和现场实测相结合的方法，得到综合评价值相对应的光环境物理量。
利用CL-200CHＲOMAMETEＲ色彩照度计对选定的10个地铁站的站厅和站台不同区域进行照度、色温测量，选取测量区域中15个测量点，每个测量点测试3组数据，汇总数据求平均值并进行分析。所测量地铁站站厅和站台区域照度、色温平均值见表5。
地铁站空间照明视觉环境主观调研与现场测量对应分析
对视觉环境的综合评价，包括主观和客观两方面，照明方案，主观即主观调研，客观即现场测量。主观问卷调研是利用语义差别量表法结合模糊综合评价方法，从人的主观感受出发，对所处的视觉环境进行整体评价，给出各单项的主观评分和整体满意度，结合单项评价指标的权重值得出综合评价值，由于整体满意度和通过模型计算得出的评分具有相同的优劣排序，照明方案，故而证明了所构建理论模型的有效性。再通过对视觉环境中可测量的光环境物理参数，照度、色温等进行测量，从数据上对所处光环境有直观和客观的认识，照明方案，得到主观最优视觉环境所对应的光环境物理特性。
照度水平
不同地铁站站厅和站台区域平均照度及对应的主观调研中的单项评价(照度均匀度、视觉诱导性)、整体满意度和综合评价值见图2和图3。
从图2和图3可知，利用LED进行照明的5个地铁站站厅空间平均照度达到GB/T16275—2008《城市轨道交通照明》中规定的站厅(地下)照度标准值200lx，而利用荧光灯照明的5个地铁站站厅空间平均照度大部分低于标准的200lx；站台空间照度均满足照度标准值150lx。整体满意度和主观评价值与平均照度呈线性关系，而视觉诱导性与照度的高低无直接关系，而是指照度的分布对使用者在站厅和站台区域所起到的引导作用。
色温分析
光色决定了地铁站空间的整体气氛，不同光色带给人不同的心理感受。从图4和图5分析得知：
采用LED进行照明的地铁2号线站厅和站台区域所用LED光源色温主要集中在6000K左右，为高色温，给人清冷的感觉。而采用荧光灯进行照明的地铁3号线站厅和站台区域所用荧光灯色温集中在5000K左右，更接近自然光的色温，给人温暖、柔和、舒适的感觉。
由于福田站灯具造型有别于标准站中的面板灯，为非标准灯具，色温也较标准灯具低，在5000K左右，更接近自然光色温，使人在这样的视觉空间中感觉更舒适，因而整体满意度较好。
总结与展望
经主客观两方面得出：对于利用半导体进行照明的深圳地铁2号线(蛇口线)的5个地铁站空间中，福田站站厅和站台空间具有最优的视觉环境；利用荧光灯进行照明的深圳地铁3号线(龙岗线)5个地铁站空间中，通新岭站厅和红岭站台具有最优的视觉环境，电工照明，主观调研整体满意度和综合评分值较其他站高。
结合视觉环境满意度调研与现场光环境物理特性的测量得出最优视觉环境对应的光环境参数照度、色温等的取值范围，见表6，即光环境参数在表6所示范围中时，地铁站空间视觉环境较舒适。
本文利用所构建的地铁站空间视觉环境评价模型评价荧光灯和LED两种光源下地铁站空间视觉环境的优劣，利用现场测量将基于模型的主观评价与基于数据的客观测量相结合，利用客观测量弥补主观评价的缺陷，主客观调研方法结合，在一定程度上弥补了两种方法自身的缺点和不足，恒光电器，使最终的评价结果趋于科学性、客观性和合理性。
同时整体满意度得分与综合评分下所调研地铁站空间视觉环境优劣排序一致，即模型与调研结果吻合，说明构建模型的指标及权重的合理性，即该理论模型具有普遍适用性。理论评价与现场测量结合，为照明设计提供理论依据，进一步推进LED在包括地铁站在内的大型地下空间的应用。
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