LED照明在地下車庫中的應用

王 暉

(北京市建筑設計研究院有限公司，北京 100045)

1 前言

LED照明作為新一代光源，由于其具有低功耗、長壽命、自身發(fā)熱低等突出特點，目前越來越廣泛地應用在建筑照明領域，是綠色建筑中節(jié)能降耗的一種重要手段。由于地下車庫照明燈具用量大，使用時間長，用LED照明替代常規(guī)的熒光燈照明，具有顯著的節(jié)能效果。通過LED照明燈具的使用并結合智能化的控制手段，將大大降低地下車庫的照明能耗。

2 項目簡介

本項目是位于北京的一棟某機關辦公樓建筑。地上22層，地下3層。首層至五層為辦事大廳，六層至二十二層為辦公室。地下一層為設備用房、附屬用房及汽車庫，地下二、三層為汽車庫。本工程地下建筑面積約6萬m2，地上建筑面積約14萬m2，總建筑面積約20萬m2，建筑總高度約99m。

本項目的設計目標是要達到綠色三星建筑標準，因此作為節(jié)能措施中的重要一項，采用何種照明光源成為設計中的關鍵一環(huán)。由于地下車庫面積較大，使用燈具數(shù)量多，具備采用新型高效照明光源的條件。經(jīng)過與甲方多次的論證及投資對比分析后，確定采用LED照明作為地下車庫的主要照明方式，另外采用智能化的控制方式，以達到節(jié)能目的。

3 綠色建筑的相關設計標準分析

由于本項目的設計目標是要達到綠色三星建筑，因此照明設計應滿足綠色建筑相關評價標準的要求。而作為LED照明，更應首先滿足相關照明設計標準的要求。目前，在現(xiàn)行的設計標準中，與照明(LED)相關的主要標準如表1所示。

表1 與照明(LED)相關的主要標準

在各類綠色建筑評價標準中，一般項要求照明功率密度值應達到國家標準《建筑照明設計標準》(GB 50034-2013)規(guī)定的現(xiàn)行值，優(yōu)選項要求照明功率密度值應達到國家標準《建筑照明設計標準》(GB 50034-2013)規(guī)定的目標值。

由上述標準可以看出，目前針對LED照明的設計標準甚少，在設計中主要依據(jù)是滿足照明均勻度(U0)、一般顯色指數(shù)(Ra)、照明功率密度限值(LPD)的要求即可。

4 車庫照明的能耗特點分析

4.1 車庫照明負荷的時間特性

職工停車區(qū)在上下班高峰期照明負荷大，辦公時段及夜間負荷小，訪客停車區(qū)域在辦公時段照明負荷大。

4.2 車庫照明的區(qū)域分布特性

車道區(qū)域的使用率最高，訪客停車位區(qū)域使用率次之，職工固定停車位區(qū)域的使用率最低。

5 照明設計方案選擇對比

5.1 地下車庫LED照明與T5熒光燈照明技術方案對比

對于地下車庫等對現(xiàn)場照度和顯色指數(shù)等要求不高的區(qū)域，LED光源產(chǎn)品已經(jīng)可以替代傳統(tǒng)的熒光燈類產(chǎn)品。地下車庫功能區(qū)域主要劃分為坡道區(qū)域、行車道區(qū)域和車位區(qū)域。地下車庫的照明工程設計主要依據(jù)是《建筑照明設計標準》(GB 50034-2013)，由于設計時已超前考慮了新規(guī)范的內(nèi)容，地下車庫照度設計標準為50lx，可滿足已正式出版的2013版照明設計標準的要求。

1)坡道和行車道處照明設計

行車道光源宜采用18W LED光源，色溫4 500K～6 500K，顯色性>75，燈具效率75%。同時，辦公樓車輛的流動頻率較低，早晚上下班是高峰期，其余時間幾乎很少有車輛和人員流動，可考慮采用時間控制設定忙閑時分段控制，高峰時全部開啟，低峰時減半開啟。

2)車位處照明設計

車位燈為駐車提供方便，考慮到車輛流動頻率，光源宜采用一體式18W LED加紅外微波傳感器感應控制，色溫4 500K～6 500K，顯色性>75，燈具效率75%。

LED光源和紅外微波傳感器組合在一起，有效實現(xiàn)地下車庫的照明節(jié)能。當有人或車在燈周圍活動時，LED照明燈呈滿功率運行，滿足照明的需要，當無人和車時，燈光處于休眠狀態(tài)，保持4W左右的低功率照明，維持在安全照明所需的最低照度，實現(xiàn)照明節(jié)電，其節(jié)電率可達80%以上。

3)地下車庫區(qū)域LED燈具與T5熒光燈對比分析

T5熒光燈方案見圖1。圖1中，整燈功耗為32W，平均照度為50lx，功率密度為1.36W/m2。

圖1 采用T5熒光燈的照度計算

LED燈具方案參見圖2。圖2中，整燈功耗為19W，平均照度為54lx，功率密度為0.81W/m2。

由以上數(shù)據(jù)可以看出，采用T5熒光燈和LED燈具均能滿足《建筑照明設計規(guī)范》規(guī)定的照度值及功率密度限值的要求，照度均勻度雖不能完全滿足規(guī)范要求，但是采用LED照明的功率密度值要明顯低于T5熒光燈。

5.2 地下車庫LED燈具和T5熒光燈經(jīng)濟性對比

具體對比數(shù)據(jù)參見表2。

由表2可以看出，采用LED燈具與普通熒光燈相比具有很高的投資回報率。

6 相關的產(chǎn)業(yè)政策

LED照明在技術上有著諸多優(yōu)點，節(jié)能效果十分明顯，但由于生產(chǎn)工藝及市場應用方面的原因，造成目前與普通熒光燈具相比，價格仍然較高，阻礙了其進一步的推廣及應用。因此，國家及地方出臺了一些相關的產(chǎn)業(yè)政策，使用戶采用了節(jié)能產(chǎn)品后能夠得到相應的經(jīng)濟補償，以鼓勵推廣及使用LED照明。

2010年6月4日，北京市發(fā)展與改革委員會等四部門發(fā)布了《北京市節(jié)能減排獎勵暫行辦法》。

2012年4月9日，北京市發(fā)展與改革委員會發(fā)布了《北京市淘汰普通照明白熾燈行動計劃(2011～2015年)》[4]，其中明確規(guī)定了：“2011～2012年，在地下通道試點應用LED照明產(chǎn)品替換現(xiàn)有傳統(tǒng)照明光源，在政府機關地下停車場等室內(nèi)照明領域采用合同能源管理方式示范推廣LED照明產(chǎn)品，按照國家統(tǒng)一要求，開展LED筒燈和LED射燈示范應用。2013～2015年，根據(jù)試點示范情況，擴大推廣范圍，逐步在本市其他公共機構、物業(yè)小區(qū)以及商場、賓館、飯店、工業(yè)企業(yè)等經(jīng)營性單位推進LED光源應用”。

表2 LED 1×18W與T5 1×28W熒光燈經(jīng)濟性能分析

注：1、燈具數(shù)量按2 000盞計算；2、單燈價格參考2013年的價格信息

圖2 采用LED燈具的照度計算

2012年6月16日，國務院發(fā)布的《“十二五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》[5]中明確規(guī)定了：“加快半導體照明(LED、OLED)研發(fā)”，“各級政府要安排財政資金支持和引導節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展。安排中央財政節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展專項資金，采取補助、貼息、獎勵等方式，支持節(jié)能減排重點工程和節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點工程，加快推行合同能源管理?！?/p>

2013年1月30日，國家發(fā)展與改革委員會等六部門發(fā)布了《半導體照明節(jié)能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》[6]，《規(guī)劃》明確了促進LED照明節(jié)能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值年均增長30%左右，2015年達到4 500億元，其中LED照明應用產(chǎn)品1 800億元。《規(guī)劃》中指出要逐步加大財政補貼LED照明產(chǎn)品的推廣力度，在商業(yè)照明、工業(yè)照明等領域重點開展LED照明產(chǎn)品的示范應用和推廣，適時將球泡燈等量大面廣、技術成熟的LED照明產(chǎn)品納入補貼范圍。

另外，對評定為綠色三星建筑的項目，政府均有相應的獎勵措施。上述這些政策，都為推廣應用LED照明提供了有效支持。由于本項目是政府機關類的建筑，也通過采取不同的方式獲得了多方面的政策支持，使得LED照明的應用能夠順利實施。

7 結束語

雖然LED照明在技術上具有很多優(yōu)勢，在建筑領域的應用也越來越廣泛，但由于相關的設計標準還不夠完善，對設計的指導性還不夠細化，且由于目前LED燈具的造價還不具有很強的競爭性，在實際工程中的使用仍然受到很大的局限，更多的是通過申報綠色建筑來獲得相應的政策補償，以彌補增加的投資，或通過采用合同能源管理的方式來推廣LED照明的應用。相信，隨著全社會節(jié)能意識的增強以及LED本身的技術發(fā)展，在照明領域必將迎來更廣泛的市場前景。

[1] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.建筑照明設計標準(GB 50034-2013)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社, 2013.

[2] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.民用建筑綠色設計規(guī)范(JGJ/T 229-2010)[S]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.

[3] 北京市規(guī)劃委員會.綠色建筑設計標準[S]，2012.

[4] 北京市發(fā)展和改革委員會.北京市淘汰普通照明白熾燈行動計劃(2011-2015年)[R], 2012.

[5] 中華人民共和國國務院.“十二五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃[R],2012.

[6] 國家發(fā)展及改革委員會.半導體照明節(jié)能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃[R]，2013.