An Inquire into the Energy-conservation Design of the Underground Garage Lighting

Liu Lihong / Xu Hua / Wu Yi / Guo Hongyan

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An Inquire into the Energy-conservation Design of the Underground Garage Lighting

Liu Lihong / Xu Hua / Wu Yi / Guo Hongyan

AbstractThe paper firstly analyzes the different requirements of the new and old lighting standards for the underground garage lighting design. On this base, two kinds of energy-conservation scheme on underground garage lighting design are elaborated: traditional design scheme and design scheme on using LED lamp. Subsequently, the paper makes a comparison between the two energy-conservation design schemes.

Keywordsgarage lighting, luminance, LED lamp

0引言

隨著國內經濟的迅速發(fā)展，城市機動車數(shù)量增多和建筑用地面積缺乏的矛盾使得地下車庫成為現(xiàn)代建筑不可缺少的配套設施。在進行地下車庫設計時，采光方面具有較大的局限性，這些因素使得地下車庫照明節(jié)能設計在電氣設計中受到重視。

GB 50034-2013《建筑照明設計標準》于2014年6月正式實施，對車庫照明提出了新的要求；中國照明學會于2014年7月發(fā)布《地下車庫智能照明技術指導意見》試行稿，對地下車庫智能照明提出技術指導意見?？偨Y以上情況，本文對新建建筑地下車庫的照明節(jié)能設計進行了相關探討，闡述了常用的照明節(jié)能設計方案。

1車庫照明設計新標準

GB 50034-2013《建筑照明設計標準》(簡稱“新規(guī)范”)對車庫照明提出了新標準，與GB 50034-2004(簡稱“舊規(guī)范”)相比，關于車庫照明部分的新、舊規(guī)范調整如表1所示。

由表1可知，對于住宅建筑、公共建筑和工業(yè)建筑，“新規(guī)范”中的車庫照度和功率密度均小于“舊規(guī)范”中相應數(shù)值。

車庫作為存放車輛的場所，其照度主要為滿足平時衛(wèi)生清掃、設備維護及司乘人員安全，而車庫人員活動需要的是局部照明，對整體照度要求不高；同時，在一些按照75lx進行照度設計并已投入運行的工程案例中，物業(yè)管理人員在使用的過程中常對燈具進行分組控制，因此長時間使用的燈具照度實際值均小于設計值的75lx，根據(jù)對此類車庫項目中物業(yè)管理人員和司乘人員的工程回訪了解，通過分組控制適當?shù)販p少燈具、降低照度并未感覺有明顯不適或差異?？梢姡靶乱?guī)范”中對車庫照度的適當降低，不但適應實際工程需要，還可節(jié)約能源、避免投資浪費。

表1　“新、舊規(guī)范”在車庫照明部分的差異

2傳統(tǒng)地下車庫照明節(jié)能設計

選擇三基色T5或T8直管熒光燈、防塵或盒式燈具[3]進行均勻布置，并通過照明節(jié)能控制來提高地下車庫照明質量和節(jié)能效果。

下面以辦公類型建筑地下車庫常規(guī)的結構柱跨(9m×8.4m)為例進行分析，按照GB 50034-2013《建筑照明設計標準》要求，公共建筑地下車庫的標準照度為50lx，標準照明功率密度目標值為2W/m2。

1)光源、燈具數(shù)量確定

方案A:選用三基色T8直管熒光(36W，3 350lm)

根據(jù)照度計算公式：

每柱跨的燈具數(shù)量：

若N=3，則

但燈具布置不均勻，不滿足照度均勻度要求。

若N=4，則

照度較高，不滿足要求。因此，方案A不適合。

方案B: 選用三基色T5直管熒光(28W，2 900lm)

每柱跨的燈具數(shù)量：

取N=4，則

滿足規(guī)范要求。

根據(jù)以上照度計算，每結構柱跨布置4盞28W，T5直管熒光燈。

2)燈具布置

在車庫的行車道、停車位分別均勻布置燈具，在滿足照度要求的條件下，保證車庫的照度均勻度達到0.6。

3)控制方式

可采用現(xiàn)場集中控制、建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)控制、智能照明控制等控制方式。本案例采用智能照明控制，在現(xiàn)場和管理總控室均能進行控制。

此方案地下車庫照明的局部平面圖和系統(tǒng)圖分別如圖1和圖2所示。

3使用LED燈具的在地下車庫照明節(jié)能設計

盡管傳統(tǒng)地下車庫照明可通過采用節(jié)能熒光燈及智能照明控制，根據(jù)不同類型建筑車庫的使用情況控制回路或設定時間場景在一定程度上實現(xiàn)節(jié)能的目的。但是，由于地下車庫需要24h照明，白天全部燈具、晚上部分燈具必然會處于長明狀態(tài)。不但使照明光源損壞率高、維護和管理成本增大，還造成能源的大量浪費。

圖1　地下車庫局部照明平面圖

圖2　地下車庫照明配電箱系統(tǒng)圖

3.1新規(guī)范為LED燈具的使用提供必要依據(jù)

隨著LED光源技術的不斷發(fā)展，LED光源光效高、壽命長的優(yōu)勢逐漸凸顯。同時，GB 50034-2013《建筑照明設計標準》對LED在地下車庫的使用提供了必要的規(guī)范依據(jù)：

規(guī)范4.4.3：選用同類光源的色容差不應大于5 SDCM。

規(guī)范4.4.4：LED光源色度應滿足以下要求：長期工作或停留的房間或場所，色溫不宜高于4 000K，特殊顯色指數(shù)Ra應大于零；在壽命期內LED燈的色品坐標與初始值的偏差在國家標準《均勻色空間和色差公式》 GB/T7921-2008規(guī)定的CIE-1976 均勻色度標尺圖中，不應超過0.007；LED燈具在不同方向上的色品坐標與其加權平均值偏差在國家標準《均勻色空間和色差公式》 GB/T7921-2008規(guī)定的CIE1976 均勻色度標尺圖中，不應超過0.004。

GB 50034-2013《建筑照明設計標準》6.2.7：地下車庫的行車道、停車位宜選用配用感應式自動控制的發(fā)光二極管(LED)燈。

因此，隨著LED光源產品性價比的提高，LED必然會在設計中得到普及應用。另一方面，車庫不屬于人員長期工作或停留的場所，可采用高色溫LED燈，高色溫LED燈的光效高、價格低，相對優(yōu)勢更為突出。

3.2在地下車庫照明中LED燈常用的控制方式

《地下車庫智能照明技術指導意見》中提出了適合地下車庫的六種感應式自動控制方案。其中，方案1、方案4和方案7為設計中常用的、較簡單的LED燈控制方式，即通過感應式自動控制實現(xiàn)：當有車、人活動時，智能燈全功率開啟，實現(xiàn)高亮狀態(tài)，滿足照度標準的要求。當無車無人活動時，智能燈處于低亮狀態(tài)。從而在節(jié)約能源、降低維護費用的基礎上，實現(xiàn)了按需照明的理念。

3.3應用LED光源的地下車庫照明節(jié)能設計方案

采用某公司的地下車庫LED智能燈(紅外或微波傳感器、智能控制器和LED光源有機結合)，當有人或車在車庫活動時，智能燈滿功率運行，功率為18W，滿足照度標準的要求；當無人、無車時，智能燈低功率運行，功率保持在2W，現(xiàn)場維持安全所需的最低照度。此方案的公共建筑地下車庫照明局部平面圖和系統(tǒng)圖分別如圖3和圖4所示。

從圖3和圖4可見，此方案電氣布線簡單，管線之間基本無交叉，施工更為方便，可在一定程度上縮短工程時間，提高施工效率。

3.4傳統(tǒng)照明燈具和LED智能燈兩種方案在地下車庫照明中的節(jié)能比較

圖1和圖3為某研發(fā)中心項目的地下車庫防火分區(qū)的局部平面圖，此防火分區(qū)共有燈具204盞。表2為圖1、2和圖3、4兩種照明方案的節(jié)能效果對比。由表2可見，僅一個防火分區(qū)，采用LED智能燈比采用T5 熒光燈的年耗電量減少29 775.2kW·h，每年可減少電費約2.3萬元。

4LED燈與天然光相結合的節(jié)能設計

GB/T 50378-2014《綠色建筑評價標準》，把由可再生能源提供的電量比例作為綠色建筑評分選項。同時，“新規(guī)范”6.4.2：當有條件時，宜利用各種導光和反光裝置將天然光引入室內進行照明?！靶乱?guī)范”6.4.3：宜利用太陽能作為照明能源。

表2　兩種照明方案節(jié)能效果對比

圖3　地下車庫局部照明平面圖

圖4　地下車庫照明配電箱系統(tǒng)圖

地下車庫引入天然光，不僅可節(jié)約能源，還可改善地下車庫的環(huán)境，增加視覺舒適度，提升品質[4]。地下車庫天然光的利用，主要有以下幾種方式：

1)結合地下車庫的具體地形、氣候分區(qū)、建筑形式進行天然采光：天窗采光、采光井(窗井)采光、底層架空采光、下沉庭院采光、側窗采光等[4]。

2)采用導光管、光導纖維等導光裝置，將光引入車庫內進行一定程度的照明；2008年奧運中心區(qū)地下車庫將人工照明與導光管相結合的[5]，不僅改善了室內光環(huán)境，還取得了很好的節(jié)能效果。

3)地下車庫光伏LED照明系統(tǒng)：利用太陽能光伏發(fā)電技術，將太陽能轉為電能，為地下車庫的LED燈進行供電。2009年萬科總部大樓采用地下車庫光伏LED照明系統(tǒng)(功率5.76kW)[6]，一方面使用了綠色環(huán)保的光伏發(fā)電；另一方面使用高效節(jié)能的LED 照明燈具，為光伏發(fā)電和LED照明系統(tǒng)提供寶貴的經驗、數(shù)據(jù)。

5結束語

地下車庫照明設計主要是通過選擇高效光源、高效燈具、合理的照明控制方式來實現(xiàn)節(jié)能的目的。LED燈在地下車庫照明節(jié)能設計中有其廣泛的發(fā)展空間，不僅在新建地下車庫，在一些地下車庫的照明改造項目中也得到應用，并取得了一定的節(jié)能效果。但是由于目前LED燈具廠家眾多，價格差別很大，質量參差不齊，除了產品標準和國家規(guī)范的不斷完善外，設計人員需在設計階段注明，并且在招標階段提醒甲方選擇優(yōu)質LED燈具。

參考文獻

[1]建筑照明設計標準. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

[2]地下車庫智能照明技術指導意見(試行). 中國照明學會編制，2014.

[3]LED在地下車庫照明工程中的應用.照明工程學報，2012.

[4]地下車庫天然采光方式研究.燈與照明，2014.

[5]奧運中心區(qū)地下車庫導光管系統(tǒng).照明工程學報，2008.

[6]萬科總部大樓屋頂光伏發(fā)電技術應用分析.建筑節(jié)能，2013.

[7]汽車庫、修車庫、停車場設計防火規(guī)范. 北京：中國計劃出版社，2015.

地下車庫照明節(jié)能設計探討

劉力紅 / 徐華 / 武毅 / 郭紅艷

(清華大學建筑設計研究院有限公司， 北京 100084)

摘要對新、舊照明設計標準中地下車庫照明的不同設計要求進行了對比分析。在此基礎上，詳細闡述了地下車庫照明設計中的兩種節(jié)能方案——傳統(tǒng)地下車庫照明節(jié)能設計方案和應用LED燈具的地下車庫照明節(jié)能設計方案，并對兩種方案進行了節(jié)能比較。

關鍵詞車庫照明照度LED燈