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(nèi)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市機(jī)動(dòng)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(shè)施。在進(jìn)行地下車庫設(shè)計(jì)時(shí)，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(shè)計(jì)在電氣設(shè)計(jì)中受到重視。

GB 50034-2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》于2014年6月正式實(shí)施，對(duì)車庫照明提出了新的要求；中國照明學(xué)會(huì)于2014年7月發(fā)布《地下車庫智能照明技術(shù)指導(dǎo)意見》試行稿，對(duì)地下車庫智能照明提出技術(shù)指導(dǎo)意見?？偨Y(jié)以上情況，本文對(duì)新建建筑地下車庫的照明節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)探討，闡述了常用的照明節(jié)能設(shè)計(jì)方案。

1車庫照明設(shè)計(jì)新標(biāo)準(zhǔn)

GB 50034-2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(簡稱“新規(guī)范”)對(duì)車庫照明提出了新標(biāo)準(zhǔn)，與GB 50034-2004(簡稱“舊規(guī)范”)相比，關(guān)于車庫照明部分的新、舊規(guī)范調(diào)整如表1所示。

由表1可知，對(duì)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(yīng)數(shù)值。

車庫作為存放車輛的場所，其照度主要為滿足平時(shí)衛(wèi)生清掃、設(shè)備維護(hù)及司乘人員安全，而車庫人員活動(dòng)需要的是局部照明，對(duì)整體照度要求不高；同時(shí)，在一些按照75lx進(jìn)行照度設(shè)計(jì)并已投入運(yùn)行的工程案例中，物業(yè)管理人員在使用的過程中常對(duì)燈具進(jìn)行分組控制，因此長時(shí)間使用的燈具照度實(shí)際值均小于設(shè)計(jì)值的75lx，根據(jù)對(duì)此類車庫項(xiàng)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(dāng)?shù)販p少燈具、降低照度并未感覺有明顯不適或差異。可見，“新規(guī)范”中對(duì)車庫照度的適當(dāng)降低，不但適應(yīng)實(shí)際工程需要，還可節(jié)約能源、避免投資浪費(fèi)。

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(shè)計(jì)

選擇三基色T5或T8直管熒光燈、防塵或盒式燈具[3]進(jìn)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(zhì)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(jié)構(gòu)柱跨(9m×8.4m)為例進(jìn)行分析，按照GB 50034-2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，公共建筑地下車庫的標(biāo)準(zhǔn)照度為50lx，標(biāo)準(zhǔn)照明功率密度目標(biāo)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(jì)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(jì)算，每結(jié)構(gòu)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(dá)到0.6。

3)控制方式

可采用現(xiàn)場集中控制、建筑設(shè)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(jìn)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(shè)計(jì)

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(shè)定時(shí)間場景在一定程度上實(shí)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(huì)處于長明狀態(tài)。不但使照明光源損壞率高、維護(hù)和管理成本增大，還造成能源的大量浪費(fèi)。

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(shù)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(shí)，GB 50034-2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)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(yīng)大于5 SDCM。

規(guī)范4.4.4：LED光源色度應(yīng)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(yīng)大于零；在壽命期內(nèi)LED燈的色品坐標(biāo)與初始值的偏差在國家標(biāo)準(zhǔn)《均勻色空間和色差公式》 GB/T7921-2008規(guī)定的CIE-1976 均勻色度標(biāo)尺圖中，不應(yīng)超過0.007；LED燈具在不同方向上的色品坐標(biāo)與其加權(quán)平均值偏差在國家標(biāo)準(zhǔn)《均勻色空間和色差公式》 GB/T7921-2008規(guī)定的CIE1976 均勻色度標(biāo)尺圖中，不應(yīng)超過0.004。

GB 50034-2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》6.2.7：地下車庫的行車道、停車位宜選用配用感應(yīng)式自動(dòng)控制的發(fā)光二極管(LED)燈。

因此，隨著LED光源產(chǎn)品性價(jià)比的提高，LED必然會(huì)在設(shè)計(jì)中得到普及應(yīng)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(jià)格低，相對(duì)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(shù)指導(dǎo)意見》中提出了適合地下車庫的六種感應(yīng)式自動(dòng)控制方案。其中，方案1、方案4和方案7為設(shè)計(jì)中常用的、較簡單的LED燈控制方式，即通過感應(yīng)式自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)：當(dāng)有車、人活動(dòng)時(shí)，智能燈全功率開啟，實(shí)現(xiàn)高亮狀態(tài)，滿足照度標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)無車無人活動(dòng)時(shí)，智能燈處于低亮狀態(tài)。從而在節(jié)約能源、降低維護(hù)費(fèi)用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了按需照明的理念。

3.3應(yīng)用LED光源的地下車庫照明節(jié)能設(shè)計(jì)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(jī)結(jié)合)，當(dāng)有人或車在車庫活動(dòng)時(shí)，智能燈滿功率運(yùn)行，功率為18W，滿足照度標(biāo)準(zhǔn)的要求；當(dāng)無人、無車時(shí)，智能燈低功率運(yùn)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(shí)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(xiàng)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(duì)比。由表2可見，僅一個(gè)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(fèi)約2.3萬元。

4LED燈與天然光相結(jié)合的節(jié)能設(shè)計(jì)

GB/T 50378-2014《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，把由可再生能源提供的電量比例作為綠色建筑評(píng)分選項(xiàng)。同時(shí)，“新規(guī)范”6.4.2：當(dāng)有條件時(shí)，宜利用各種導(dǎo)光和反光裝置將天然光引入室內(nèi)進(jìn)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(duì)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(zhì)[4]。地下車庫天然光的利用，主要有以下幾種方式：

1)結(jié)合地下車庫的具體地形、氣候分區(qū)、建筑形式進(jìn)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(cè)窗采光等[4]。

2)采用導(dǎo)光管、光導(dǎo)纖維等導(dǎo)光裝置，將光引入車庫內(nèi)進(jìn)行一定程度的照明；2008年奧運(yùn)中心區(qū)地下車庫將人工照明與導(dǎo)光管相結(jié)合的[5]，不僅改善了室內(nèi)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(shù)，將太陽能轉(zhuǎn)為電能，為地下車庫的LED燈進(jìn)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(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)。

5結(jié)束語

地下車庫照明設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。LED燈在地下車庫照明節(jié)能設(shè)計(jì)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(xiàng)目中也得到應(yīng)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(jià)格差別很大，質(zhì)量參差不齊，除了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和國家規(guī)范的不斷完善外，設(shè)計(jì)人員需在設(shè)計(jì)階段注明，并且在招標(biāo)階段提醒甲方選擇優(yōu)質(zhì)LED燈具。

參考文獻(xiàn)

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地下車庫照明節(jié)能設(shè)計(jì)探討

劉力紅 / 徐華 / 武毅 / 郭紅艷

(清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司， 北京 100084)

摘要對(duì)新、舊照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中地下車庫照明的不同設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了對(duì)比分析。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了地下車庫照明設(shè)計(jì)中的兩種節(jié)能方案——傳統(tǒng)地下車庫照明節(jié)能設(shè)計(jì)方案和應(yīng)用LED燈具的地下車庫照明節(jié)能設(shè)計(jì)方案，并對(duì)兩種方案進(jìn)行了節(jié)能比較。

關(guān)鍵詞車庫照明照度LED燈