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

Liu Lihong / Xu Hua / Wu Yi / Guo Hongyan



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

随着国内经济的迅速发展，城市机动车数量增多和建筑用地面积缺乏的矛盾使得地下车库成为现代建筑不可缺少的配套设施。在进行地下车库设计时，采光方面具有较大的局限性，这些因素使得地下车库照明节能设计在电气设计中受到重视。

GB 50034-2013《建筑照明设计标准》于2014年6月正式实施，对车库照明提出了新的要求；中国照明学会于2014年7月发布《地下车库智能照明技术指导意见》试行稿，对地下车库智能照明提出技术指导意见。总结以上情况，本文对新建建筑地下车库的照明节能设计进行了相关探讨，阐述了常用的照明节能设计方案。

1车库照明设计新标准

GB 50034-2013《建筑照明设计标准》(简称“新规范”)对车库照明提出了新标准，与GB 50034-2004(简称“旧规范”)相比，关于车库照明部分的新、旧规范调整如表1所示。

由表1可知，对于住宅建筑、公共建筑和工业建筑，“新规范”中的车库照度和功率密度均小于“旧规范”中相应数值。

车库作为存放车辆的场所，其照度主要为满足平时卫生清扫、设备维护及司乘人员安全，而车库人员活动需要的是局部照明，对整体照度要求不高；同时，在一些按照75lx进行照度设计并已投入运行的工程案例中，物业管理人员在使用的过程中常对灯具进行分组控制，因此长时间使用的灯具照度实际值均小于设计值的75lx，根据对此类车库项目中物业管理人员和司乘人员的工程回访了解，通过分组控制适当地减少灯具、降低照度并未感觉有明显不适或差异。可见，“新规范”中对车库照度的适当降低，不但适应实际工程需要，还可节约能源、避免投资浪费。

表1　“新、旧规范”在车库照明部分的差异

2传统地下车库照明节能设计

选择三基色T5或T8直管荧光灯、防尘或盒式灯具[3]进行均匀布置，并通过照明节能控制来提高地下车库照明质量和节能效果。

下面以办公类型建筑地下车库常规的结构柱跨(9m×8.4m)为例进行分析，按照GB 50034-2013《建筑照明设计标准》要求，公共建筑地下车库的标准照度为50lx，标准照明功率密度目标值为2W/m2。

1)光源、灯具数量确定

方案A:选用三基色T8直管荧光(36W，3 350lm)

根据照度计算公式：

每柱跨的灯具数量：

若N=3，则

但灯具布置不均匀，不满足照度均匀度要求。

若N=4，则

照度较高，不满足要求。因此，方案A不适合。

方案B: 选用三基色T5直管荧光(28W，2 900lm)

每柱跨的灯具数量：

取N=4，则

满足规范要求。

根据以上照度计算，每结构柱跨布置4盏28W，T5直管荧光灯。

2)灯具布置

在车库的行车道、停车位分别均匀布置灯具，在满足照度要求的条件下，保证车库的照度均匀度达到0.6。

3)控制方式

可采用现场集中控制、建筑设备监控系统控制、智能照明控制等控制方式。本案例采用智能照明控制，在现场和管理总控室均能进行控制。

此方案地下车库照明的局部平面图和系统图分别如图1和图2所示。

3使用LED灯具的在地下车库照明节能设计

尽管传统地下车库照明可通过采用节能荧光灯及智能照明控制，根据不同类型建筑车库的使用情况控制回路或设定时间场景在一定程度上实现节能的目的。但是，由于地下车库需要24h照明，白天全部灯具、晚上部分灯具必然会处于长明状态。不但使照明光源损坏率高、维护和管理成本增大，还造成能源的大量浪费。

图1　地下车库局部照明平面图

图2　地下车库照明配电箱系统图

3.1新规范为LED灯具的使用提供必要依据

随着LED光源技术的不断发展，LED光源光效高、寿命长的优势逐渐凸显。同时，GB 50034-2013《建筑照明设计标准》对LED在地下车库的使用提供了必要的规范依据：

规范4.4.3：选用同类光源的色容差不应大于5 SDCM。

规范4.4.4：LED光源色度应满足以下要求：长期工作或停留的房间或场所，色温不宜高于4 000K，特殊显色指数Ra应大于零；在寿命期内LED灯的色品坐标与初始值的偏差在国家标准《均匀色空间和色差公式》 GB/T7921-2008规定的CIE-1976 均匀色度标尺图中，不应超过0.007；LED灯具在不同方向上的色品坐标与其加权平均值偏差在国家标准《均匀色空间和色差公式》 GB/T7921-2008规定的CIE1976 均匀色度标尺图中，不应超过0.004。

GB 50034-2013《建筑照明设计标准》6.2.7：地下车库的行车道、停车位宜选用配用感应式自动控制的发光二极管(LED)灯。

因此，随着LED光源产品性价比的提高，LED必然会在设计中得到普及应用。另一方面，车库不属于人员长期工作或停留的场所，可采用高色温LED灯，高色温LED灯的光效高、价格低，相对优势更为突出。

3.2在地下车库照明中LED灯常用的控制方式

《地下车库智能照明技术指导意见》中提出了适合地下车库的六种感应式自动控制方案。其中，方案1、方案4和方案7为设计中常用的、较简单的LED灯控制方式，即通过感应式自动控制实现：当有车、人活动时，智能灯全功率开启，实现高亮状态，满足照度标准的要求。当无车无人活动时，智能灯处于低亮状态。从而在节约能源、降低维护费用的基础上，实现了按需照明的理念。

3.3应用LED光源的地下车库照明节能设计方案

采用某公司的地下车库LED智能灯(红外或微波传感器、智能控制器和LED光源有机结合)，当有人或车在车库活动时，智能灯满功率运行，功率为18W，满足照度标准的要求；当无人、无车时，智能灯低功率运行，功率保持在2W，现场维持安全所需的最低照度。此方案的公共建筑地下车库照明局部平面图和系统图分别如图3和图4所示。

从图3和图4可见，此方案电气布线简单，管线之间基本无交叉，施工更为方便，可在一定程度上缩短工程时间，提高施工效率。

3.4传统照明灯具和LED智能灯两种方案在地下车库照明中的节能比较

图1和图3为某研发中心项目的地下车库防火分区的局部平面图，此防火分区共有灯具204盏。表2为图1、2和图3、4两种照明方案的节能效果对比。由表2可见，仅一个防火分区，采用LED智能灯比采用T5 荧光灯的年耗电量减少29 775.2kW·h，每年可减少电费约2.3万元。

4LED灯与天然光相结合的节能设计

GB/T 50378-2014《绿色建筑评价标准》，把由可再生能源提供的电量比例作为绿色建筑评分选项。同时，“新规范”6.4.2：当有条件时，宜利用各种导光和反光装置将天然光引入室内进行照明。“新规范”6.4.3：宜利用太阳能作为照明能源。

表2　两种照明方案节能效果对比

图3　地下车库局部照明平面图

图4　地下车库照明配电箱系统图

地下车库引入天然光，不仅可节约能源，还可改善地下车库的环境，增加视觉舒适度，提升品质[4]。地下车库天然光的利用，主要有以下几种方式：

1)结合地下车库的具体地形、气候分区、建筑形式进行天然采光：天窗采光、采光井(窗井)采光、底层架空采光、下沉庭院采光、侧窗采光等[4]。

2)采用导光管、光导纤维等导光装置，将光引入车库内进行一定程度的照明；2008年奥运中心区地下车库将人工照明与导光管相结合的[5]，不仅改善了室内光环境，还取得了很好的节能效果。

3)地下车库光伏LED照明系统：利用太阳能光伏发电技术，将太阳能转为电能，为地下车库的LED灯进行供电。2009年万科总部大楼采用地下车库光伏LED照明系统(功率5.76kW)[6]，一方面使用了绿色环保的光伏发电；另一方面使用高效节能的LED 照明灯具，为光伏发电和LED照明系统提供宝贵的经验、数据。

5结束语

地下车库照明设计主要是通过选择高效光源、高效灯具、合理的照明控制方式来实现节能的目的。LED灯在地下车库照明节能设计中有其广泛的发展空间，不仅在新建地下车库，在一些地下车库的照明改造项目中也得到应用，并取得了一定的节能效果。但是由于目前LED灯具厂家众多，价格差别很大，质量参差不齐，除了产品标准和国家规范的不断完善外，设计人员需在设计阶段注明，并且在招标阶段提醒甲方选择优质LED灯具。

参考文献

[1]建筑照明设计标准. 北京：中国建筑工业出版社，2013.

[2]地下车库智能照明技术指导意见(试行). 中国照明学会编制，2014.

[3]LED在地下车库照明工程中的应用.照明工程学报，2012.

[4]地下车库天然采光方式研究.灯与照明，2014.

[5]奥运中心区地下车库导光管系统.照明工程学报，2008.

[6]万科总部大楼屋顶光伏发电技术应用分析.建筑节能，2013.

[7]汽车库、修车库、停车场设计防火规范. 北京：中国计划出版社，2015.

地下车库照明节能设计探讨

刘力红 / 徐华 / 武毅 / 郭红艳

(清华大学建筑设计研究院有限公司， 北京 100084)

摘要对新、旧照明设计标准中地下车库照明的不同设计要求进行了对比分析。在此基础上，详细阐述了地下车库照明设计中的两种节能方案——传统地下车库照明节能设计方案和应用LED灯具的地下车库照明节能设计方案，并对两种方案进行了节能比较。

关键词车库照明照度LED灯