廈門光科地下車庫(kù)高效節(jié)能照明技術(shù)方案

1、地下車庫(kù)無線傳感網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的高效調(diào)光LED照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案廈門光科人工環(huán)境工程技術(shù)有限公司2013年7月 廈門光科人工環(huán)境工程技術(shù)有限公司第一章 概 述近年來，隨著國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷持續(xù)發(fā)展，大、中型城市的地下停車場(chǎng)越建越多、越建越大，與地下停車場(chǎng)相類似的地下空間亦是如此。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)：上海已開發(fā)利用地下空間面積約4000萬平方米；北京開發(fā)利用的地下空間約3000萬平方米，而且會(huì)以每年300萬平方米的增速在2020年達(dá)到9000萬平方米。專家預(yù)測(cè)，21世紀(jì)末世界上將有三分之一的人口將工作生活在地下空間。然而，由于缺乏合理高效的照明節(jié)能技術(shù)和科學(xué)先進(jìn)的管理方式，目前地下空間特別是應(yīng)用及其廣泛的地下停

2、車場(chǎng)的照明方式就曾經(jīng)是直管熒光燈的“一統(tǒng)天下”，尚無較好的技術(shù)措施和解決辦法，一直處于諸多矛盾中： 若符合國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)化照明規(guī)范，達(dá)到地下停車場(chǎng)應(yīng)有的照度要求并綜合提升物業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和樓盤品質(zhì)，則將面臨高昂的電費(fèi)能耗、維修成本及管理費(fèi)用，上述形成的龐大的物業(yè)成本嚴(yán)重制約著物業(yè)管理方； 若簡(jiǎn)單從成本控制的角度考慮，一味地降低電費(fèi)能耗及管理費(fèi)用，則勢(shì)必形成車庫(kù)內(nèi)昏暗的燈光環(huán)境，因視線不良引發(fā)刮蹭等輕微車輛事故；更為嚴(yán)重的是存在盜搶財(cái)物及人身傷害等安全隱患，物業(yè)管理方將會(huì)陷于各類民事、刑事糾紛中（近年來，地下停車場(chǎng)的各類民事糾紛與刑事案件屢見不鮮，已呈逐年上升階段）。此舉，既不符合國(guó)家規(guī)定的行業(yè)照明規(guī)范

3、，物業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和樓盤品質(zhì)也將大幅度降低，不利于房產(chǎn)企業(yè)和物業(yè)管理的長(zhǎng)遠(yuǎn)性發(fā)展！如何有效解決即符合行業(yè)規(guī)范、提升物業(yè)品質(zhì)，又能降低電費(fèi)能耗、優(yōu)化物業(yè)管理之間常年形成的現(xiàn)實(shí)矛盾，從而使地下停車場(chǎng)的照明達(dá)到較為完美的和諧統(tǒng)一呢?    我們仔細(xì)審視一下地下空間照明。原來，人類活動(dòng)也有“潮汐”現(xiàn)象，對(duì)那些具有公用屬性的地下空間來說，其照明需求具有如下特點(diǎn)： 必須提供長(zhǎng)時(shí)間甚至24小時(shí)的全天候人工光源照明； 在滿足照度標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，人們對(duì)其照明舒適度要求低于一般通用照明； 人員或車輛在此類場(chǎng)所的活動(dòng)頻度有明顯的時(shí)段性差異，即所謂“潮汐”現(xiàn)象?，F(xiàn)代科學(xué)分析證明：在具有公用屬性

4、的地下空間，人類活動(dòng)存在“潮汐”現(xiàn)象，其照明“需求”是起起伏伏，有漲有落的。地下停車場(chǎng)時(shí)段性規(guī)律那么，如果有那么一種“聰明”的照明系統(tǒng)，能隨時(shí)滿足人們的“有效”照明需求，又大幅度減少甚至消滅“一盞孤燈空照影”式的“長(zhǎng)明燈”現(xiàn)象，不就是一種兩全其美的解決方案嗎？ “基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的調(diào)光型LED照明系統(tǒng)”就是一種能夠?qū)崿F(xiàn)地下空間特別是地下停車場(chǎng)進(jìn)行“按需照明”的智能化新型照明技術(shù)。第二章 項(xiàng)目照明系統(tǒng)現(xiàn)狀某地下車庫(kù)設(shè)計(jì)安裝傳統(tǒng)T8熒光燈燈具2798余盞。其中：車道燈具2084盞、車位燈具714盞。目前工作狀態(tài)投入照明的僅不到八分之一,車道燈原設(shè)計(jì)都是雙燈管，目前使用基本八分之一，車位燈部分用的情

5、況甚至不到八分之一。為了進(jìn)一步了解某地下車庫(kù)照明系統(tǒng)的運(yùn)行情況，我公司與某物業(yè)管理公司共同安排了一次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試：測(cè)試地點(diǎn)：某地下車庫(kù) 測(cè)試時(shí)間：2013年1月3日測(cè)試人員：某物業(yè)管理公司人員、我公司技術(shù)人員測(cè)試環(huán)境：夜間19:00至20:30。具體測(cè)試情況如下：1、按照某現(xiàn)有管理方式，原設(shè)計(jì)2798盞燈具只使用1/8，燈具均能正常工作。測(cè)試位置以車位號(hào)為主，車道地點(diǎn)為緊鄰車位。位置單位C055C057C064C065C066車位LUX54445車道1.51.31.31.31.42、車道燈具全部打開,即設(shè)計(jì)院原設(shè)計(jì)燈具全部投入運(yùn)行，車尾燈具維持現(xiàn)有管理模式，ABCD為車道的“口”字型四盞燈具。位置

6、單位ABCD車道LUX49.85649.852車位1381416第三章 國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)一、2004年頒布的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)：建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) GB50034-2004第5.4.1條款規(guī)定如下：即地下停車場(chǎng)地面照度應(yīng)為75LUX二、將要執(zhí)行的新標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）：建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB 500342013第5.1.1 住宅建筑照明標(biāo)準(zhǔn)值宜符合表5.1.1 規(guī)定：行車道地面照度30LUX,停車位地面照度20LUX第四章 項(xiàng)目照明系統(tǒng)現(xiàn)狀分析由于目前工作狀態(tài)投入照明的僅不到八分之一，地下停車場(chǎng)光線昏暗，按照現(xiàn)有燈具的使用數(shù)量進(jìn)行照度測(cè)量，不符合國(guó)家行業(yè)照度標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范要求；而且傳統(tǒng)T8熒光燈使用壽命短、光電轉(zhuǎn)換效

7、率低，不易實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光控制，耗電量巨大、維護(hù)費(fèi)用高，并造成嚴(yán)重的能源浪費(fèi)及環(huán)境污染。據(jù)測(cè)算分析：某地下停車場(chǎng)照明若符合國(guó)家行業(yè)照明規(guī)范、達(dá)到應(yīng)有物業(yè)標(biāo)準(zhǔn)則需要長(zhǎng)時(shí)間24小時(shí)的不間斷照明，而現(xiàn)采用的傳統(tǒng)T8熒光燈每年耗電量將高達(dá)980419千瓦時(shí)，電費(fèi)能耗支出約60萬元，將會(huì)形成物業(yè)管理方巨大的經(jīng)濟(jì)壓力。根據(jù)國(guó)家的宏觀政策和行業(yè)發(fā)展，采取科學(xué)可行的新型技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)地下停車場(chǎng)的優(yōu)化管理、節(jié)能減排已經(jīng)成為社會(huì)和企業(yè)的迫切需求。依據(jù)現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范：地下停車場(chǎng)車道、車位照度值均應(yīng)達(dá)到75LUX,照度要求較高；而尚未頒布的“建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿-GB50034-2013”車道照度要求為30LUX,車位

8、照度要求20LUX。結(jié)合上述測(cè)試數(shù)據(jù)分析：某如果將設(shè)計(jì)的車道燈具全部開啟時(shí)，雖然達(dá)不到現(xiàn)行規(guī)范要求，但是能夠超出未來新規(guī)范的要求；車道燈具開啟設(shè)計(jì)數(shù)量的一半時(shí)能夠滿足未來新規(guī)范的要求同時(shí)又比較節(jié)能。因此我們對(duì)于車道燈具的數(shù)量基數(shù)采用設(shè)計(jì)數(shù)量的一半，即40W熒光燈管2084/2=1041盞。車位燈具的設(shè)計(jì)情況往往采用三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)車位配置兩個(gè)40W的T8熒光燈管，結(jié)合我們其他項(xiàng)目測(cè)試數(shù)據(jù)，這種設(shè)計(jì)方法車位照度基本可以保證地面照度在20-24LUX之間（燈管安裝高度2.6米，無遮擋），因此我們合同能源管理對(duì)于車道燈具的數(shù)量基數(shù)采用原設(shè)計(jì)數(shù)量，即40W熒光燈管714盞。從上述測(cè)試數(shù)據(jù)分析：如果全部使用，照

9、明情況將大大改善，比現(xiàn)行管理模式照度提高數(shù)倍，可大幅度提升業(yè)主的滿意度，但若沒有合理的管理維護(hù)，將是一筆昂貴的“電費(fèi)”開銷。第五章 基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的調(diào)光型LED照明系統(tǒng)我公司專業(yè)致力于地下停車場(chǎng)智能化新型照明技術(shù)的研發(fā)工作，并開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)“基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的調(diào)光型LED照明系統(tǒng)”。市場(chǎng)實(shí)踐證明：采用新型的技術(shù)系統(tǒng)，在符合國(guó)家地下停車場(chǎng)照明規(guī)范的基礎(chǔ)上能夠大幅度降低電費(fèi)能耗支出、充分滿足用戶的使用需求并有效提升物業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和樓盤品質(zhì)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體情況，我公司建議采用“無線傳感網(wǎng)絡(luò)智能LED照明系統(tǒng)”對(duì)某地下停車場(chǎng)進(jìn)行改造，技術(shù)方案介紹如下： 車道燈選用具有無線傳感網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)功能的

10、LED可調(diào)光燈具； 車位選用具有紅外感應(yīng)功能的感應(yīng)式LED燈具； 車道上同時(shí)配合智能多普勒雷達(dá)無線傳感網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)控制。5.1系統(tǒng)節(jié)能模型圖1-2 改造前地下車庫(kù)的能耗紅色虛線框內(nèi)面積代表該地下停車場(chǎng)采用常規(guī)無控電氣照明的能量消耗。圖1-3 降低無效照明后的能耗變化圖1-3綠色面積代表無效照明的能量消耗、使用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以減掉無效照明的能量消耗，該停車場(chǎng)此時(shí)實(shí)際能耗為紅色區(qū)域面積。隨著國(guó)家政策的大力推動(dòng)，制造成本的下降和發(fā)光效率等技術(shù)的不斷突破，LED對(duì)傳統(tǒng)照明市場(chǎng)的替代效應(yīng)極大激發(fā)了半導(dǎo)體照明市場(chǎng)的需求。LED光源在照明領(lǐng)域的應(yīng)用，是人類歷史上人造光源的第三次革命，也被稱為第三代光源

11、，這是半導(dǎo)體發(fā)光材料技術(shù)高速發(fā)展及“綠色照明”概念逐步深入人心的產(chǎn)物。LED半導(dǎo)體照明具有發(fā)光效率高、節(jié)電效果好、安全可靠性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，正是利用LED光源光效高、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)、我公司的無線傳感網(wǎng)絡(luò)照明系統(tǒng)采用LED半導(dǎo)體光源，可以在減少無效照明的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步再降低50%的能耗。圖3 使用LED光源帶來的能耗變化圖3白色面積代表將普通T8熒光燈更換為高效LED光源后節(jié)約的能量，該停車場(chǎng)此時(shí)實(shí)際能耗為紅色區(qū)域面積。由上述分析可以看出，基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的調(diào)光型LED高效照明系統(tǒng)，與常規(guī)地下停車場(chǎng)電氣照明系統(tǒng)相比，可以節(jié)約90%的電能損耗，在滿足服務(wù)品質(zhì)的前提下，大大降低物業(yè)管理成本

12、、并有效提升物業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和樓盤品質(zhì)。具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益?！盁o線傳感網(wǎng)絡(luò)智能LED照明系統(tǒng)”技術(shù)原理結(jié)構(gòu)示意圖：該系統(tǒng)是一個(gè)符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的典型三級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，用戶可以結(jié)合新的使用需求，有效保證軟件及硬件等系統(tǒng)的后續(xù)發(fā)展。系統(tǒng)通過現(xiàn)場(chǎng)MODBUS總線將各種功能的探測(cè)器相連，完成人員以及車輛的探測(cè)與識(shí)別。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器/樓宇自控工作站為管理層，各類人員車輛的探測(cè)器為控制層，智慧型LED燈具為現(xiàn)場(chǎng)層。管理層采用TCP/IP以太網(wǎng)納入樓宇自控系統(tǒng)、系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)具備存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行信息（工作時(shí)長(zhǎng)、能耗計(jì)量、能源管理策略）功能、具有連接樓宇自控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，同時(shí)具備GPRS實(shí)時(shí)通訊能力，既可以接收樓宇自控系

13、統(tǒng)下達(dá)的相關(guān)控制命令，又可以通過GPRS接收遠(yuǎn)端合同能源管理中心下達(dá)的能量管理控制策略；同時(shí)對(duì)無線組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)模塊進(jìn)行管理，并將系統(tǒng)運(yùn)行信息上報(bào)給樓宇自控系統(tǒng)和遠(yuǎn)端合同能源管理中心。控制層與現(xiàn)場(chǎng)層的通訊采用數(shù)字式無線組網(wǎng)技術(shù)、這樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)就符合設(shè)計(jì)院電氣設(shè)計(jì)的習(xí)慣，在系統(tǒng)安裝時(shí)無需更改預(yù)埋的照明電氣回路，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制層和執(zhí)行層的免布線；系統(tǒng)無線通訊工作在國(guó)際通用ISM 頻段，采用GFSK 調(diào)制，工作在2.4GHZ2.483GHZ，通過嵌入式CPU對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，最高調(diào)制速率可達(dá)500KBPS。各類探測(cè)器探測(cè)到信號(hào)后，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路，經(jīng)過無線組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)模塊MCU采樣后，通過模式識(shí)別算法智能分析判斷本

14、網(wǎng)段內(nèi)LED燈具應(yīng)該進(jìn)入何種工作狀態(tài)，并將相應(yīng)的控制命令發(fā)送給LED燈具內(nèi)置的CPU，燈具CPU通過控制燈具的電源驅(qū)動(dòng)執(zhí)行無線組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)模塊的控制命令，實(shí)現(xiàn)燈具0-100%的調(diào)光輸出，并反饋燈具狀態(tài)給無線組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)模塊；無線組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)模塊同時(shí)記錄該次信息，并通過現(xiàn)場(chǎng)總線將信息上傳至網(wǎng)關(guān)；無線組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)模塊同時(shí)將判斷的情況通過無線網(wǎng)絡(luò)接力給下一個(gè)路徑的無線節(jié)點(diǎn)模塊，以便下一個(gè)模塊提前進(jìn)入預(yù)警狀態(tài)；無線組網(wǎng)模塊查詢網(wǎng)關(guān)，看是否有新的節(jié)能控制策略下達(dá)，若有則下載新的策略并執(zhí)行。無線通信協(xié)議采用曼徹斯特編解碼和CRC校驗(yàn)，同時(shí)系統(tǒng)通訊采用跳頻機(jī)制，增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力，提高了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵

15、循分布式控制系統(tǒng)的原則，分散控制、集中管理，系統(tǒng)完全可以脫離管理層獨(dú)立運(yùn)行，增強(qiáng)了系統(tǒng)性價(jià)比和系統(tǒng)的可靠性?，F(xiàn)場(chǎng)總線采用modbus或lonworks協(xié)議，最主要目的是為了滿足建筑智能化系統(tǒng)對(duì)設(shè)備和大量信息獲取的需要。不同于標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通訊網(wǎng)絡(luò)必須保證一定的反應(yīng)時(shí)間，以及抗電磁干擾的性能。通過現(xiàn)場(chǎng)總線組成了一個(gè)完全開放的系統(tǒng)，此開放系統(tǒng)可以兼容所有支持 LNS plugins 或者modbus工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的第三方設(shè)備。工作站可以獲得標(biāo)準(zhǔn)化以及用戶特定的網(wǎng)絡(luò)變量，意味著我們能集成更廣泛的產(chǎn)品進(jìn)我們自己的工作站或者被更廣泛的第三方系統(tǒng)集成。系統(tǒng)可以利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洚a(chǎn)品，例如 iLON

16、或其它產(chǎn)品，來優(yōu)化我們的網(wǎng)絡(luò)范圍及結(jié)構(gòu)。5.2 LED智能車道燈ü 型 號(hào)： EW12Aü 功 率：12W(額定)/2W(休眠)ü 光 源：LED表面貼（SMD）ü 輸入電壓：AC 170V242Vü 光源色溫：4700K6500Kü 顯色指數(shù)：Ra75ü 平均壽命：50000hü 外形尺寸：1215 mm×110 mm×80mm5.3智能紅外LED車位燈ü 型 號(hào)：EW08Aü 功 率：8W(額定)/0W(休眠)ü 光 源：LED點(diǎn)顆粒ü 輸入電壓：AC

17、 220V 50/60Hzü 平均壽命：30000hü 外形尺寸：300 mm×80mmü 探測(cè)距離：5mü 探測(cè)角度：100°ü 延時(shí)時(shí)間：60S5.4智能微波探測(cè)雷達(dá)ü 型號(hào)：EW-360Aü 尺寸：90X41X38（mm）ü 檢測(cè)原理：微波運(yùn)動(dòng)檢測(cè)ü HF系統(tǒng)： 5.8GHz+/- 75 MHz CW電波，ISM波段ü 發(fā)射功率：<10mW ü 探測(cè)角度：360°，160°ü 運(yùn)動(dòng)檢測(cè)：0.3 ., 3

18、m/s (1 10 km/h)ü 距離：1-8m（半徑），可調(diào)（LED指示）ü 工作延時(shí)：可調(diào)（LED指示）ü 光控照度：<22000LUXü 電源消耗功率：將近0.9Wü 工作溫度：-10 +70°C第六章 項(xiàng)目測(cè)算分析一、傳統(tǒng)T8燈具與LED燈具對(duì)比節(jié)能效果如下（停車場(chǎng)匯總、按照設(shè)計(jì)達(dá)到照明標(biāo)準(zhǔn)的情況對(duì)比）：依據(jù)原設(shè)計(jì)節(jié)能對(duì)比分析：原有燈具無線傳感調(diào)光LED高效照明系統(tǒng)燈具類型T8熒光燈LED車道智能燈LED車位智能燈燈具數(shù)量27982084714單燈功率W402休眠12額定0休眠8額定總功率kw111.92 4.17 25

19、.01 0.00 5.71 日工作時(shí)間h2416休眠8額定16休眠8額定日耗電量KWH2686.08 66.69 200.06 0.00 45.70 年耗電量KWH980419.20 24341.12 73023.36 0.00 16679.04 114043.52 年電費(fèi)（元）按0.6元/KWH588251.5268426.112年維護(hù)費(fèi)（元）559600年總費(fèi)用（元）644211.5268426.112年節(jié)省費(fèi)用（元）575785.408五年總費(fèi)用（元）3221057.6342130.56五年節(jié)省總費(fèi)用（元）2878927.04上述表格是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)所有燈具全部工作情況進(jìn)行計(jì)算，其中車道的燈具都是雙燈管。這樣每年將耗電980419度，用LED燈具可以節(jié)省到114043度。但從現(xiàn)場(chǎng)情況來看，現(xiàn)在車道燈具都是雙排雙燈管，車位燈還是基本遵循常規(guī)平均三個(gè)車位兩個(gè)單燈,還可以進(jìn)一步節(jié)省。在保證照明需求的前提下，換LED燈具的同時(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造，就是車道部分可以改為單排單燈，車位還是三個(gè)車位兩個(gè)燈，這樣車道部分差不多省掉近半的燈具。二、進(jìn)行簡(jiǎn)單改造后的現(xiàn)場(chǎng)燈具情況（原有燈具T8熒光燈為原來車道的二分之一，車位燈具沒變）： 依據(jù)未來將要執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能對(duì)比分析：名稱 燈具原有燈具感應(yīng)式控制系統(tǒng)+LED光源燈具類型T8熒光燈LED車道智能燈LED車位智能燈燈具數(shù)量17565326