某住宅建筑地下車庫綠色照明設計

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工程概況該工程項目分兩個地塊，一次設計，總建筑面積62萬m2，地下部分建筑面積15萬m2。地上部分主要由24棟住宅塔樓及裙房構成。如此大型工程，若采用合理的照明方案，對節(jié)省建設成本及節(jié)能管理將有較大意義。2

綠色照明設計照明作為建筑重要能源消耗方式之一，應采取科學的設計方案，在保證需求的前提下盡可能節(jié)約電能，因此照明設計應滿足以下要求：1）選擇高效光源；2）燈具布置合理，安裝到位，后期維護方便，節(jié)約投資及運行成本；3）選擇合適的控制方式，按需開啟照明，達到節(jié)能減排的目的；4）滿足GB50034-2013建筑照明設計標準中車庫照明標準值的要求；5）美觀。2.1光源的選擇光源種類繁多，對于建筑地下車庫而言，目前主要以熒光燈為主。LED燈雖發(fā)光效率較高，但價格昂貴，多用于室外照明。目前車庫常用的熒光燈有T8熒光燈和T5熒光燈，本工程選用T5熒光燈，從系統(tǒng)發(fā)光效率來看，T5熒光燈要高于T8熒光燈。以某型號燈具為例，T8熒光燈光通量為2400lm，含4W電子鎮(zhèn)流器，其系統(tǒng)光效為60lm/W；而其同品牌T5熒光燈光通量為2500lm，含3.6W電子鎮(zhèn)流器，系統(tǒng)光效可達79.1lm/W，T5熒光燈的光效要高出19.1lm/W。2.2燈具布置在布置燈具時，首先要確定布燈區(qū)域所需燈的數(shù)量。采用利用系數(shù)法，先粗略地計算此區(qū)域照度為30lx/m2時的布燈數(shù)量，然后布置燈具，并通過專業(yè)仿真軟件DIALux進行仿真計算，得出平均照度值及LPD（照明功率密度）是否在要求范圍內(nèi)。若不符合標準，可微調(diào)燈具布置，直至滿足綠色照明標準要求。本工程地下室大網(wǎng)格柱網(wǎng)跨度一律為7800mm×8100mm，那么一個柱網(wǎng)跨度的面積為63.18m2。則有：

式中，

E為平均照度；N

為燈具個數(shù)；

Φ為燈具光通量；

μ為燈具利用系數(shù)；

η為燈具效率；

K為燈具維護系數(shù)；S

為布燈區(qū)域面積。計算室內(nèi)空間系數(shù)RCR為：式中，L為房間長度；W為房間寬度；h為室空間高度，即計算高度。當L=8.1m，W=7.8m，

h=2.6m，可得RCR≈3，取頂棚反射系數(shù)為0.7，墻面反射系數(shù)為0.3，查《民用建筑電氣設計手冊》表11.4.1-4得

μ=0.7，由于地下室只有部分燈具帶保護罩，取維護系數(shù)為0.72。則有：

照明標準允許均勻度有10%的誤差，因此，為了在保證照明質(zhì)量的同時滿足美觀的需求，每個柱網(wǎng)跨度布2盞燈（這里只是一個簡單的計算，最后要通過仿真進行驗證）。選擇該工程地下某一防火分區(qū)做示例，即有如圖1、圖2所示的兩種布燈方案。圖1照明布置方案一圖2照明布置方案二2.3控制方式合理的控制方式也是節(jié)約電能的一種有效手段。大型智能照明控制系統(tǒng)投資過高，系統(tǒng)復雜，不宜用于住宅建筑。作為住宅建筑，塔樓公共區(qū)域部分多采用紅外感應控制方式，地下車庫多采用定時控制，根據(jù)車流量呈現(xiàn)的不同高峰時段使燈具分組、分時控制。對于車庫照明燈具的布置，一般車道和車位各成回路，分別控制。如圖1所示布燈方案，車道2排燈具可劃分為獨立2條照明回路，車位2排燈具依舊采用2條獨立照明回路，使得總體上應急照明回路與正常照明回路間隔布置。另外，在車道拐角部位設值班照明。如圖2所示布燈方案中，車道一排燈具可分為2個應急控制回路，燈具采用線路共管，一隔一控制方式，車位燈具控制方式相同，且均為正常照明回路。另外，在車道拐角部位設值班照明。根據(jù)深圳市某物業(yè)公司反饋的某住宅車庫車流量報告顯示，早7:00~9:00為出車車流量高峰段，午12:30~14:00出現(xiàn)車流量較高，晚18:00~20:00為車流量高峰段，其余時段車流量比較平緩，尤其00:00之后，車流很低。根據(jù)此特點，車流高峰段照明全開，20:00~00:00開1/4或1/2照明，00:00~6:00僅開值班照明，其余時段開1/2照明。2.4

DIALux建模仿真以圖1防火分區(qū)為例，建筑高度3.6m，板厚0.2m。以右下角的拐點為(0,0,3.4)將此建筑平面的其余17個拐點分別輸入DIALux。由于地下車庫頂棚管道較多，光源反射條件較差，因此其反射比取0.7。車庫四周墻壁均接觸車位，墻壁來光與反射光多被停泊車輛所擋，其反射比取0.3，住宅車庫地面多為水泥地面，反射效率較差，反射比取0.1。住宅地下車庫雖受汽車尾氣污染，但車流量并非巨大，并設有機械通風，污染特征應為一般，因此維護系數(shù)取0.7。三維建模圖見圖3、圖4。圖3照明方案一的3D模型圖4照明方案二的3D模型仿真結(jié)果見圖5、圖6。圖5照明方案一仿真結(jié)果

圖6照明方案二仿真結(jié)果從仿真結(jié)果來看，兩種布燈方案的照度均為33lx。滿足GB50034-2013關于住宅地下車庫照度均值為30lx，且誤差在10%左右的要求。另外，兩種布燈方案的功率密度均為28×54/1658.29=0.912W/m2<1.8W/m2。所選T5熒光燈電子鎮(zhèn)流器功率為3.6W，折算后功率密度為(28+3.6)×54/1658.29=1.029W/m2<1.8W/m2（現(xiàn)行目標值），符合綠色建筑相關要求。2.5可行性對比從仿真結(jié)果來看，兩種照明布置方案均滿足照明標準及相關綠色建筑要求，屬合理的綠色照明設計方案。若將上述兩種方案中所布燈具全部換為36WT8熒光燈，在DIALux仿真后，平均照度僅有22lx/m2左右，不滿足照度標準，因此需要適量增加燈具。那么，暫且不計增加后的燈具，粗略估算地下室現(xiàn)有的54盞T8熒光燈較54盞T5熒光燈，需多出功率54×(40-31.6)=453.6W，則15萬m2最少多出約41kW。電費若以0.6元/kW·h計算，以每天全開5.5h算，每年需多支出約4.9萬元。每天開1/2燈亮時間約12.5h，每年需多支出約5.5萬余元。每年合計多支出10.4萬余元。因此選擇T5熒光燈作為該項目地下車庫光源。從投資成本方面分析，圖1和圖2兩種燈具布置方案中，由于燈具數(shù)量及輔材均相同，燈具在Z軸方向所需接線長度均無差異，而燈具接線在X-Y軸平面上存在較大差異。則只需對比兩種方案在X-Y軸平面上所需成本即可。經(jīng)統(tǒng)計，方案一中，應急回路及照明回路所需電纜長度為1615.041m。方案二中，應急回路及照明回路所需電線長度為1470.952m。則1615.041-1470.952=144.089m。若每米電線報價為1.7元，則1658m2的地下室需多投資144.089×1.7=244.95元，15萬m2的地下室需多投資2.2161萬元。另外，假設所有照明線路均以PVC20暗敷（人防除外），經(jīng)統(tǒng)計該防火分區(qū)方案一中所需PVC管多于方案2中163.778m，按每米報價0.4元，則需約66元。13萬m2地下室需約0.5萬元。其中人防區(qū)域面積為2萬m2，多出Φ22×2.5熱鍍鋅鋼管1975.6m，按每米報價7.71元，則需1.5232元，2萬m2需多出18.3739萬元。合計后，方案二較方案一節(jié)約成本約21.1萬元。建設需求材料的減少也相應避免了生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染，達到環(huán)保的目的。3