汽车库照明节能设计探讨

1 前言

本文虽然仅针对一个单体建筑，但其中提出的照明利用率、间歇照明及动态照明管理理念，对节能减排大环境下的具体工作，有着积极意义和示范作用。

2 关键词

（1）间歇照明
通过位移传感器、光控制器和时间控制器等对光源进行开关或调光控制，实现按需和分时照明的一种照明方式。
间歇照明分为开关类和调光类：对光源进行开关控制的为间歇开关照明；对光源进行调光控制的为间歇调光照明。

（2）照明利用率
单位时间内用于有效照明的电能和照明电能总量的比率。

（3）临时检修点
汽车库直行车道上均匀排布的临时汽车检修区。
定义此处照明的主要作用是：
1）为临时性汽车检修提供常亮照明；
2）整场的基础环境照明。

（4）感应灯具
通过灯具内置的位移传感器、光控制器及时间控制器等实现自动开关或调光的灯具。

（5）位移传感器
能感受位移量并转换成可用输出信号的传感器。常用于灯具控制并可对人或车辆位移进行检测的传感器有热释电式温度传感器、微波传感器等。

3 汽车库照明现状

3.1 现象

（1）标准、设计、建设、验收和终端用户的实际需求脱节。工程交付使用即面临改造，尤其是总量骤增的住宅小区地下汽车库，多数采用减少照明灯具的办法，即关闭部分照明回路，甚至拆除灯管或镇流器，这种非专业的照明“优化”，不仅产生用户抱怨，安全和管理方面的问题，而且还普遍存在镇流器的空载损耗。

（2）由于建设一套使用一套，使得设计资源、建设投入、照明耗能等浪费矛盾突出。

3.2 原因

（1）涉及此类设计的专业标准不统一，专业标准滞后。如《地下建筑照明设计标准》ＣＥＣＳ４５－９２和《汽车库建筑设计规范》ＪＧＪ　１００－９８.

（2）设计人员主要参照《建筑照明设计标准》ＧＢ５００３４－２００４和《民用建筑电气设计规范》ＪＧＪ　Ｔ１６－２００８，由于标准（规范）性质 决定，对汽车库单体照明设计要求深度不够。如未按功能进行细分并将不同功能区设计成不同照度，从而导致许多区域光源密度相对较高。

（3）大多数汽车库照明设计时，仅满足功率密度要求，却很少考虑照明利用率，即使采用了智能照明控制，但多以回路为单位，控制精度较低。

4 现状案例分析（以典型的住宅小区１００车位中型汽车库为例）

（1）假定条件
１）每车及随车行人均由一个出入口通过（即此处为照明利用率的最高区域）；
２）平均每车每天来回４趟，即８次；
３）每车平均每次使用照明时间
①行车道部分；
仅用于通过１０秒/每次；
驶入（出）停车位＋人行＝８０秒/次（不包括停车位驻留时间）；
②停车位驻留：１２０秒/趟。
４）保洁、保安人员平均每天使用１０min；
５）以下均按较大值计算。

（2）出入口处（除道闸处）平均每天有效照明时间计算：
１００车×８次/天×１０秒/车•次＋１０分钟/天＝２．４小时/天
出入口处净平均照明利用率：２．４h÷２４h×１００％＝１０％
行车道最里面那盏，平均仅为６辆车服务，每天有效照明时间：
６车×４趟/天•车×８０秒/趟＋１０分钟/天＝０．７小时/天
净照明利用率：０．７h÷２４h×１００％＜３％

（3）行车道净平均照明利用率（１０％＋３％）÷２＝６．５％
行车道实际平均照明浪费率１００％×０．９－６．５％＝８３．５％
这里应注意，０．９系数为必要浪费部分，如基础环境照明（包括道闸处照明）。
行车道实际平均照明利用率（１００－８３．５）％＝１６．５％

（4）停车位照明，按３车共用２盏、平均每趟使用１２０s计算，每天有效照明时间为：
（３÷２）车×４趟/天•车×１２０秒/趟＋１０分钟/天≈０．３７小时/天
停车位照明利用率０．３７小时÷２４小时×１００％≈１．６％

（5）电耗计算
按行车道与停车位照明数量比为１：１计算，本例中汽车库行车道、停车位部分设置的照明灯具数量为１３０盏双管荧光灯核算，每年浪费的电能为：
（６５盏×８３．５％＋６５盏×９８．４％）×（７２Ｗ＋８Ｗ）/盏×２４Ｈ/天×３６５天/年÷１０００Ｗ/度≈８．３万度/年
1）７２Ｗ为２根３６Ｗ荧光灯，８Ｗ为两只镇流器功率。
2）本案排除实际使用时夜间减少照明的因素，因为从标准上不符合标准照明值。

（6）由此得出现行汽车库照明设计中
1）行车道实际平均照明利用率为１６．５％；
2）停车位实际平均照明利用率为１．６％；
3）功率密度指标不能够完整评估照明节能，还应加入照明利用率作为主要评估指标。

5 汽车库照明特点分析

汽车库照明的作用是保证人行和车辆行驶、停放的安全和便利，同时满足其它相关工作的照明需求。而汽车库照明主要服务对象的特点是行人、车辆、功能性房间及安防系统的电视监控（如果设置）。上述对象对照明的需求有如下特点：

（1）行人与车辆共同点：环境和方向识别都需整场的基础照明。

（2）行人特点：速度低，作业内容简单且时间短暂，照度要求不高。

（3）车行特点：相对行人速度较快，却不同于室外道路，有速度限制；对工作面照度比行人高；但根据行车特点，车辆配备有不同的自主灯光。缺点在于弯道处、交叉口以及倒车移库时侧翼的照明。

（4）功能性房间。如值班室、办公室、变配电室、控制室、水泵房、风机房、空调机房等，可独立设计照明开关，按需使用。

（5）其它因素：电视监控的安防系统对照度有要求，但低照度摄像技术和视频移动报警技术已广泛使用，且相对建设成本不高。

据此，应根据车库内各功能区的特点；车行、人行的视觉要求；采用一般照明和分区一般照明相结合的照明方式，在不同的部位设计不同的照度。

6 汽车库照明节能可行性解析

（1）区域分析（见表1）
（2）照明控制方式分析表（见表2）

控制方式对比：１）共同点：方式１和方式２均可通过太阳光控制照明；２）不同点。
方式１（即智能照明系统）：其相对优点是可针对行车道预置场景式控制程序，上位机可进行能源信息收集、分析和传输，缺点是控制精度较低，节能效果相对较弱，若进行逐点数字化控制，则建设成本昂贵。

方式２（即感应照明灯具）：其优点是可对每盏灯具的开关进行控制，做到车（人）到灯亮，车（人）离灯具延时熄灭。精度很高，便于实现无规律条件下的动态照明管理；缺点是实现数字化能源信息收集、分析和传输的代价较高。

３）结论：根据汽车库的功能类型及使用特点，可分别或组合使用方式１、２，而从照明节能的角度考虑，在满足功能要求的前提下，可重点选择通过控制灯具而实现的间歇照明。

（3）感应灯具用感应传感器选择分析表（见表3）

（4）各功能区域照度分析表（见表4）

（5）车辆灯光利用探讨

秉承“资源节约型社会”原则，同时借鉴城市道路和公路隧道照明经验，在汽车库设计时，车辆灯光理应做为照明光源的一种，纳入混光照明范畴，但仍然应根据现场照度要求酌情考虑。

7 汽车库照明节能措施

（1）根据功能区、人行与行车的状态进行细分，设计不同的照度、照明方式和控制方式；
（2）引入间歇照明理念，通过对每盏照明灯具的精确控制，实现逐点的动态照明管理；
（3）借鉴城市道路和隧道照明经验，在车行状态下，酌情考虑对车辆自有灯光加以利用；
（4）把照明利用率作为照明节能评价的一个重要指标；
（5）倡导天然光的利用，把人工照明和天然光导光系统、太阳能光伏发电系统相结合综合考虑。

8 汽车库间歇照明的应用

案例一：高档１００停车位汽车库

（1）设计条件：
1）高档写字楼或商业汽车库；
2）平均每天作业时间１４h；
3）平均每车驻留２h；
4）人工照明总量１３０盏，车道和车位各６５盏，其中每３车位有２盏照明，采用３６Ｗ双管荧光灯；
5）每车平均每次使用照明时间
①行车道部分：仅用于通过１０秒/每次；驶入（出）停车位＋人行＝８０秒/趟（不包括停车位驻留时间）；
②停车位驻留：１２０秒/趟
6）保洁、保安人员平均每天使用１０min；

（2）设计计算
1）每车位每天平均流量１４h÷２h/趟＝７趟（即来回共１４次）
2）满负荷流量：１００车位×１４次/车位＝１４００次
3）出入口最高有效照明时间
１４００次/天×１０秒/次＋１０分钟/天≈４小时/天
4）车道（最里面仅为６辆车服务）最小有效照明时间：
６车×１４趟/天•车×８０秒/趟＋１０分钟/天≈２小时/天
5）行车道平均有效照明时间：（４＋２）÷２≈３h
平均待机时间：１４－３＝１１h
6）停车位平均有效照明时间
（３÷２）车×１４趟/车•天×１２０秒/趟＋１０分钟/天＝０．９小时/天
平均待机时间：１４－０．９＝１３．１h

（3）照明设计
1）车道部分采用红外感应型变光荧光灯
主要指标：额定功率（３６Ｗ＋４Ｗ）/根×２根/盏＝８０Ｗ/盏；
待机功率２５％，即２０Ｗ/盏。
2）车位部分采用ＬＥＤ红外感应灯
主要指标：额定功率７Ｗ/盏；
待机功率０．１Ｗ/盏。

（4）对比分析（１４小时作业时间内）
１）按传统规范设计所需要的电耗；
１３０盏×８０Ｗ/盏×１４小时×３６５天/年÷１０００Ｗ/度＝５３１４４度/年
２）按间歇照明设计所产生的电耗
①行车道部分有效照明电耗
６５盏×８０Ｗ/盏×３小时/天×３６５天/年÷１０００Ｗ/度＝５６９４度/年。
②行车道部分待机电耗
６５盏×２０Ｗ/盏×１１小时/天×３６５天/年÷１０００Ｗ/度＝５２２０度/年。
③停车位部分有效照明电耗
６５盏×７Ｗ/盏×０．９小时/天×３６５天/年÷１０００Ｗ/度＝１５０度/年。
④停车位部分待机电耗
６５盏×０．１Ｗ/盏×１３．１小时/天×３６５天/年÷１０００Ｗ/度＝３１度/年。
⑤按本方案设计所需要的每年总电耗
（５６９４＋５２２０＋１５０＋３１）度/年＝１１０９５度/年。

（5）节能改造效率：节约用电５３１４４－１１０９５＝４２０４９度/年，约７９％.

（6）社会效益：每年节约标准煤１６吨，１６万升淡水，减少粉尘１１吨，CO2 ４２吨、SO2 １．２６吨。

案例二：普通汽车库可选方案（住宅小区）

（1）停车位采用７Ｗ　ＬＥＤ红外感应灯。

（2）行车道部分在出入口、弯道处、交叉口、直行车道均匀间隔排布普通荧光灯，其它部分采用７Ｗ　ＬＥＤ红外感应灯。

（3）相比案例一的１４h作业时长增加到２４h，且节能率更高，造价也低很多。

9 结束语

新技术、新产品使得照明领域逐步细化，并且更专业更符合实际使用需求。但是，相关标准的脱节已制约了科技成果的转化和应用。政府也意识到相关类似问 题，并于２００８年７月２３日国务院第１８次常务会议通过，颁发了中华人民共和国国务院令第５３０号《民用建筑节能条例》，其中第７条要求，“国家鼓励制 定、采用优于国家民用建筑节能标准的地方民用建筑节能标准。”

目前，全国乃至全球都在倡导建设资源节约型社会，其核心措施就通过对资源的合理配置、高效和循环利用。为此，设计者应从小处入手，为节能大计尽绵薄之力。