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大型公共建筑照明计算的误区及其改进措施

  
评论: 更新日期:2021年10月27日

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大型公共建筑照明计算的误区及其改进措施

随着我国经济的快速发展,全国各地不但盖起了大片的住宅区,而且近年来

出现了大型的车库,办公,商业等公共建筑。这些建筑面积几万,几十万平方米

的公共建筑中,照明灯具及其相关的管线,配电设备的数量巨大,它们的照明设

计重要性也就突显出来。照明设计的首要任务是照明计算,笔者根据观察和社会

交流,发现有些照明设计师所作的大型公共建筑的照明计算有误区,一直想为此

作一下探讨和改进,以免造成设计上的,源头上的损失。

2004 年12 月1 日,建设部施行了《建筑照明设计标准》,将照明设计的所

有要求集中到这一本规范中来,对于各类建筑的照度标准,照明功率密度值作了

具体规定,这方便了照明设计师的查阅。但是有些人作照明计算时,直接采用其

中的照明功率密度值乘以房间的面积,然后除以灯具的功率,就把房间的灯具数

量算出来了,非常简单,认为自己找了简便计算的方法,而且有着根据,这就错

误了。《建筑照明设计标准》中3.4.1 说道“本标准采用房间或场所一般照明的照

明功率密度(简称LPD)作为照明节能的评价指标”,它只是节能的评价指标,不

是照明计算的一种方法,因此成了照明计算的误区。

另外,造成以上的误区,是对于《建筑照明设计标准》中基本概念的错误理

解。其中3.4.2 说道“本标准规定了照明功率密度的现行值和目标值。现行值从

本标准实施之日起执行,目标值执行日期由主管部门决定”。现行值和目标值都

是照明节能用的控制指标,即最大值。现行值是现在不能超过的最大值,标准实

施之日起执行;目标值也是最大值,只是施行的时间还没有公布。比如一般商业

营业厅,现行值是12 瓦每平方米,即现在的一般商业营业厅照明功率密度最大

值为12 瓦每平方米,目标值是10 瓦每平方米,即将来某一天主管部门会公布,

一般商业营业厅照明功率密度最大值为10 瓦每平方米。而不能理解为设计值应

该在10~12 瓦每平方米之间,而事实上有些人就是这样作的。《建筑照明设计标

准》并没有规定照明功率密度的最小值和最优值,这些要通过合理的计算,才能

够得到。不同的建筑,最小值和最优值各不相同,所有的规范和设计手册,都没

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有给出他们的具体数据。

中国电力出版社出版的《照明设计手册》(第二版)中,并没有与照明功率

密度值相关的照明计算方法。照明计算主要为照度计算,书中提供了七种照度计

算方法:(1)点光源的点照度计算;(2)线光源的点照度计算;(3)面光源的点

照度计算;(4)平均照度的计算;(5)单位容量计算;(6)平均球面照度与平均

柱面照度的计算;(7)投光灯照度的计算。前三种方法是针对某一点,算它的照

度,对于建筑工程设计而言,没有实际意义,不采用。第六,第七种计算方法是

针对特殊场所,特殊灯具的照度计算,在建筑设计中,一般情况下,没有必要。

第四种方法是平均照度的计算,通常应用利用系数法,适用于灯具均匀布置,墙

和天棚反射系数较高,空间没有大型设备的室内一般照明,也适用于灯具均匀布

置的室外照明,这种计算方法比较准确,用于建筑设计中的施工图设计。第五种

计算方法是单位容量法,在方案设计或者初步设计阶段,需要估算照明用电量,

采用这种方法,在允许计算误差下,达到简化照明计算程序的目的。单位容量法

是以达到设计照度时1 平方米需要安装的电功率或者光通量来表示,是平均照度

计算方法的简化。不同的房间形状,灯具,光源,单位容量都不相同,其中没有

出现照明功率密度值这样的统一值。

现在将大型公共建筑和小型的公共建筑的照明计算,从物理原理上作一下对

比。小型的公共建筑内部房间一般是十几,几十个平方米,光的利用系数比较低,

一般是0.4~0.6,采用平均照度法计算出的灯具数量,和用照明功率密度值计算

出的灯具数量差不多。这也是《建筑照明设计标准》的精妙之处,它考虑到了各

种情况和不利因数。大型的公共建筑的内部,比如车库,商场,不再是小房间,

而是几百,几千平方米的大空间,光线没有中间隔墙的阻挡和吸收,得到充分的

利用,这时候光的利用系数大概是0.6~1.0,采用平均照度法得出的灯具数量比

用照明功率密度算出的灯具数量小很多,根据笔者的经验,估计要小25%的灯具

及其相关的管线,配电设备,这是个很大,很惊人的数据!所以大型的公共建筑

的照明计算,采用照明功率密度值即没有依据,也不合理。

下面举出俩个例子,采用不同的计算方法,看俩个不同大小的空间,计算结

果会有什么不同:

1. 一个小商铺,长L=7.3m,宽W=3.4m,高H=3.6m,有效顶棚反射比为0.7,

3

墙面反射比为0.5,地面反射比为0.3,采用T8 双管荧光灯,电子镇流器,

2*36W,220V, Φ=6000lm,灯具的维护系数K=0.8,计算灯具数量及相关参数。

(1) 根据功率密度值计算:N=A*LPD/P0=7.3*3.4*11/80=3.4,取整为4 只

N 为灯具数量

A 为房间面积

LPD 为照明功率密度

P0 为灯具的功率(光源,镇流器等功率总和)

(2) 根据平均照度计算:RI=L*W/hr*(L+W)=7.3*3.4/(3.6-0.8)*8(7.3+3.4)=0.85

查表得U=0.49,

RI 为室形指数

hr 为室空间高

U 为利用系数

N=Eav*A/(Φ*U*K)=300*7.3*3.4/(6000*0.49*0.8)=3.2,取整为4 只

Eav 为平均照度

Φ为光通量

俩种计算的结果相近,取整后都是4 只双管荧光灯,功率密度自然也相同。

2. 一个较大的商业空间,长L=20m,宽W=16m,高H=4.4m,有效顶棚反射比为0.7,

墙面反射比为0.5,地面反射比为0.3,采用T8 双管荧光灯,电子镇流器,

2*36W,220V, Φ=6000lm,灯具的维护系数K=0.8,计算灯具数量及相关参数。

(1)根据功率密度值计算:N=A*LPD/P0=20*16*11/80=44(只),取6*7=42

只,均匀布置,最终功率密度LPD1=42*80/20*16=10.5 瓦每平方米

(2)根据平均照度计算:RI=L*W/hr*(L+W)=20*16/(4.4-0.8)*20*(20+16)=2.5

查表得U=0.74,

N=Eav*A/(Φ*U*K)=300*20*16/(6000*0.74*0.8)=27,取5*6=30 只,均匀

布置,最终功率密度LPD2=30*80/20*16=7.5 瓦每平方米

俩种计算的结果相差很大,用功率密度值时多用灯具12 只,最终功率密度

值多出3 瓦每平方米,百分率为: (LPD1-LPD2)/LPD1=(10.5-7.5)/10.5=28.5%

俩个例子的对比可以看出,大型公共建筑的照明计算要走出误区,也就是不

使用功率密度值进行照度计算,改进措施是使用平均照度法进行照度计算。

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嵌入式T8-2X36W 双管荧光灯利用系数表:


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