建筑電氣設計中的照度計算

趙嬋媛

（新疆師范大學建設指揮部，新疆 烏魯木齊 830017）

0 引 言

在單體建筑工程的設計、施工和驗收過程中，各相關單位常常對電氣、暖通等重視程度不夠。特別是對建筑電氣工程中的照明工程，不少人認為估算一下，只要能把室內照亮就是合格的照明工程，這是錯誤的觀念。影響場所照明的因素太多，任何一項產生誤差，都有可能使房間的照明參數超出國家規(guī)定標準范圍，造成照明不良、眩光、光污染和高能耗等問題。因此，以學校一間普通辦公室的照明設計舉例進行定量分析，驗證了必須對照明進行詳細準確的計算，得出合適的照明燈具配置方案，才能最終實現專業(yè)、高效、節(jié)能和舒適的照明要求。

1 算法選擇

目前，照度的計算有單位容量法、逐點計算法和利用系數法等。

單位容量法。它只是根據經驗值對室內照明器數量做出粗略估計，且其表格數據是早期編制的，對新型光源燈具等較難套用[1]。

逐點計算法。可以精確計算每一個工作點上的照度，但需要將室內多個燈具對該工作點進行疊加，需要燈具配光曲線，比較繁瑣[1]。

利用系數法。計算快速便捷，充分考慮了反射光影響，結果較準確，是目前最常采用的計算方法。

因此，本文選用利用系數法進行照度計算。

2 工程實例

以一間普通辦公室為例，其房間長7.86 m、寬5.16 m，燈具安裝高度2.5 m，工作臺面高度0.75 m。

2.1 通過室形指數及墻地面反射比確定利用系數U

2.1.1 室形指數RI

室形指數（Room Index）用來表示照明房間的幾何特征，即[2]：

式中，h為燈具開口平面距工作面的高度，此處應為“燈具安裝高度2.5 m-工作臺面高度0.75 m=1.75 m”；L為房間長7.86 m；W為房間寬5.16 m。

2.1.2 反射比ρ

反射比（Reflectance）也叫反射系數，是反射光通與入射光通之比，以百分數或小數表示，符號為ρ。它的數值取決于材料或介質的特性，也與入射光方向和測量方法有關。它的大致范圍可以參考表1[3]。

表1 《建筑照明設計標準》GB50034-2004.4.5.1

實際計算時，可按照以下常用反射面反射比選?。喊咨旎ò?、帶有窗子的白色墻壁70%，混凝土天花板、無窗子的白色墻壁50%，一般混凝土地面30%，帶灰塵的混凝土及其他有色的地面10%。因此，本文中辦公室反射比選取為：頂棚反射比ρC=70%，墻反射比ρw=50%，地面反射比ρf=10%。

2.1.3 利用系數U

燈具的利用系數（Utlization Factor）反映的是光源光通量最終在工作面上的利用程度，是燈具效率、燈具光強分布、室內表面反射比和房間形狀等參數的函數，工程實際中難以精確計算。為此，常按一定條件編制燈具利用系數表以供設計使用，可參考廠家樣本或表2的《照明設計手冊》第四章利用系數表[2]。

本例室形指數RI=1.78不是整數，查表可知表中沒有對應值，此時需用內插法求出利用系數U，選取與室形系數RI最接近的兩個數組，分別是(RI1,U1)=(1.5,0.58)和 (RI2,U2)=(2.0,0.63)。

表2 《照明設計手冊》第四章利用系數表

由內插法得到實際利用系數U為0.608，即[2]：

2.2 通過光源選擇確定總光通量Φ

2.2.1 光源選擇

燈具選用飛利浦TLD36W/830，根據表3為飛利浦燈具照明參數表可知：單燈具光源數為2個，光源光通量為3 350 Lm，光源功率為36W，鎮(zhèn)流器類型為TLD標準型，鎮(zhèn)流器功率為4.00 W。

2.2.2 光通量Φ

光通量（Luminous Flux）是指按照國際規(guī)定的標準人眼視覺特性評價的輻射通量的導出量，以符號Φ（或Φr）表示。從以上的光源選擇可知：選用2支T8光源熒光燈，每只燈具總光通量為6 700 Lm。

2.3 根據《建筑照明設計標準》確定維護系數K

維護系數K（Light Loss Factor）又稱為光損失因子LLF，是指燈具在使用過程中因光通量的衰減、燈具和房間的污染引起照度下降的比值，相關參量可參考表4的《建筑照明設計標準》GB50034-2004.4.1.6[3]。普通辦公室的維護系數K取值為0.8。

2.4 確定標準光照強度E

按照《建筑照明設計標準》GB50034-2004.5.2.2，我國普通辦公場所照度標準值為300 Lx[3]。

表3 飛利浦燈具照明參數表

表4 《建筑照明設計標準》GB50034-2004.4.1.6

2.5 計算燈具數量

根據式（3），結合上述各相關系數，可得實際功率密度為[2]：

已知工作面平均照度E=300 Lx；光源總光通量Φ=3 350×2支=6 700 Lm；利用系數U=0.608；燈具的維護系數K=0.8；工作面的面積A=7.86×5.16=40.56m2

得到：

經過以上計算，可得此間長7.86 m、寬5.16 m的普通辦公室，應安裝兩行兩列共四盞T8-36W型雙管熒光燈具。

3 結果校驗

3.1 平均照度校驗Eav

實際計算平均照度為[2]：

式中：Φ為光源光通量；N為光源數量；U為利用系數；K為燈具維護系數；A為工作面面積。

實際計算平均照度321.39 Lx≥300 Lx（普通辦公室照度要求值）。

按照《建筑照明設計標準》GB50034-2004.4.1.7規(guī)定，設計的照度值與照度標準值可有-10%～+10%的偏差[3]，因此符合規(guī)范照度要求。

3.2 功率密度校驗LPD

照明功率密度LPD（Lighting Power Density）指在建筑物房間或場所內單位面積的照明安裝功率，含鎮(zhèn)流器功率。照明功率密度是對照明系統(tǒng)節(jié)能效果和最后照明效果的重要評價標準之一[4]。照明設計中，必須通過照明功率密度值的校驗，才能視為合格的照明工程。

依據表5的《建筑照明設計標準》GB50034-2004.6.1.2[3]，功率密度小于功率密度目標值，符合規(guī)范節(jié)能要求。

表5 《建筑照明設計標準》GB50034-2004.6.1.2

4 結 論

照明工程中，照度的計算首先應根據房間尺寸、燈具安裝高度和房間各反射比查找對應利用系數表，其次按照不同的建筑性質、建筑類型查找照明規(guī)范中相應房間或場所來確定照度標準，最后與《建筑照明設計規(guī)范》中的要求值進行比較，判斷此照明方案是否滿足節(jié)能要求、是否滿足照度要求等。在以后的工程實踐中，要規(guī)范照明工程的審圖、監(jiān)理和驗收等工作流程，促使設計人員拿出可以符合標準的計算依據，從而更加科學地完成照明設備布置，同時為進一步做好照明工程的監(jiān)督、驗收工作提供思路。

[1] 趙 中，余 敏.基于綠色照明設計的照度計算探討[J].山西建筑，2008，34（21）：9-10.

[2] 北京照明學會照明設計專業(yè)委員會.照明設計手冊[S].北京：中國電力出版社，1998.

[3] 中國建筑科學研究院.建筑照明設計標準 GB50034-2004[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[4] 蔣 勇，龍海珊.建筑照明照度計算探討[J].中外建筑，2008，（11）：162-163.