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文檔簡介
第8章建筑照明系統(tǒng)及實例
照明技術的基本知識8.1
照明光源與燈具選擇8.2
照明布置選擇及照度計算8.3
照明設計8.4
應急照明設計及實例8.5光是一種電磁波,可見光是電磁波波譜里很小的一部分。人眼對黃綠光最敏感,在輻射功率相同的條件下會感到黃綠色光最亮,而藍、紫色光和紅光很暗。電氣照明常用的光學物理量包括以下幾種。1.光通量光通量表示光源在單位時間內向四周發(fā)射的引起人體視覺感應的輻射能量,用符號φ表示,單位lm(流明)。光通量大小描述了光源的發(fā)光能力。40W的熒光燈光通量約2400lm,40W的白熾燈光通量約為350m,雖然都是40W,但熒光燈的發(fā)光能力比白熾燈強。8.1.1照明的光學特性
2.光強光強是發(fā)光強度的簡稱,表示光源向空間某一給定方向的單位立體角?內所傳播的輻射光通量。立體角單位為球面度(sr);光強用符號I表示,單位為cd(坎德拉)。
光強描述了光源發(fā)出的光通量在空間的分布情況。光源光通量一定時,光強大小只與光通量在空間的分布密度有關。光源不變,調整光強在各個方向上的分布,可改善光強。(8-1)3.配光曲線光強各方向的分布曲線叫配光曲線,是用來進行照度計算的一種基本技術資料。不同燈具配光曲線不同,多以極坐標表示,聚光很強的投光燈也可以繪在直角坐標上。4.照度照度是物體被照亮的程度,表示為被照物體表面單位面積ds(m2)上獲得的輻射光通量。用符號E表示,單位lx(勒克斯)。(8-2)投射到物體表面的光通量多,照度高,容易看清楚物體。1lx僅能辨別物體輪廓,5~50lx看書閱讀還比較困難,白天采光良好的室內的照度約100~500lx,正常辦公閱讀工作照度大致為300lx。根據照明需求,不同場所,國家規(guī)定了相應的照度值。光源一定時,照度與被照物體表面的位置有關,距光源近的物體表面,投射到物體表面的光通量多,照度高。照明工程的主要任務之一即是使照明具有足夠的照度以滿足人體視覺的要求。5.亮度亮度是發(fā)光體(既指光源,又指被光照射產生反射光的物體)在視覺方向上的單位投影面上的發(fā)光強度。用符號L表示,單位cd/m2。發(fā)光體的光強一定時,發(fā)光體面積S越大,亮度越小。利用這一特性,可以采用加大發(fā)光體面積來減小發(fā)光體對眼睛的刺激改善眩光。亮度是用來描述發(fā)光體表面光亮程度的物理量,照度是描述看清物體程度的物理量。作為照明用途,應選用光通量大(照度高)的光源。6.光源的發(fā)光效能光源的發(fā)光效能指光源發(fā)出的光通量與光源功率之比,簡稱光效,符號ηG,單位lm/W。光效高,照明光源的電能利用率就高。光效是評價光源的重要參數。
(8-3)7.燈具效率燈具效率定義為燈具發(fā)出的光通量與燈具內的光源發(fā)出的總光通量之比,燈具效率是描述燈具對入射光反射能力強弱的無量綱參量。燈具效率ηD表示為:
8.眩光眩光是度量處于視覺環(huán)境中的照明裝置發(fā)出的光對人眼引起不舒適感主觀反應的心理參數。視野中的亮度分布或亮度范圍的不適宜,或存在極端的對比,會引起不舒適感覺或降低觀察細部或目標能力的視覺現象,稱為眩光。公共建筑和工業(yè)建筑物內房間或場所的不舒適眩光應采用統(tǒng)一眩光值(UGR)評價,根據【照明標準13】其最大允許值宜符合照度標準表內的規(guī)定。。室外體育場所和其它室外場地照明裝置引起的不舒適眩光應采用眩光值(GR)評價,其最大允許值同樣應符合【照明標準13】的規(guī)定。(8-4)9.光源的色溫與顯色性光可以分解為按波長排列的由單一頻率的單色光所形成的圖像,稱為光譜。以黑體在某一溫度下所輻射的光的顏色作基準,用K為計算單位表達光源色品的數值被稱為色溫,也叫色度。通過選擇不同色溫的光源,可以營造與環(huán)境相適應的視覺效果。色溫大于5300K的光源,光色偏白,稱為冷色光,冷飲室、教室、計算機房等場所,可以用6500K白色熒光燈等冷色光源,營造涼爽清醒的效果;色溫在3300~5000K之間,稱為中間色,光色白中略偏紅,人體視覺會產生溫和的感覺,車站、商場等場所,常采用金屬鹵化物燈等中間色照明光源,營造輕松活躍的效果,;色溫小于3300K,光色偏紅,稱為暖色光,賓館的大堂、酒吧等場所,適宜以暖色照明光源,營造親切溫暖、賓至如歸的效果。光的顯色性是指與參考標準光源相比較,光源顯現物體顏色的特性。光的顯色性是評價照明質量的指標,以顯色指數度量,符號是Ra。顯色指數最大值為100,表示色樣在該照明光源照射下,色樣與其真實的顏色完全一致。顯色指數低于100,表示在該照明光源照射下,物體會產生色差。顯色指數高,色差小,對顏色的分辨能力高。不同光源顯色指數不同,如白熾燈顯色指數為95以上,熒光燈的顯色指數50~93,高壓鈉燈的顯色指數為21。照明工程中在選用光源時,應根據照明空間的性質,考慮光源的顯色性影響。不同場所顯色指數的要求在【照明標準13】中也有具體規(guī)定。照度、顯色指數、色溫是現代照明工程中選用光源的三要素,三者配合質量是現代照明工程的重要指標。8.1.2照明方式與種類1.照明方式按【照明標準13】的規(guī)定,照明的基本方式分為一般照明、分區(qū)一般照明、局部照明、混合照明及重點照明五種方式。(1)一般照明
為照亮整個場所而設置的均勻照明。各場所均應采用一般照明,并應滿足場所視覺活動性質的需求。(2)分區(qū)一般照明
為照亮工作場所中某一特定區(qū)域而設置的均勻照明。同一場所的不同區(qū)域有不同的照度要求時應采用分區(qū)一般照明。(3)局部照明 為特定視覺工作用的、為照亮某個局部用的照明方式。對于部分作業(yè)面照度要求高,但作業(yè)面密度又不大的場所,若只采用一般照明,會大大增加安裝功率,增加局部照明來提高局部作業(yè)面照度,在技術經濟方面更合理。局部照明是為照亮某個局部用,只設局部照明會形成亮度分布不均勻,因此在一個工作場所內不應只設局部照明。(4)混合照明
由一般照明與局部照明組成的照明方式。采用混合照明的空間,要求一般照明與局部照明的照度相差不能過大,否則會影響視覺效果。(5)重點照明
為提高指定區(qū)域或目標的照度,使其比周圍區(qū)域突出的照明。商業(yè)建筑和展覽建筑內常根據展示要求設置重點照明,重點照明區(qū)域的照度與其周圍背景的照度比不宜小于3:1。2.照明種類按照明的功能將照明分為正常照明、應急照明、值班照明、警衛(wèi)照明、障礙照明等五種基本類型。不同種類的照明對照明配電要求不同,在配電設計時應注意區(qū)分。(1)正常照明在正常情況下使用的室內外照明。正常照明是以工作和生活為目的選擇照度標準而永久安裝的照明,一般場所均應設置正常照明。(2)應急照明因正常照明的電源失效而啟用的照明。應急照明包括備用照明、安全照明和疏散照明。三種照明類型的功能有所不同,照明設計的要求也不同。備用照明是用于確保正常活動繼續(xù)或暫時繼續(xù)進行的應急照明。例如消防中心、監(jiān)控中心、變電所等場所,要有保證正常照明的電源失效后繼續(xù)工作的照明。安全照明是用于確保處于潛在危險之中的人員安全的應急照明。例如賓館、影劇院等人員集中的建筑,應設置安全照明,以避免在正常照明失效后造成混亂和擁擠,導致人員傷亡。疏散照明是用于確保疏散通道被有效地辨認和使用的應急照明。疏散照明分為用于指示出口位置和方向的疏散指示標志燈和為照亮疏散通道而設置的照明。作為疏散標志用的光源應選擇高亮度的光源以確保標志醒目,作為照明用的光源應滿足基本的照度要求以確保疏散的視覺需要。(3)值班照明
非工作時間,為需要值班的場所而設置的照明。通常在大面積場所和重要的場所宜設值班照明,例如商場、銀行、倉庫等場所宜設置值班照明。值班照明可根據具體情況選用正常照明配電回路或應急照明配電回路供電,并能夠單獨控制。(4)警衛(wèi)照明 用于警戒而設置的照明。有警戒要求的場所,應根據警戒范圍的要求設置警衛(wèi)照明。例如建筑小區(qū)、廠區(qū)、校區(qū)、倉庫區(qū)域等的周邊界限都可考慮設置警衛(wèi)照明;對一些特殊的建筑物(如金庫、監(jiān)獄)等的警衛(wèi)照明應按一級負荷供電要求設計,其余警衛(wèi)照明可根據具體情況選用二級或三級負荷供電要求設計。(5)障礙照明
在可能危及航行安全的建筑物或構筑物上安裝的標志燈,例如在飛機場附近的高層建筑、煙囪、水塔等建筑物,可能對飛機起降構成威脅,應按當地民航及交通部門的規(guī)定設置障礙標志燈;位于船只航道兩側或中間的建筑物或其它障礙物,可能危及航行安全,也應按當地航運部門的要求,設置障礙標志燈。障礙標志通常采用專用的障礙照明設備,以一定的頻率閃動,以提示存在障礙物;障礙照明不允許在夜間中斷標志顯示,屬于一級或二級負荷,應按建筑物的最高負荷類別設計。除五種基本照明類型外,照明設計中還有為觀賞建筑物設置的景觀照明、為營造藝術效果設置的裝飾性光彩照明等類型。這類照明光源的選擇注重營造視覺效果和襯托建筑主體,一般對供電無特別要求,但其配電回路應能夠單獨控制。8.1.3照明質量與照度設計的一般要求1.照度及均勻度要求照度是照明設計最基本的要求。【照明標準13】第5章規(guī)定了各類建筑場所不同功能與用途的照明空間一般照明的照度及照度均勻度標準,照明設計時要滿足照度標準的要求。各類視覺工作對應的照度范圍宜按【民電標19】表10.3.2選取。除了合理的照度外,為了減輕因頻繁適應照度變化較大的環(huán)境而對人眼所產生的視覺疲勞,室內照度的分布應該具有一定的均勻度,照度均勻度是指工作面上的最低照度與平均照度之比值(U。),一般不應低于【照明標準13】第5章的規(guī)定。2.眩光限制在建筑照明設計中,室內一般照明直接眩光的限制,應根據光源亮度、光源和燈具的表觀面積、背景亮度以及燈具位置等因素進行綜合確定。通常采取下列措施:(1)眩光限制首先應從直接性燈具的保護角(或遮光角)來加以限制。長期工作或停留的房間/場所,保護角應限制在10°~30°之間,詳見【照明標準13】表4.3.1。(2)燈具安裝應選用合理的距高比。(3)對于要求統(tǒng)一眩光值UGR≤22的照明場所,可采?。簩艟甙惭b在不易形成眩光的區(qū)域;限制光源的亮度,降低燈具的表面亮度;房間各表面采用低光澤度的裝飾材料;在視線方向采用特殊配光燈具或采取間接照明方式;照亮頂棚和墻面以減小亮度比,并應避免出現光斑等多種措施來降低眩光值。(4)長時間視覺工作場所內照度分布當照明燈具采用嵌入式安裝時,頂棚的反射系數宜大于0.6,且頂棚的照度不宜小于工作區(qū)照度的1/10;作業(yè)面照度、作業(yè)面鄰近區(qū)照度和作業(yè)面背景區(qū)域一般照明照度之間的比值應符合現行【照明標準13】的規(guī)定。3.綠色照明和節(jié)能要求節(jié)能是社會可持續(xù)發(fā)展的要求,在照明設計和評價中,要始終貫徹節(jié)能要求。照明功率密度(LPD)值是指單位面積的照明安裝功率(含鎮(zhèn)流器,變壓器的功耗),單位為:W/平方米?!菊彰鳂藴?3】第6章規(guī)定了各類建筑的照明功率密度值LPD,且大部分照明功率密度值屬于強制性標準,必須嚴格執(zhí)行。選擇綠色、高效、節(jié)能的光源和燈具,必須滿足照度和照明功率密度的要求。4.光源顏色及顯色性要求除上述的基本指標外,在評價照明質量時,還要考慮光源的顯色指數、色溫等與環(huán)境相適應,考慮燈具的造型與建筑空間和照明要求相協(xié)調。對長期工作或停留的房間或場所,照明光源的顯色指數不宜低于80,在燈具安裝高度大于6m的工業(yè)建筑場所,顯色指數可低于80,但必須能夠辨別安全色。照明光源色表適用場所宜按【民電標19】表10.3.4選?。弧菊彰鳂藴?3】對各種場所的顯色指數有具體規(guī)定。房間或場所照明功率密度(W/m2)對應照度值(lx)顯色指數眩光值現行值≤目標值≤現行值(參考平面)RaUGRUO教室、閱覽室98300課桌面80190.6實驗師98300實驗桌面80190.6美術教室1513.5500桌面90190.6多媒體教室983000.75m水平面80190.6電子信息機房983000.75m水平面80190.6計算機教室、電子閱覽室1513.55000.75m水平面80190.6樓梯間43.5100地面80220.4教室黑板1513.5500黑板面80-0.7宿舍54.5150地面80220.4車庫2.5275地面80-0.6表8-1教育建筑照度、功率密度與顯色指數5.照明方式要求照明設計應考慮建筑對照明的特殊要求,選擇合理的照明方式,處理好照明及自然采光的關系,正確選用燈光控制方案,在滿足照度基本要求的前提下,減少電能損耗,達到經濟和節(jié)能的目的。6.照度的穩(wěn)定性要求照度的不穩(wěn)定主要是由于光通量的變化所致,而光通量變化主要是電源波動引起的。照明設計要采取措施保證照明供電電壓的質量。一般情況下,對照明配電線路,允許有±5%的電壓偏移,在難以滿足時,允許有+5%~-10%的電壓偏移,對應急照明,允許有+5%~-10%的電壓偏移。光源擺動、光源照度會隨使用時間而減少等也會影響視覺。一般照度設計可以通過照度補償、控制電壓波動和燈具擺動等來實現照度的穩(wěn)定性。7.頻閃效應的消除交流電源供電的電源,光通量會發(fā)生周期性的變化,當最大光通量與最小光通量差別很大時,會使人眼產生明顯的閃爍感覺或產生視覺誤差,被稱為頻閃效應。一般光通量波動深度在25%以下時,可以避免頻閃效應。因此在采用可能產生頻閃效應的氣體放電燈照明的場所,可以采用相鄰的燈分相接入、將單相供電的兩根熒光燈管移相接入的方式、改用直流供電或使用電子鎮(zhèn)流器等方式消除頻閃效應影響。8.2.1常用照明光源分類1.光源的分類(1)熱輻射光源熱輻射光源指利用電流將特殊的物體加熱到白熾狀態(tài)而發(fā)光的光源。主要有白熾燈、鹵鎢燈兩種光源,以鎢絲為輻射體,以熱輻射方式產生可見光。因其發(fā)光原理,熱輻射光源工作時,表面會有明顯的溫升現象,光效一般較低,但顯色指數較高,功率因數高。(2)氣體放電光源氣體放電光源指利用電流在流過特殊的氣體時,使氣體放電而發(fā)光的光源,以原子輻射方式產生可見光。熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、氤燈等都是常見的氣體放電光源,這類光源一般有明顯的頻閃效應。氣體放電光源按放電方式的不同,又可分為輝光放電光源和弧光放電光源兩種類型。(3)半導體光源半導體光源的發(fā)光原理是利用半導體材料的特性,向半導體二極管的PN結施加正向電壓,使N區(qū)電子越過PN結注入P區(qū),與P區(qū)空穴復合,以光子的形式釋放能量而產生可見光。發(fā)光二極管是半導體照明光源的雛形,由于發(fā)光二極管不可能產生具有連續(xù)譜線的白光,而且產生的光通量小,不足以提供足夠的照度,最初僅限于作為標志使用;隨著技術進步,半導體光源具有體積小、重量輕、耗電低、壽命長、亮度高、響應快等普通光源無法相比的優(yōu)點,被稱為綠色光源,LED燈正逐步發(fā)展為當今光源主流。照明設計及選型時參見【19D數據】第8章:電照明光源分類及應用場、所光源色溫顯色性、常用光源性能參數、LED替代其它燈具表、各類燈具效率及光源發(fā)光效能及能效等級。常用照明光源分類及其基本特性如表8-3所示。光源分類主要形式發(fā)光原理一般特性熱輻射光源白熾燈、鹵鎢燈熱輻射顯色指數較高,功率因數高,光效較低氣體放電光源輝光放電冷陰極燈、霓虹燈原子輻射方式有明顯的頻閃效應,顯色指數低,光效較高;輝光放電光源不需要專用的啟動器件弧光放電光源需要專用啟動器件,高壓弧光放電光源功率大,但外表面積卻較??;弧光放電光源在建筑照明中廣泛采用弧光放電低壓弧光放電熒光燈、低壓鈉燈高壓弧光放電高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈半導體光源LED燈光子形式光效高、體積小、耗電低、壽命長、響應快表8-3常用照明光源分類及其基本特性2.常用照明光源應用場合白熾燈結構簡單,顯色性好,價格低廉,安裝使用方便,適應范圍大,曾在建筑照明中應用較廣泛。但白熾燈光效低、壽命短、能耗大,發(fā)熱量及安全性方面都均不能與熒光節(jié)能燈和LED燈相比,已退出歷史舞臺。鹵鎢燈的功率通常較大,不適宜辦公和生產場所的照明,主要用于大空間照明,例如體育館、大會堂等照明,其高顯色性和色溫范圍特別適宜于演播室和舞臺照明;熒光燈廣泛用于辦公和生產照明,按【照明標準13】的規(guī)定,高度較低的房間,如辦公室、教室、會議室、電子等生產車間宜采用直管型熒光燈;商店的營業(yè)廳宜采用直管型或緊湊型熒光燈。高壓鈉燈結構也與高壓汞燈相似,但其光效是三種高壓弧光放電光源中最高的;高壓鈉燈體積較小,亮度高,透霧性強,適合于交通道路、航運、機場跑道等需要高亮度和高可見性好的場所,一般較少用作室內照明。金屬鹵化物燈是在高壓汞燈基礎上發(fā)展起來的照明光源,其放電管內填充了金屬鹵化物。金屬鹵化物燈的外形和結構與高壓汞燈相似,但光效更高,光源的顯色性等性能更好按金屬鹵化物燈的光學特性,適用于各種照明場所,但由于其啟動設備復雜,啟動需要較長時間才能穩(wěn)定,且價格較高,目前主要應用于機場、體育場的探照燈,影視攝像設備的光源和影劇院的裝飾照明等。LED燈是半導體二極管的一種,可以把電能轉化成光能,且工作電壓很低(有的僅一點幾伏);工作電流很?。豢箾_擊和抗震性能好,可靠性高,壽命長;通過調制通過的電流強弱可以方便地調制發(fā)光的強弱。8.2.2照明燈具照明燈具指具有配光特性的光源支架。燈具具有以下作用:一是作為光源支架,支撐和固定光源;二是改變光源的配光曲線,利用燈具的反射和遮光特性,改變光源的光強在空間各個方向上的分布,進而改變照明效果,防止直接眩光;三是具有裝飾、美化環(huán)境的特性;四是可以保護光源、防止意外事故。1.按照明燈具光通量分布的分類根據CIE(國際照明委員會)的建議,按光通量在燈具上下兩個半球空間的分布比例,可將照明燈具分為直接型、半直接型、全漫射型、半間接型和間接型等五類。其分類和特征如表8-4所示。類型直接型半直接型漫射型半間接型間接型配光曲線
光通量分布上半球:0%~10%下半球:100%~90%上半球:10%~40%下半球:90%60%上半球:40%~60%下半球:60%~40%上半球:60%~90%下半球:40%~10%上半球:90%~100%下半球:10%~0%燈罩材料不透光材料半透光材料漫射透光材料半透光材料不透光材料表8-4按光通在空間上下部分的分配比例分類直接型燈具一般采用非透明且反射性好的材料制造,燈具下方敞開,光源的光通量基本集中在燈具的下半球空間。嵌入式格柵日光燈、防潮吸頂燈、鏡面燈等為典型的直接型燈具。半直接型燈具一般采用半透明材料制造,燈具下方敞開,光源上射的光通量增加,使照明空間的光照比較柔和,同時保持光源下方的工作面仍可獲得較大的照度,又減少了燈具與頂棚間的強烈對比,可以產生一定的環(huán)境氛圍?;ㄊ降鯚簟⒑喪降臒晒鉄簟⑾路匠跓艟?方型吸頂燈、具有透光作用的燈罩等均屬于半直接型燈具。全漫射型燈具又稱直接-間接型燈具,一般采用具有漫射透光特性的材料制造,通常為封閉式燈罩,直接眩光小,但光通量利用率較低。造型美觀,可以產生一定的環(huán)境氛圍,有裝飾性效果,多用于公共場所。單吊燈、乳白玻璃球置燈具是典型的漫射型燈具。半間接型燈具的特性與半直接型燈具相反,光源上射的光通量大,增加了室內的間接光,光線更加柔和。但光通量的利用率低,上半部容易積灰塵,一般在照明要求不高,以產生環(huán)境氛圍為主的公共場所。傘型罩單吊燈、反射型吊燈、反射型壁燈等屬于半間接型燈具。間接型燈具的特性與直接型燈具相反,光通量基本集中在燈具的上半球空間,空間照明基本靠屋頂或其它物體的反射,可以在很大程度上減小眩光和陰影,光照柔和,但光通量利用率最低,不經濟。反射型吊燈、反射型壁燈等均屬于間接型燈具。2.按外殼防護等級分類照明燈具具有保護光源、防止意外事故的特性。按我國國家標準對外殼防護等級的分類原則,其形式為“IPXX”,IP為外殼防護等級分類的特征字符,后面的XX為特征數字,第一個特征數字表示防止人體觸及或接近外殼內部帶電部分、防止固體異物進入外殼內部的防護等級,分為0~6級,數字越大,要求越高;第二個特征數字表示防止水進入外殼內部的防護等級,分為0~8級,數字越大,要求越高。例如,防護等級IP44的燈具,第一個數字“4”表示燈具可防止大于1mm的固體異物進人外殼內部,第二個數字“4”表示燈具具有防濺水的保護,具體的防護等級說明可查閱相關手冊獲取。對外殼防護有要求的場所,在照明設計時,應按外殼防護等級分類注明燈具的防護等級。3.按防觸電保護分類燈具的人體可接觸部分都應該是絕緣的,但不同的使用場所,對防止觸電的要求不同。我國國家標準按防觸電保護要求,將其分為0類、Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類共四類。每一類燈具的主要性能及其應用情況見表8-5。燈具等級燈具主要性能應用說明0類保護依賴基本絕緣是在易觸及外殼和帶電體間的絕緣適用環(huán)境好的場合,且燈具安裝維護方便,如空氣干燥、塵埃少、木地板等條件下的吊燈等I類除基本絕緣外,易觸及的部分及外殼有接地裝置,一旦基本絕緣實效時,不致有危險用于金屬外殼燈具,如投光燈、路燈、庭院燈等,提高了安全程度Ⅱ類除基本絕緣外,易觸及的部分及外殼有接地裝置,.一旦基本絕緣失效時,不致有危險絕緣性好,安全程度高,適用于環(huán)境差、人經常觸摸的燈具,如臺燈、手提燈等Ⅲ類采用特低安全電壓交流有效值<50V,且燈內不會產生高于此值的電壓,不存在觸電危險燈具安全程度最高,用于惡劣環(huán)境,如機床工作臺燈、水下照明燈、兒童用燈表8-5燈具的防觸電保護分類4.其它分類方式燈具按其結構特點分類,可分為開啟型、閉合型、封閉型、密閉型、防爆型、防腐型等;按安裝方式分類,可分為吸頂式、嵌人頂棚式(鑲嵌式)、嵌人墻壁式、懸掛式、壁式(壁燈)、移動式等;按燈具外形分類,則種類繁多,常見的有筒燈、金屬格柵燈、壁燈、吸頂燈、吊燈等。5.照明燈具選擇的基本原則在照明工程與設計中,光源與燈具要統(tǒng)一考慮,使燈具、光源、使用環(huán)境相互配合,既保證照明質量,又實現美化裝飾的效果。安全、節(jié)能是建筑照明設計的主題,確保安全使用選擇高效的燈具、提高光源的利用率是基本原則。在具體選用過程中,通常應先考慮燈具的使用環(huán)境與安全要求、配光特性,然后再考慮燈具的經濟性和裝飾性。根據照明空間的功能要求,考慮節(jié)能要求,選擇高效的光源與燈具,選擇相適宜的顯色指數、色溫的光源;具有安全隱患的特殊場所,應按照使用條件。選擇滿足外殼防護等級要求的燈具;有防觸電要求的場所,應選擇能滿足相應的防觸電保護分類條件的燈具。正規(guī)的燈具,在其產品手冊中會標注產品的外殼防護等級和防觸電保護分類。燈具的配光特性要求主要指應根據照明空間的功能要求選擇具有合適的光通量分布的燈具。例如,對一般的辦公室、教室等,既要保證整個空間有一定的亮度,又要保證工作面的基本照度,可以選用半直接型配光特性的燈具;如果需要限制眩光,可以選用格柵式熒光燈具等,降低光源表面亮度。燈具的經濟性主要在滿足照明質量和安全條件的前提下,降低燈具初期投資費用和考慮運行維護費用。初期投資費用一般要進行方案比較和產品選型,運行費用要考慮使用周期和燈具清潔等費用。燈具的裝飾性主要涉及美學藝術,燈具價格高、材料好,并不一定有美的效果,燈具與環(huán)境的協(xié)調才是最基本的因素。另外,【照明標準13】對熒光燈和高強度氣體放電燈燈具的效率有具體要求,開敞式熒光燈和高強度氣體放電燈燈具的效率不應低于75%,格柵式的效率不應低于60%。8.3.1光源與燈具布置 1.光源與燈具的懸掛高度光源與燈具的懸掛高度指光源與燈具到照明空間地面的垂直高度。燈具懸掛的高度主要根據使用場所的層高,考慮到防眩光的要求、防觸電安全的要求以及燈具防碰撞的要求等來確定。室內照明燈具的高度一般不得低于2.4m,當低于此值時,要采用封閉式燈罩或帶有保護網的光源。光源與燈具的懸掛高度還與光源類別、電功率大小、燈具的特性等因素有關。一般而言光源電功率大,要求懸掛高度高,利于安全與降低眩光;燈具的反射性能好,可以適當提高懸掛高度,以利于降低眩光,反射性能差,可以適當降低懸掛高度,以利于保證照度要求。2.光源與燈具布置(1)燈具的平面布置光源與燈具布置主要考慮照明方式。室內燈具平面布置的方式可分為均勻布置和選擇性布置兩種。均勻布置是采用同類型燈具按固定的幾何圖形均勻排列,可使整個區(qū)域有均勻的照度。選擇性布置是根據環(huán)境對燈光的不同要求,選擇布燈的方式和位置。一般只有在需要局部照明或定向照明時,根據情況才考慮用選擇性布置。室內燈具作為一般照明使用時通常采用均勻布置方式,使照明空間獲得均勻的照度分布。燈具間距為L時,為了保持整個場所的照度均勻度,靠邊的燈具不能離墻太遠,一般在0.25~0.5L之間,當靠墻有視覺工作要求時,燈具與墻的距離不應大于0.75m。(1)燈具的平面布置布置線狀光源時,一般光帶與窗平行,光線從側面投向工作桌,燈管的長度方向與工作桌長度方向垂直,這樣可以減少光幕反射引起的視覺功能下降??繅鈳c墻之間的距離一般取L/2,若靠墻有工作臺可取L/3~L/4。對熒光燈等非均勻結構尺寸的光源或燈具,在布置時,要考慮其光通量的均勻性,在教室等環(huán)境布置熒光燈,要將熒光燈與講臺黑板平面垂直布置,燈具距墻面的距離不宜超過燈具之間距離的一半。(2)距高比要求為獲得均勻的照度分布,燈具到工作面的垂直距離h和燈具之間的水平距離L要滿足一定的限制條件,用燈具的“距高比L/h”來描述這種限制條件,對同一種光源和燈具,距高比不變時,照度的均勻性也相同。常見燈具平面布局方案有長方形、正方形、菱形等,不同布局方案中,燈具之間的水平距離有所區(qū)別,圖8-1是三種布局的燈具之間的水平距離示意圖。圖8-2展示了燈具的懸掛高度hs與距高比中L及h的取值關系。圖8-1
點光源均勻布燈平面圖圖8-2燈具布置的立面圖燈具布置的實際距高比小于或等于最大允許距高比時,可以獲得均勻的照度分布。在h一定的條件下,L/h值小,照度的均勻度就好,但由于布置的燈具較多,經濟性差;L/h值過大,則不能保證照度的均勻度。每種燈具均有一個最佳的距高比,只要實際采用L/h的數值在此范圍之內,就能夠滿足照度均勻度的要求,并且具有較小的電能消耗。根據研究,各種燈具最有利的距高比如表8-6所示。燈具種類距高比L/h宜采用單行布置的房間高度H多行布置單行布置乳白玻璃圓球燈、散照型放水防塵燈、天棚燈2.3~3.21.9~2.51.3h無漫透射罩的配照型燈1.8~2.51.8~2.01.2h搪瓷深照型燈1.6~1.81.5~1.81.0h鏡面深照型燈1.2~1.41.2~1.40.75h有反射罩無格柵的熒光燈1.4~1.5
有反射罩帶格柵的熒光燈1.2~1.4
8.3.2照明計算1.照明計算中的利用系數U照明空間的室空間形狀、表面材料、燈具配光特性和燈具的效率等會對光源的光通量分布產生影響,引入利用系數來描述這種影響,利用系數U定義為投射到工作面的光通量和所有光源發(fā)出的總光通量之比。(8-5)2.室形指數(8-6)(8-7)式中:RI——室形指數;RCR——室空間比;L——房間長度;
w——房間寬度;
H——燈具的計算高度(燈具平面到工作面的垂直距離);3.有效空間反射比照明空間的表面材料會對光源的光通量分布產生影響。一般而言,照明空間表面的顏色深,則對入射的光通量吸收多,反射的光通量少;照明空間表面的顏色淺,對入射的光通量吸收少,反射的光通量多。顯然,利用系數與照明空間的表面對光通量的反射性能也有關。反射比小,表示空間表面反射的光通量較少,被表面吸收的光源的光通量多;反射比太高,則容易產生眩光,影響照明質量。對長時間工作的房間,對照明空間表面的反射比有要求,即在選擇屋頂面、地面、墻面的裝飾材料時,要滿足國家標準的要求。4.維護系數照明設備在使用一定周期后,由于環(huán)境、灰塵等因素的影響,照度會下降,為保持要求的照度,需要對光源與燈具進行擦拭維護。在照明計算中,引入維護系數K描述這種影響。維護系數定義為在規(guī)定表面上的平均照度與該裝置在相同條件下新裝在同一表面上的平均照度之比,維護系數K是一個小于1的無量綱參數,其取值主要考慮環(huán)境條件。在查表求利用系數U時,要考慮維護系數的影響,見表8-8。環(huán)境污染特征工作房間或場所舉例維護系數K燈具擦洗次數(次/年)清潔住宅臥室.辦公室、餐廳、閱覽室、繪圖室等0.802一般商店營業(yè)廳、候車候船室、影劇院觀眾廳等0.752污染嚴重廚房0.603室外開敞空間雨蓬、站臺0.6525.利用系數法照明空間工作面的平均照度E,考慮維護系數K后,由式(8-5)可知,(8-8)或(8-9)
式中,Eav——工作面平均照度,lx;N——照明器具數量,具;A——工作面面積,m2;
K——維護系數;
U——利用系數;
Φ——光源燈具的光通量,lm。利用系數法計算的步驟:①確定工作面平均照度(標準)(lx):按照【照明標準13】預選定;②計算室空比RCR或RI;③取燈具維護系數:根據相應的建筑類型選取符合標準的維護系數值;④確定利用系數:根據【照明手冊】中不同燈具的利用系數表,在不同房間條件查取利用系數。影響因素有:頂棚反射比、墻面反射比、地面反射比、室形系數等值;⑤根據公式(8-9)計算燈具安裝數量(即設計計算);⑥由設計燈具數量,根據式(8-8),校核照度及功率密度LPD是否滿足要求(即校核計算)??紤]到照明設計時布燈的需要和光源功率及光通量的變化不是連續(xù)的,根據我國國情,規(guī)定了設計照度值與照度標值比較,裝10個燈具以上的照明場所可以有±10%的偏差;當小于或等于10個燈具時,允許適當超過此偏差。圖8-3高校教室照明平面圖頂棚反射比(%)705030墻反射比(%)7050301070503010503010地面反射比(%)101010RCR/RI8.33/0.60.380.280.220.180.350.270.210.170.250.200.176.25/0.80.470.370.300.260.450.360.300.250.310.270.235.0/1.00.500.410.350.300.460.380.330.290.360.310.284/1.250.540.460.40.360.50.430.380.340.440.400.361.66/3.00.660.600.600.540.540.520.510.490.480.470.431.25/4.00.70.660.620.590.620.590.560.610.580.560.531/5.00.720.680.650.620.670.640.620.590.600.580.56表8-9
IEC42848型燈具利用系數表(U)L/h=1.256.照明計算的單位容量法利用系數法做照明設計,需要考慮室形指數、反射比等因素對利用系數進行修正,計算過程相對復雜。在實際應用中,以利用系數法為基礎進行相應簡化,得到更簡便的簡化計算方法,稱為照明單位容量法。可作為方案設計階段與初步設計階段估算照明負荷的依據,施工圖設計階段仍是利用系數法。單位容量法又稱比功率法,其計算出發(fā)點是根據照明空間的光源種類、燈具形式、照度標準的經驗數據和實際使用效果,按一定的室形指數、反射比、維護系數等條件,預先將各種光源和燈具在不同照度標準下的單位被照面積所需的電功率制成表格,照明計算時根據對應情況查表直接求得單位面積電功率。單位容量法計算過程簡單,比較適用于估算照明負荷的電功率。(8-10)式中:P——照明空間所需的電功率,W;C——校正系數,在不滿足單位容量計算條件時采用,可修正選取;A——照明空間平面面積,m2;E——照明空間的照度標準值,Lx;
——照度為1lx時的照明單位容量,如表8-10所示。在實際條件不滿足單位容量計算表的編制條件時需要進行校正,主要考慮反射比、燈具效率、光源功率三個因素,對應有三個校正系數式(8-10)的校正系數為如表8-11、8-13所示,當燈具效率當
。更多修正內容可以查閱《照明設計手冊》。室形指數RCR/RI直接形燈具半直接形全漫射型半間接形間接形備注L/h≤<0.9L/h≤<1.3編制條件:1.熒光燈的光效為60lm/w(220V,40W)。2.燈具效率不小于70%,裝有遮光格柵時不小于55%3.維護系數為0.734.照明空間反射比:頂棚70%墻面50%;地面20%在與上述條件不符時,要進行校正,高壓氣體放電光源的單位容量可參照此表選擇。6.25/0.80.07290.08330.07290.07070.10550.11735/10.06480.05690.06140.05980.08940.10123.33/1.50.05190.04580.05070.04760.07320.08082.5/2.00.04670.04090.04490.04170.06680.07322/2.50.04400.03830.04170.03830.06030.06461.66/3.00.04240.03650.03950.03650.05600.06241.25/4.00.03950.03430.03700.03380.05060.05601/5.00.03890.03290.03540.03240.04850.0528表8-1040W熒光燈單位容量p0計算表(W/m2·Ix)反射比頂棚ρc0.70.60.4墻面ρw0.40.40.3地板ρf0.20.20.2C111.081.27表8-11房間內各部分反射比不同時的修正系數C1光源類型及額定功率(W)緊湊型熒光燈(220V)緊湊型節(jié)能熒光燈(220V)101318261824364055C21.0710.9290.9640.9290.90.80.7450.6860.688額定光通量(lm)5608401120168012001800290035004800光源類型及額定功率(W)T5熒光燈(220V)T8熒光燈(220V)142128358418303658C20.7640.720.700.6770.7620.8730.7930.7170.762額定光通量(lm)110017502400310042501260230032005000表8-12光源不是40W熒光燈時的調整系數C2熒光燈的數量N為:N=966/40=24只;根據辦公室平面尺寸和熒光燈性質,采用雙管熒光燈,分3行4列均勻布置,總共12具雙管日光燈,見圖;L1=2.63m,L2=2.36m,L==2.5m距高比L/h=1.13,滿足均勻度要求。節(jié)能校核:該辦公室的功率密度值LPD=,所選燈具不夠節(jié)能,此方案不合理、不能用,需要重新選用光效高的光源。另選LED單燈管T8-26W一體化高效節(jié)能燈,其光效遠高于普通40w的熒光燈,此時功率密度值LPD為:,可滿足強制性標準的要求。此例也說明照明計算只是一種近似計算,需要以計算為依據,綜合考慮各方面因素,選擇合理的、滿足照明節(jié)能強制性條文要求的設計方案。選擇高效節(jié)能型光源是降低能耗的有效方式。8.4.1照明設計的目的電氣照明設計主要是根據建筑專業(yè)提供的建筑平面、立面和剖面圖及總平面圖,結合建設方及用戶使用要求,按照有關設計規(guī)范滿足進行合理設計,滿足實用、經濟、安全,美觀原則。根據視覺要求、作業(yè)性質和環(huán)境條件,使工作區(qū)或空間獲得良好的視覺功效、合理的照度和顯色性,處理好人工照明與天然照明之間的關系,采用節(jié)能優(yōu)質高效燈具及節(jié)能控制技術,合理采用智能照明控制系統(tǒng)等,設計創(chuàng)造適宜的亮度分布以及舒適的視覺環(huán)境。8.4.2照明設計的內容電氣照明設計一般由照明供電設計和燈具設計兩部分組成。電氣照明供電設計包括確定電源負荷等級及和供電方式,選擇照明配電網絡形式,選擇電氣設備、導線和敷設方式,確定照明配電及控制箱。照明燈具設計包括選擇照明方式、選擇電光源、確定照度標準、選擇照明器并進行布置、進行照度計算,確定電光源的安裝功率。最終以照明施工圖的形式來表達。(1)在制訂設計計劃之前,要認真調查照明場所的面積,頂相高度、周圍裝修狀況、所在場所的作業(yè)性質、配線和器具安裝以及維修的難易程度等。(2)根據國家照明標準決定建筑各功能房間、公共房間等所需的照度及功率密度。(3)照明方式包括:一般照明,一般照明與局部照明并用,局部照明或直接照明,半直接照明、全面擴散照明、半間接照明、間接照明以及多種形式并用的照明方式等。設計時,可從中選擇最佳的照明方式。(4)照明燈具的選擇適宜的節(jié)能優(yōu)質高效燈具。(5)根據條件進行照度計算,決定光源位置,燈具數量和排列方法。8.4.3照明設計程序及要點(1)根據建筑使用性質及策劃定位,了解建設單位的使用要求,如投資水平,豪華程度,工種分布情況、視覺要求、對顏色分辨要求、照明標準、規(guī)模大小、對災害時疏散人員要求等,并以此明確設計方向。(2)收集有關技術資料和技術標準。了解建筑及土建等的專業(yè)情況,如建筑平面圖、立面圖及建筑周圍環(huán)境狀況(需要建筑夜景照明時)、電源進線的方位、結構情況,空間環(huán)境,潮濕情況、燈具樣本,設備及有無易燃易爆物品、建筑內裝飾情況等。(3)確定照度標準。(4)根據建設單位和工程的要求,選擇各種電光源設備、設計照明方式,確定燈具種類安裝方式、燈具部位并確定其安裝方法。(5)進行照度計算、眩光計算、校核節(jié)能指標,確定燈具的功率,調整平面布局。計算照明設備總容量,以便選擇電度表及各種控制設備和保護設備。(6)復雜的大型工程需要進行方案比較,評價技術和經濟情況,最終確定最佳方案。(7)確定供電電壓,進行配電線路設計,進行功率統(tǒng)計和負荷計算,分配三相負載,使其盡量平衡。計算干線的截面、型號及敷設部位,選擇變壓器、配電箱、配電柜及各種高低壓電器的規(guī)格容量。(8)繪制照明平面圖和配電及控制系統(tǒng)圖,標注型號規(guī)格及尺寸。(9)繪制設備材料總表,提供資料給造價專業(yè)編制工程概算或預算。(10)與建筑及土建等專業(yè)協(xié)調溝通并相互提交資料。(11)編寫設計說明書,主要內容包括進線方式、主要設備、材料的規(guī)格型號及做法等。(12)設計時需要注意事項:各種類型建筑物不同功能房間均有不同的照度標準和功率密度及其它指標要求參見【照明標準13】。(13)建筑物照明通常分為工作房間照明(普通負荷),公共走道樓梯間等公共照明(保障負荷),消防應急疏散及備用照明(消防負荷);其照明指標不同、各成系統(tǒng)、配電系統(tǒng)線路、性質做法完全不同。(14)對于詳細功能不確定,將來存在二次分隔裝修設計時,工作房間照明(普通負荷)設計到配電箱即可(并注明二次裝修確定配電箱),避免重復建設浪費,但各項照明指標必須注明:如照度E、照明功率密度LPD等;應急照明及疏散指示系統(tǒng)則必須設計到位,便于審圖及施工驗收。8.4.4照明供電與節(jié)能智能控制1.照明供電與智能控制的主要設計依據(1)【民電標19】第10章:1)10.2照明方式與種類;2)10.5照明光源與燈具;3)10.6照明供電與控制;4)10.7景觀照明(室內外光彩照明),一般重要公共建筑都需要設計,詳見工程圖實例附圖8+1及視頻解讀;5)【民電標19】第25.2光伏發(fā)電系統(tǒng)作為建筑電氣設計規(guī)定內容,是建筑電氣綠色設計中重要組成部分,【節(jié)能再生規(guī)21】也有要求,詳見實例附圖8+2光伏發(fā)電(掃碼看圖)。(2)【照明標準13】第7章:1)7.1照明電壓;2)7.2照明配電系統(tǒng);3)7.3照明控制。(3)【電與智能通用22】4.5節(jié)有最新的要求:1)室外照明配電終端回路還應設置剩余電流動作保護電器作為附加防護;2)當正常照明燈具安裝高度在2.5m及以下,且燈具采用交流低壓供電時,應設置剩余電流動作保護電器作為附加防護。(4)【電手冊】第4章4.2照明及控制。2.照明節(jié)能設計照明設計節(jié)能體現以人為本,注重舒適、健康的環(huán)境、包括個性化、智能化、健康化、藝術化。在滿足規(guī)定的照度和照明質量要求的前提下,通過采用高效節(jié)能照明產品,提高質量,優(yōu)化照明設計應盡可能節(jié)能。照明節(jié)能是一項系統(tǒng)工程,主要是提高系統(tǒng)(光源、燈具、啟動設備等)的總效率;綜合考慮照明方式、控制、天然光利用以及加強維護管理等。照明節(jié)能是建筑節(jié)能的一部分,不斷發(fā)展,其內容包括:天然光及新能源利用;選用高光效光源、高效燈具和節(jié)能器材節(jié)能光源;選擇合理的照明方式,將一般照明、重點照明、裝飾照明及混合照明相結合;選用多種控燈方式,如分區(qū)控制、適當增加開關點和各類節(jié)電開關等管理措施;在公共場所與室外照明中,以集中控制、遙控或自動控光裝置,并按不同的工作區(qū)域確定適宜的照度等。有條件時宜利用太陽能作為照明能源。大型公共建筑、大空間建筑、人員密集場所的公共大廳和主要走道的照明宜按使用需求采用適宜的自動(含智能)照明控制系統(tǒng)。3.智能照明控制照明控制的發(fā)展經歷了手動控制、自動控制和智能化控制三個階段。傳統(tǒng)的手動控制一般用翹板開關,讓使用者能根據需要手動開啟照明電器,但不能自動開啟與關閉。利用聲、光、電技術,照明控制進入了自動控制階段。住宅、公寓樓梯間的照明多采用延時開關和聲光控開關控制。采用數字集成電路制作而成的觸摸式延遲燈,采用二線接線方法,可以直接取代普通照明開關、而不必更改室內原有布線。采用紅外移動探測加光控電路,該電路包括紅外發(fā)射電路、紅外接收電路、單穩(wěn)態(tài)定時電路、繼電控制電路和變流降壓整流電路等。當有人走近該電路時,由于人體對紅外光的反射,控制電路啟動,照明燈點亮,為行人照明。自動控制方式的缺點是與人的互動較少,局限于單組燈具的控制,難以完成網絡化的監(jiān)控任務。智能化控制:智能化照明控制系統(tǒng)以計算機和網絡技術為核心,利用微處理器技術將來自傳感器的關于建筑物照明狀況的信息,進行處理后,通過一定的程序指令控制照明電路中的設備,調用不同的程序,執(zhí)行不同的功能、就可以達到不同的照明水平,營造出不同的氛圍和環(huán)境。智能化照明控制系統(tǒng)用于照明系統(tǒng)的最大化能源節(jié)省,滿足建筑規(guī)范或遵守綠色建筑和節(jié)能計劃,通常被稱為智能照明。智能化照明控制系統(tǒng)是全數字、模塊化、分布式的控制系統(tǒng)。各模塊中含有微處理器和存儲器,也可僅含存儲器,系統(tǒng)的每個功能都儲存于某個模塊中。系統(tǒng)網絡連接只需通過總線連接,可以是一般的五類通信電纜,或是通過無線網路方式進行通信。智能照明控制見【19X設備管理】(119-129頁):KNX總線智能照明控制系統(tǒng);C-Bus總線智能照明控制系統(tǒng);RS-485總線智能照明控制系統(tǒng);智能照明控制系統(tǒng);圖DDC智能照明系統(tǒng)。有線系統(tǒng)包括:基于DALI的系統(tǒng),基于DSI的系統(tǒng),基于DMX512的系統(tǒng)(通常簡稱為DMX),基于KNX的系統(tǒng)等。還有一些基于某些標準協(xié)議的無線智能照明控制系統(tǒng)。4.智能照明系統(tǒng)設計實例電氣照明包括各功能房間用電,公共走道照明,其智能照明及控制有重要意義,應急照明由專用消防控制,不在智能照明范疇內。以某高層綜合樓為例,公共走道及樓梯間照明ALzdn.m通常為一級負荷(即保障負荷),作為保障負荷設計為一主一備雙回路末端切換配電箱,建筑物其余室內普通照明配電箱ALn.m。采用KNX總線智能照明控制系統(tǒng)實例見圖8-5,圖8-6、圖8-7(掃二維碼看圖)所示。圖8-6設備圖例、圖8-7智能照明系統(tǒng)圖
(1)KNX總線智能照明控制系統(tǒng)1)該示例系統(tǒng)共劃分為干線、支線,每條支線和干線上配備一個電源模塊(如圖8-7中的開關控模塊配電源模塊)。2)每條支線的元件(開關控模塊、各種驅動器模塊等)不超過64個,設計時應留出一定余量便于將來系統(tǒng)的擴容或調整。3)每條支線通過線路耦合器連接在干線或IP路由器上,支線采用KNX總線電纜四芯屏蔽雙絞線RVSP40.75,具有屏蔽能力。4)IP路由器通過LAN的形式,與中央控制計算機連接,干線采用100M/1000M網絡以太網線纜。5)各個配電箱內分別分散安裝各種驅動器用于驅動燈光電動窗簾等。驅動器采用標準DIN導軌安裝方式,每個驅動器均為標準模數化的模塊。其中,調光模塊內置斷路器保護及過熱保護等功能。6)現場就近便于操作,安裝有各種智能面板或移動感應器(圖8-7中ZKB),接線采用國標86盒。7)分布式總線結構,傳感器和驅動器有獨立CPU,相互之間是對等關系.8)擴展方便,無需改動系統(tǒng)內原有元件和接線,可完成對系統(tǒng)功能或控制回路的增加。系統(tǒng)的控制回路為總線制,結構簡單,線纜敷設便捷。9)系統(tǒng)采用分層結構,分成支線和區(qū)域,提高干線通信的效率。10)KNX系統(tǒng)采用的是開放式通信協(xié)議,采用符合通信協(xié)議的接口網關可以將KNX系統(tǒng)自由地與其它系統(tǒng)相連,實現數據的雙向交換。(2)智能照明系統(tǒng)控制方式1)采用智能燈光控制系統(tǒng)對公共通道、電梯廳、車道、景觀等的照明進行現場控制和集中控制,針對不同區(qū)域進行開閉、調光控制。并預留室外綠化,建筑物立面照明的控制接口。2)燈光控制系統(tǒng)的控制方式:①自動方式 紅外傳感器控制:探測人體的移動來自動的打開或關閉燈光。當有人通過時燈光會自動打開,人員離開后自動關閉;照度傳感器控制:探測外部光線亮度值來自動的打開或關閉燈光。如把照度傳感器設定一個值,當外界光線的亮度低于這個值時,燈光會依次自動打開;反之,燈光會依次自動關閉;定時控制:通過時鐘控制器設定時間或特殊日期對燈光進行控制。②手動方式 安裝在各樓層的智能控制面板也能對各種燈光進行控制,并且能選擇不同場景模式。如:晚上臨時加班,可以通過面板開啟相應燈光場景。③可視化軟件控制 在控制室里的PC機上安裝系統(tǒng)的實時監(jiān)控軟件,通過專用接口可以在軟件上實時顯示燈光的當前狀態(tài),也可在PC機上對整個系統(tǒng)的燈光進行各種控制。3)燈光控制系統(tǒng)的控制方案:①電梯廳:采用紅外傳感器自動控制,達到人來燈亮,人走燈滅。能到達很好的節(jié)能效果。延時范圍為0-12分鐘,可在范圍內按要求調制延時,當燈亮時再次觸動紅外感應器則自動跳轉至下一延時周期,能有效避免高峰期燈具頻繁開關造成的燈具損害。②公用衛(wèi)生間:采用中央集中控制,并結合營業(yè)時間進行定時自動控制,如:營業(yè)前、營業(yè)后強行關閉照明;營業(yè)期間可根據自然光情況對白天、夜間分別開啟相應照明。③樓梯間、內部過道:采用集中營業(yè)期間開啟普通照明,應急照明自動關閉且與消防聯(lián)動,一旦接收消防信號立即強啟;也可加入紅外傳感器自動控制,實現“人來燈亮,人走延時燈滅”。集中控制,并結合營業(yè)時間進行定時自動控制,如:營業(yè)前、營業(yè)后強行關閉普通照明,開啟應急照明。④商業(yè)區(qū):采用中央集中控制、現場面板控制的結合控制方式,設定各種場景,并針對相應區(qū)域進行調光,如:可預設營業(yè)前、營業(yè)后、低峰、高峰、清掃、盤點、促銷、歡慶、假日等各種場景,不同場景針對不同區(qū)域進行相應開閉及調光;如有特殊情況可使用現場智能面板進行控制,如某區(qū)域(餐廳)有特殊燈光要求的(調光、小區(qū)域場景)。⑤景觀、廣告燈、泛光等室外照明:采用中央集中控制,結合時鐘控制器、照度傳感器,通過預設場景自動進行,如:通過預設的歡慶、假日、正常、夜間、凌晨、深夜、傍晚等場景達到相應時間段烘托大樓的照明效果;通過照度傳感器自動控制,根據自然光可自動調節(jié)關閉開啟相應景觀、泛光照明。⑥地下車庫:采用中央集中自動控制,如:在車流量大的時段和車流量小的時段分別定時控制不同數量的燈光;與消防系統(tǒng)聯(lián)動,出現消防報警時,關閉正常照明,啟動緊急照明控制,顯示逃生路線。8.5.1設置場所及要求1.消防應急照明設置場所及要求
根據【防火通用22】第10.3節(jié)規(guī)定:(1)除建筑高度小于27m的住宅建筑外,民用建筑、廠房和丙類倉庫的下列部位應設置疏散照明:1)封閉樓梯間、防煙樓梯間及其前室、消防電梯間的前室或合用前室、避難走道、避難層(間);2)觀眾廳、展覽廳、多功能廳和建筑面積大于200m2的營業(yè)廳、餐廳、演播室等人員密集的場所;3)建筑面積大于100m2的地下或半地下公共活動場所;4)公共建筑內的疏散走道;5)人員密集的廠房內的生產場所及疏散走道。(2)建筑內疏散照明的地面最低水平照度應符合下列規(guī)定:1)對于疏散走道,不應低于1.0lx;2)對于人員密集場所、避難層(間),不應低于3.0lx;對于老年人照料設施、病房樓或手術部的避難間,不應低于10.0lx;3)對于樓梯間、前室或合用前室、避難走道,不應低于5.0lx;對于人員密集場所、老年人照料設施、病房樓或手術部內的樓梯間、前室或合用前室、避難走道,不應低于10.0lx。疏散照明燈具應設置在出口的頂部、墻面的上部或頂棚上;備用照明燈具應設置在墻面的上部或頂棚上。(3)疏散照明、備用照明供電要求:應急照明和燈光疏散指示標志的備用電源的連續(xù)供電時間應符合下列規(guī)定:1)建筑高度大于100m的民用建筑,不應小于1.5h;2)醫(yī)療建筑、老年人照料設施建筑、總建筑面積大于100000m2的公共建筑和總建筑面積大于20000m2的地下、半地下建筑,不應少于1.0h;3)其它建筑,不應少于0.5h。2.備用照明的設置場所及要求根據【民電標19】10.4、【應急標準18】要求,下列場所應設置備用照明:(1)消防控制室、消防水泵房、自備發(fā)電機房、配電室、防排煙機房以及發(fā)生火災時仍需正常工作的消防設備房,其作業(yè)面的最低照度不應低于正常照明的照度。(2)應同時設置備用照明、疏散照明和疏散指示標志,避難間(層)、防排煙機房需要設置備用照明。(3)系統(tǒng)備用照明的設計應符合下列規(guī)定:1)備用照明要充分利用正常照明的一部分以至全部作為備用照明,盡量減少另外裝設過多的燈具。消防設備間照明燈具可采用正常照明燈具,在火災時應保持正常的照度;2)備用照明燈具應由正常照明電源和消防備用電源末端切換供電。8.5.2傳統(tǒng)應急照明及疏散建筑內公共走道及樓梯間應急照明配電樹干見本教材圖4-14,以住宅部分的應急照明配電箱ALEn.m為例,其為一級消防負荷,由發(fā)電機提供備用電源,通過高層住宅消防雙回路樹干T接線分線,雙回路末端切換到配電箱ALEn.m,再經其中的集中應急電池EPS配電后出線回路WEn供應急照明。因住宅走道、電梯前室及樓梯間照明分普通照明及應急照明,均為本建筑的最高等級負荷,一級負荷,但是性質不一樣:公共照明為保障負荷,應急照明為消防負荷。按理應分開設置,但因住宅類建筑,公共走道和前室的面積小,公共照明和應急照明及疏散燈具數量少,故通??梢院隙橐唬灿孟到y(tǒng)按照消防負荷要求設置,提高了可靠性、也節(jié)約成本。住宅建筑公共照明,采用延時自動熄滅或自動降低照度等節(jié)能措施,當應急疏散照明采用節(jié)能自熄開關時,應采取消防時強制點亮的措施。設計及分析見圖8-8、圖8-9(掃碼看圖)所示。圖8-8應急照明配電箱系統(tǒng)圖
8-9應急燈具平面及接線圖
8.5.3現行應急疏散照明【應急標準18】、【19D應急照明設計】自2019.3.1起實施。新建或改建建筑應按照現行規(guī)范要求執(zhí)行。高層住宅公共走道、前室及樓梯間應急照明及疏散指示如圖8-10、圖8-11、圖8-12。圖8-11應急照明配電箱ALEn.m(雙回路末端切換)的單相回路YJ1(圖中【1】)經過集中蓄電池電源(圖中【3】),將220V交流變成直流24V或36V安全電源,接出線回路WEn供電。A型集中電源(【3】)為單相直流集中電源,通常不超過1kVA;ALEn.m的其余出線YJ2、YJ3(圖8-11中【2】)可接其余直流集中電源或者接備用照明回路(220V)。WEn回路(【4】)既是直流電源又是通信總線,方便檢測、控制每個應急燈具。ALEn.m不再直接受控于火災報警聯(lián)動系統(tǒng)和智能照明系統(tǒng);通過市電(【6】,公共正常照明箱引來)是否停電觸發(fā)啟動電池。A型集中電源通過通信總線(圖8-11中【5】)與應急照明控制器(圖8-12【7】)相連通信,受控于消防控制室的火災報警聯(lián)動系統(tǒng)(圖8-12【8】)。圖8-10公共照明及應急應急照明平面圖
圖8-11應急照明通信控制系統(tǒng)圖
圖8-12應急照明配電及電池系統(tǒng)圖按照現行規(guī)范要求,走道、前室、樓梯間的公共照明必須和應急照明分開設置,除住宅外應急照明回路一般不宜穿越樓層和防火分區(qū)。應急照明由專用WEn回路供電,一回路可供幾層樓應急照明,樓梯間應急照明一般由專用回路豎向貫通配電,樓梯間每層都應設置樓層顯示應急燈。如圖8-10走道照明來自ALzdn.m(保障負荷)回路,一般每層一回路WGn,供電,公共照明采用紅外感應燈開關控制,火災時通過火災報警聯(lián)動強切配電箱斷路器斷電。8.5.4疏散指示標志燈的設置疏散照明按其功能可以分為兩類:一是指示出口方向及位置的疏散指示標志燈;二是為疏散通道提供照明的應急疏散照明燈。其中,疏散指示燈又可以分為疏散標志燈(燈罩上有疏散指示標志的應急照明燈具)、出口標志燈(燈罩上有圖形或/和文字標示安全出口位置的疏散標志燈)、方向標志燈(燈罩上有用箭頭或圖形文字指示疏散方向的疏散標志)等。公共建筑、建筑高度大于54m的住宅建筑、高層廠房(庫房)和甲、乙、丙類單、多層廠房,應設置燈光疏散指示標志,做法見【民電標19】13.6節(jié),并應符合下列規(guī)定:(1)在建筑物內,疏散走道上或公共廳堂內的任何位置的人員,都能看到疏散標志或疏散指示標志,一直到達出口。(2)疏散指向標志燈宜設置在疏散走道及其轉角處距地面高度1.0m以下的墻面上、柱上或地面上。疏散指示標志的間距不應大于20m;對于袋形走道,不應大于10m;在走道轉角區(qū),不應大于1.0m。(3)當廳室面積太大,疏散指示標志燈必須在頂棚安裝時,不應采用嵌入式安裝方式,應明裝,且底邊距地宜為2.0m~2.5m懸掛安裝。安全出口標志燈,應安裝在安全出口和人員密集的場所的疏散門的內側上方,底邊距地不宜低于2.0m。(4)下列建筑或場所應在疏散走道和主要疏散路徑的地面上增設能保持視覺連續(xù)的燈光疏散指示標志或蓄光疏散指示標志:1)總建筑面積大于8000m2的展覽建筑;2)總建筑面積大于5000m2的地上商店;2)總建筑面積大于500m2的地下或半地下商店;3)歌舞娛樂放映游藝場所;4)座位數超過1500個的電影院、劇場,座位數超過3000個的體育館、會堂或禮堂;5)車站、碼頭建筑和民用機場航站樓中建筑面積大于3000m2的候車、候船廳和航站樓的公共區(qū)。(5)交叉通道及轉角處宜在正對疏散走道的中心的垂直視覺范圍內安
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