建筑电气照明动力设计论文

第三章照明设计

3.1 概述

照明设计是建筑电气设计最基本的设计内容之一。照明设计质量的好与坏，直接关系到人们的工作、学习和生活。照明设计的目的是根据具体场合的要求，正确地选择光源和灯具，确定合理的照明形式和布灯方案，在节约能源和建筑资金的条件下，来获得一个良好的学习工作环境。照明设计可以烘托建筑造型，可以美化环境，发挥建筑的功能，体现建筑艺术美学，是建筑中不可缺少的一部分。

3.2 照明设计原则及计算方法

3.2.1 照明设计原则

1、照明方式的选择原则

（1）、当不适合装设局部照明或采用混合照明不合理时，宜采用一般照明。

（2）、当某一工作区需要高于一般照明照度时，可采用分区一般照明。

（3）、对于照度要求较高，工作为值密度不大，且单独装设一般照明不合理使宜采用混合照明。

（4）、在设置局部照明的场所，仍要有一般照明，否则会影响视觉功能。

在本设计只对该商住楼进行一般照明设计，满足其他要求的照明方式将在装饰过程中完成。

2、照明种类的选择原则

（1）、工作场所均应设置正常照明。正常照明是电气照明设计中的主要内容。

（2）、在正常照明因故障熄灭后，对需要确保正常工作或活动继续进行的场所，当装备用照明。

（3）、在正常照明因故障熄灭后，对需要确保处于危险之中的人员安全的场所，应装设安全照明。

（4）、在正常照明因故障熄灭后，在事故情况下为确保人员安全撤离的出口和通道，应装设疏散照明。

3、光源的选择原则

（1）、满足使用场所对显色指数要求，并考虑色表。

（2）、考虑节能，力求选择高效光源。

（3）、考虑限制眩光，开关频率程度等因素。

4、灯具的选择原则

（1）、与光源配套

（2）、按悬挂高度和房间的室空比选择适应的光分布灯具。

（3）、按环境条件选择相应防护等级的灯具。

（4）、按建筑装饰要求选择相应的灯具造型与之相协调。

（5）、根据限制直接眩光和光幕反射等要求，选择灯具的避光角和表面亮度。

3.2.2 平均照度的计算

平均照度的计算通常应用利用系数法，该方法考虑了由光源直接投射到工作面上的光通量和经过室内表面相互反射后再投射到工作面上的光通量。利用系数法适用于灯具均匀布置、墙和天棚反射系数较高、空间无大型设备遮挡的室内一般照明，但也适用于灯具均匀布置的室外照明，该方法计算比较准确。

利用系数法：

（1）、应用利用系数法计算平均照度的基本公式

A UK

N E av φ= （3-1）

式中 av E ——工作面上的平均照度，lx ；

φ——光源的光通量，lm ； N ——光源数量；

U ——利用系数；

A ——工作面面积； K ——灯具的维护系数。 （2）、利用系数U

利用系数是投射到工作面上的光通量与自然光源发射出的光通量之比，可由式（3-2）计算

φ

φ1

=

U （3-2） 式中 φ——光源的光通量，lm ；

1φ——自然光源发射，最后投射到工作面上的光通量，lm 。 （3）、室内空间的表示方式 室内空间的划分如图3-1所示。 室空间比

()

b

l b l h RCR r ?+?=

5 （3-3）

顶棚空间比

()RCR h h b l b l h CCR r

c

c =?+?=

5 （3-4）

地板空间比

()RCR h h b

l b l h FCR r

f f =

?+?=

5 （3-5）

以上式中：

l ——室长，m ； b ——室宽，m ；

c h ——顶棚空间高，m ；

r h ——室空间高，m ； f h ——地板空间高，m 。

当房间不是正四边形时，因为，墙面积=()b l h r +2 地面积lb =

则式（3-3）可改写为

地面积

墙面积

5.2=

RCR （3-6）

（4）、有效空间反射比和墙面平均反射比

为使计算简化，将顶棚空间视为位于灯具平面上，且具有有效反射比cc ρ的假想平面。同样，将地板空间视为位于工作平面上，且具有有效反射比fc ρ的假想平面，光在假想平面上的反射效果同实际效果一样，有效空间反射比由式（3-7）计算

A A A A s s eff ρρρρ+-=

（3-7）

∑∑===

N

i i

N

i i

i A

A

1

1ρρ （3-8）

上二式中 eff ρ——有效空间反射比；

0A ——空间开口平面面积，2m ； s A ——空间表面面积，2m ；

图3-1 室内空间的划分

ρ——空间表面平均反射比；

i ρ——第i 个表面反射比；

i A ——第i 个表面面积，2m ；

N ——表面个数。

若已知空间表面（地板、顶棚或墙面）反射比（i ρ、c ρ或w ρ）及空间比，及可从事先算好的表上求出空间有效反射比。

为简化计算，把墙面看成一个均匀的漫射表面，将窗子或墙上的装设品等综合考虑，求出墙面平均反射比来体现整个墙面的反射条件。墙面平均反射比由式（3-9）计算

()w

g

g g w w wav A A A A ρρρ+-=

（3-9）

式中 w A 、w ρ——墙的总面积（包括窗面积），2m 和墙面反射比；

g A 、g ρ——玻璃窗或装饰物的面积，2m 和玻璃窗式装饰物的反射比。

根据式（3-1），灯数可按式（3-10）计算 UK

A

E N AV φ= （3-10） 式中各符号意义同式（3-1）。

3.3 照明设计

3.3.1 光源类型的选择

光效应的典型数据

白炽灯（GLS 灯） 10-15W lm / 低压卤素灯 15-30W lm / 高压汞灯 40-55W lm / 紧凑型荧光灯 45-77W lm / 金卤灯 60-100W lm / 荧光灯 60-100W lm / 高压钠灯 100-140W lm /

本设计进行的是一般照明设计，根据以上数据，综合经济效益、节能、技术难度等因素，本设计中所用光源均采用荧光灯。

3.3.2 照明设计举例

1、停车场照明设计

（1）、地下停车场照明的照度标准如表3-1

表3-1 地下停车场照明的照度标准值 （地下建筑照明设计标准 CECS45—92）

本设计车道取50lx ，停车位取30lx 。

（2）、灯具、光源选择：MQ 型筒灯光灯具，13W 紧凑型荧光灯，光通量

φ=900lm ，吸顶安装。

（3）、照度计算 相关数据：

停车位：室长l =64.8m ，室宽b =12.6m ，顶棚空间高c h =0m ，顶棚反射比

c ρ=0.7，室空间高r h =3m ，墙反射比r ρ=0.5，地面高f h =0m ，地面反射比f ρ=0.2。

车 道：室长l =10.8m ，室宽b =5.7m ，其他数据与停车位相同。 计算空间比：

停车位：由式（3-3）、（3-4）、（3-5），计算得

()4.16

.128.646.128.6435≈?+??=RCR

0=FCR ，0=CCR 。

停车道：()47

.58.107.58.1035≈?+??=RCR

0=FCR ，0=CCR 有效反射比：（无窗） 7.0==c cc ρρ 2.0==f fc ρρ w ρ=0.5

查表1-2得 维护系数 K=0.7

由《照明设计手册》P.100，MQ 型筒灯光参数得 停车位：1=RCR 67.0=U 2=RCR 60.0=U

由以上数据内插得，4.1=RCR 642.0=U 车 道：4=RCR 47.0=U 灯数计算： 停车位：56.607

.0642.09006

.128.6430=????==

UK A E N AV φ 灯数取整，同时结合灯具布置的均匀对称性，取N=63。 车道： 4.107

.047.09007

.58.1050=????==

UK A E N AV φ 同上，结合实际取N=12。 照度计算 ：

停车位平均照度：A

UK N E av φ=

=2.316.128.647

.0642.090063=????lx

车道平均照度：7.577

.58.107

.047.090012=????==A UK N E av φlx

均符合设计要求。

表3-2 维护系数（地下建筑照明设计标准CECS45—92）

注：①对特别清洁的房间如手术室可取0.8.；

②本表适用于荧光灯、高强度气体放电灯，当采用卤钨灯、白炽灯时，维护系数可提高0.05。

2、地下室走道、楼梯间、水泵房照明设计

（1）、照度选择：根据《地下建筑照明设计标准》CECS45—92（通用房间照明的照度标准值）走道，楼梯间照度参考面为地平面，照度取50（lx ）；（设备房间照明的照度标准值）水泵房照度参考面为地平面，照度取30（lx ）。

（2）、灯具、光源选择：

走道、水泵房：灯具型号GF-1，光源18W 荧光灯，光通量1200lm ，吸顶安装。

楼梯间：灯具型号GF-1，光源24W 荧光灯，光通量1800lm ，吸顶安装。

（3）、照度计算 相关数据：

走道：墙面积310.8㎡，地面积300.68㎡，顶棚空间高c h =0m ，顶棚反射比c ρ=0.7，室空间高r h =3m ，墙反射比r ρ=0.5，地面高f h =0m ，地面反射比

f ρ=0.2。

楼梯间：地面积21.6㎡，墙面积61.2㎡。其他数据与走道相同。 水泵房：室长l =9m ，室宽b =4.5m 。其他数据与走道相同。 计算空间比： 由式（3-3）、（3-4）、（3-5）、（3-6），计算得得：

走道：6.268

.3008

.3105.2=?=RCR

楼梯间：1.76.212

.615.2=?=RCR

水泵房：()55

.495.4935=?+??=RCR

CCR=0，FCR=0。 有效反射比：（无窗） 7.0==c cc ρρ 2.0==f fc ρρ w ρ=0.5

查表1-2得 维护系数 K=0.7

由《照明设计手册》P.74，单管蝠翼式配光荧光灯光度参数得 走道： 2=RCR 77.0=U 3=RCR 69.0=U

由以上数据内插得，6.2=RCR 722.0=U 楼梯间：7=RCR 45.0=U 8=RCR 40.0=U

由以上数据内插得， 1.7=RCR 445.0=U 水泵房：5=RCR 56.0=U 灯数计算： 走道：8.247

.0722.0120068

.30050=???==UK A E N AV φ 取N=25。 楼梯间：88.17

.0445.018006

.2150=???==UK A E N AV φ 取N=2。

水泵房：58.27

.056.012005

.4930=????==UK A E N AV φ 取N=3。 照度计算：

走道平均照度：4.5068

.3007

.0722.0120025≈???==

A UK N E av φlx 楼梯间平均照度：9.516

.217

.0445.018002=???==A UK N E av φlx

水泵房平均照度：8.345

.497

.056.012003=????==A UK N E av φlx

均符合照度要求。

注：因各楼梯间土木结构、各参数相同，本设计中楼梯间照明全用次设计方案。

3、地下商场照明设计

（1）、照度选择：根据《地下建筑照明设计标准》CECS45—92，（地下商场照明的照度标准值）商场照度参考面为地平面0.75m ，照度取150（lx ）。

（2）、灯具、光源选择：灯具型号GF-1，光源30W 荧光灯，光通量1900lm ，吸顶安装。

（3）照度计算：

相关数据：墙面积586.8㎡，地面积1330.56㎡，顶棚空间高c h =0m ，顶棚反射比c ρ=0.7，室空间高r h =3m ，墙反射比r ρ=0.5，地面高f h =0m ，地面反

射比f ρ=0.2。

计算空间比： 由式（1-24），计算得

1.156

.13308

.5865.2≈?=RCR

0=FCR ，0=CCR 。 有效反射比：（无窗） 7.0==c cc ρρ

2.0==f fc ρρ

w ρ=0.5

查表1-2得 维护系数 K=0.7

由《照明设计手册》P.74，单管蝠翼式配光荧光灯光度参数得

1=RCR 86.0=U 2=RCR 77.0=U

由以上数据内插得，2.1=RCR 851.0=U

灯数计算：3.1767

.0851.0190056

.13301500=???==

UK A E N AV φ 考虑综合布局，取N=183。 照度计算：

7.15556

.13307.0851.01900183=???==A UK N E av φ

符合照度要求。 4、办公室照明设计

（1）、照度选择：办公室照度见表（3-3）

表3-3 通用房间照明的照度标准值（部分）

（民用建筑电气设计规范 JGJ/T16—92 1993）

类 别 参 考 平 面

照明标准值（lx ）

低 中 高

办 公 室 距地0.75m 水平面 100 150 200 前 厅 、门 厅 地 平 面 50 75 100 值 班 室 地 平 面 50 75 100

本设计取150lx

（2）、灯具、光源选择：灯具型号YJK-2/40-2，光源2×40W 荧光灯，光通量2×2200 lm ，吸顶安装。

（3）照度计算：

相关数据：办公室长7.5m ，宽7.2m ，顶棚空间高c h =0m ，顶棚反射比

c ρ=0.7，室空间高r h =3.05m ，墙反射比r ρ=0.5，地面高f h =0.75m ，地面反射

比f ρ=0.2，玻璃反射比g ρ=0.7，玻璃窗面积g A =5.6㎡。

计算空间比：

由式（1-24），计算得

2.45

.72.7)

5.72.7(05.35≈?+??=RCR

12.405.375.0≈?=FCR ，0=CCR 。

有效反射比：（有窗） 7.0==c cc ρρ 2.0==f fc ρρ ()()51.067

.896

.57.06.567.895.0≈?+-?=

+-=

w

g

g g w w wav A A A A ρρρ

取w ρ=0.5。

查表1-2得 维护系数 K=0.7

由《照明设计手册》P.96，简易型控照荧光灯光度参数得

4=RCR 49.0=U

5=RCR 44.0.0=U

由以上数据内插得，2.4=RCR 48.0=U 灯数计算：95.107

.048.022005

.72.7150=????==

UK A E N AV φ 考虑综合布局，取N=12，六组。 照度计算：

1645

.72.77.048.0220012=????==A UK N E av φ

符合照度要求。

其他各处照明设计如下表（3-4）：

表3-4 照明设计表

照明区域 灯具型号 光源 光源数 安装方式 照度（lx ） 一层商场 GF-1 30W 荧光灯 373 吸顶安装 168.5 一层办公室2 240/2--YJK 40W 荧光灯 6 吸顶安装 153.6 一层办公室3 240/2--YJK 40W 荧光灯 12 吸顶安装 182.3 二层商场 GF-1 30W 荧光灯 384 吸顶安装 153.8 CKL-B 型声光控感应灯座，光源为60W 荧光灯，吸顶安装。

3.3.3 应急照明设计

1、应急照明供电方式的确定

应急照明供电方式的选择，应考虑应急照明的种类、转换时间、持续工作时间、各种电源的特点及实际工程的要求等多种因素，做到安全可靠、技术先进、经济合理。

（1）由电网独立电源供电。要求由外部引来两路独立电源供电，确保一路故障时，另一路仍能继续工作。这种电源 具有转换时间易满足要求、持续工作时间长、供电容量不受限制的特点。但是，在目前的城市供电条件下，要得到两路完全独立的高压电源的可能性比较小。在大部分情况下，供电部门不能提供完全独立的两路高压电源，或者虽然能够提供但因为投资过大而被建设方否决。

（2）、由柴油发电机组供电。其特点是供电容量和供电时间基本不受限制，但由于机组投入运行需要较长时间，经常处于后备状态的机组，停电时自启动时间规范要求小于30ｓ，因此只能作为疏散照明和备用照明，而不能用于安全照明及某些对转换时间要求较高的场所的备用照明。这种电源在高层建筑中常常为满足消防用电要求而设置，专门为应急照明设置是不经济的。