小議工業(yè)建筑綠色照明設(shè)計(jì)范文
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1工藝與建筑的要求
工業(yè)建筑照明首先要著眼于功能性要求，即照明必須滿足工藝的要求，在此基礎(chǔ)上結(jié)合建筑形式具體條件進(jìn)行評(píng)價(jià)。在對(duì)工業(yè)建筑照明進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)從以下角度考慮。
1.1工藝的要求及措施
為保證工藝生產(chǎn)的正常進(jìn)行（如原料的分揀、在制品的質(zhì)量檢驗(yàn)、產(chǎn)成品的驗(yàn)收等），往往對(duì)光源的顯色性有所要求，GB50034-2004《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》及其他相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了與工業(yè)企業(yè)照明相關(guān)的顯色性的要求。對(duì)照產(chǎn)品樣本，選擇滿足顯色性要求且符合國家現(xiàn)行有關(guān)能效等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的光源。按照工藝要求，工業(yè)建筑可分為普通工業(yè)建筑、環(huán)境特殊的工業(yè)建筑（如高溫、高濕、酸堿性環(huán)境等）、爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)性工業(yè)建筑。應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)條件的不同進(jìn)行燈具的選擇，如在一般情況下可選擇開啟式燈具；有導(dǎo)電纖維情況下采用IP65燈具；有化學(xué)腐蝕性物質(zhì)釋放的環(huán)境根據(jù)嚴(yán)酷度分級(jí)選擇燈具；在爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境根據(jù)分區(qū)等級(jí)選擇燈具的防護(hù)等級(jí)；當(dāng)需要安裝在普通可燃性材料表面時(shí)，應(yīng)選用適合的燈具。
一般僅靠基本絕緣，且有接地措施時(shí)采用I類燈具；工藝要求使得人體經(jīng)常要接觸到燈具、燈具經(jīng)常要移動(dòng)、燈具容易掉落以及對(duì)安全要求比較高的燈具，可以采用具有雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣措施的II類燈具；防觸電采用SELV的電壓時(shí)則采用III類燈具。在作業(yè)密度不大且要求一般的區(qū)域可以考慮采用混合照明的形式，當(dāng)不同分區(qū)照明要求不同時(shí)可以采用分區(qū)照明。生產(chǎn)場所的照明不但要考慮按車間、工段或工序分組，而且要考慮工作的班制，白班宜充分利用自然光。
1.2建筑的要求及措施
多層工業(yè)建筑層高在4m以下時(shí)可以考慮采用吊裝或嵌入式安裝直管熒光燈。而以機(jī)加、冶金等為代表的行業(yè)多采用單層工業(yè)建筑，此時(shí)照明燈具可采用在屋架頂部吊裝的形式。自然光有最好的顯色性，有利于人員的身心健康，為提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量創(chuàng)造條件。綠色工業(yè)建筑照明應(yīng)該多考慮利用自然光，采用窗或光導(dǎo)管等形式合理采集和利用自然光。白天，從窗戶以及光導(dǎo)管等將自然光引入室內(nèi)和室內(nèi)人工照明合理地協(xié)調(diào)起來，形成良好的照明環(huán)境，不但能節(jié)約照明所消耗的電能，也是實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共處的重要內(nèi)容。
2高效照明的要求
LED燈是由發(fā)光二極管組成的發(fā)光半導(dǎo)體陣列，與其他光源相比，LED燈結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，由于使用低壓驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行供電，使得其容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的調(diào)光控制。按不同的半導(dǎo)體成分可以做成多種顏色的光源，具有一定的防潮和防振性能，小功率的LED燈發(fā)光效率高達(dá)80lm/W。但LED目前價(jià)格相對(duì)較高，使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。一般來說，高壓鈉燈發(fā)光效率高的運(yùn)行區(qū)間內(nèi)顯色性較差，顯色指數(shù)僅為20~30；金鹵燈的發(fā)光效率雖然比高壓鈉燈略低，但其顯色性相對(duì)較好，顯色指數(shù)為60以上，能滿足普通工業(yè)照明的需要，但金鹵燈的工作溫度高且光衰大；熒光燈的顯色性較好，顯色指數(shù)為80以上，T5直管熒光燈平均壽命為15000h以上。目前我國已制定了一系列光源能效等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，在選型時(shí)不宜低于2級(jí)能效值。
燈具是對(duì)一個(gè)或多個(gè)光源發(fā)出的光線進(jìn)行分配、透出或轉(zhuǎn)換的器具，它包括支承、固定和保護(hù)光源所必須的部件（但不包括光源本身），以及連接電源與光源所必須的電路輔助裝置。燈具的光輸出（LOR）比即是指在規(guī)定使用條件下使用其自身的光源和設(shè)備測得的燈具光通量，與在燈具外使用相同的光源、在相同的條件下、使用相同設(shè)備測得的單個(gè)光源光通量之和的比值。在滿足工藝要求的情況下選擇燈具，先要滿足眩光限制和配光要求，再按光源的類型選擇高效率的燈具。如高強(qiáng)度氣體放電燈燈具效率，開敞式的不應(yīng)低于75%，格柵和透光罩的不應(yīng)低于60%；熒光燈燈具效率，開敞式的不應(yīng)低于75%，帶透明保護(hù)罩的不應(yīng)低于65%、帶磨砂、棱鏡保護(hù)罩的不低于55%，帶格柵的不應(yīng)低于60%；道路照明燈具不低于70%；泛光燈不低于65%。此外，燈具采用真空鍍鋁工藝或反射面涂有提高反射系數(shù)的材料能使得燈具的光通量維持率良好。鎮(zhèn)流器是氣體放電燈不可缺少的附件，其本質(zhì)是將工頻交流電源轉(zhuǎn)換成高頻交流電源的變換器，自身功耗比較大且易產(chǎn)生諧波，降低照明系統(tǒng)能效。應(yīng)盡量選用低功耗和功率因數(shù)高的電子鎮(zhèn)流器，要滿足國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照明設(shè)備的諧波電流限值以及2級(jí)能效值以上的要求。
功率因數(shù)、電壓偏差、電壓波動(dòng)和閃變對(duì)照明的影響很大，直接關(guān)系到照明設(shè)備的綠色運(yùn)行與維護(hù)。一般工作場所燈的功率因數(shù)應(yīng)補(bǔ)償?shù)?.9以上，燈具端電壓偏差應(yīng)在±5%額定電壓的范圍內(nèi)，電壓波動(dòng)和閃變應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行配電時(shí)，如工藝允許，選用的銅芯導(dǎo)體截面應(yīng)不小于1.5mm2。照明負(fù)荷應(yīng)三相配平衡，使得單相負(fù)荷在三相負(fù)荷平均值的85%~115%范圍之內(nèi)。
照明控制采用分組控制，應(yīng)充分利用自然采光，按自然采光的效果分區(qū)域控制；應(yīng)充分考慮每個(gè)工段的照明要求，按照不同照明要求靈活控制；形成自然采光與人工照明互補(bǔ)，分工段進(jìn)行照明控制。
3案例
下面以我院承接的某綠色工業(yè)建筑評(píng)價(jià)咨詢項(xiàng)目為例，介紹工業(yè)建筑綠色照明設(shè)計(jì)。
3.1照明參數(shù)的確定
3.1.1照度的確定及區(qū)域的劃分
如圖1所示，廠房由焊接、切割、拋丸和噴漆等工藝設(shè)備組成。依據(jù)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，噴漆與拋丸工藝照度標(biāo)準(zhǔn)值為300lx，其余均為200lx。在與甲方積極溝通后，得知噴漆與拋丸均設(shè)局部照明，且能滿足300lx的要求。故確定一般照明采用照度標(biāo)準(zhǔn)值為200lx?？蓪⒈緩S房大致分為4個(gè)區(qū)域，如圖2所示。
3.1.2顯色指數(shù)的確定
噴漆與拋丸工藝需要的顯色指數(shù)為80，但是房高度超過6m，顯色指數(shù)可低于80［2］（且設(shè)備自帶照明設(shè)備）；焊接和切割工藝需要的顯色指數(shù)為60，故最后確定顯色指數(shù)為60以上。
3.1.3安裝高度的確定
廠房空間高度10m，行車的上表面高度為7.45m，故選擇燈具安裝高度為10m。
3.1.4室形指數(shù)的計(jì)算及燈具類型的選擇根據(jù)4個(gè)區(qū)域的長、寬和高計(jì)算室形指數(shù)RI：1#區(qū)域RI≈2.46，2#區(qū)域RI≈2.65，3#區(qū)域RI≈1.93，4#區(qū)域RI≈2.42，故選擇寬配光燈具。
3.1.5光源類型的選擇LED燈造價(jià)過高；低壓鈉燈雖然發(fā)光效率高，但顯色指數(shù)僅為20~30；金鹵燈顯色指數(shù)為60以上且發(fā)光效率高，可選為本廠房的光源。
3.1.6光源與燈具的確定綜上所述，選擇PHILIPSHPI-P400W-BU的金鹵燈光源和PHOENIXMDK900PR（WH）C燈具配套使用。每套光源功率400W，電子鎮(zhèn)流器等相關(guān)設(shè)備功率取25W。
3.1.7維護(hù)系數(shù)的確定一般的機(jī)械裝配車間燈具維護(hù)系數(shù)取0.7。
3.2照明設(shè)計(jì)
按照明標(biāo)準(zhǔn)分工段設(shè)計(jì)，采用DIAlux軟件輔助設(shè)計(jì)后得到圖3~6。
3.3節(jié)能分析
整個(gè)廠房總照明面積為20145m2，照明安裝功率為105.825kW，計(jì)算出總的照明功率密度為5.25W/m2。在同樣的照度要求下，國家標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)行值是8W/m2，目標(biāo)值是7W/m2，該方案的照明功率密度是國家標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行值的65%，目標(biāo)值的75%。比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)每小時(shí)能節(jié)約近56.98kWh電能。
4結(jié)語
在綠色工業(yè)建筑評(píng)價(jià)中照明設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合本行業(yè)的工藝與建筑的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在充分了解工藝和建筑等要求的情況下，合理布局，選擇合適的照明產(chǎn)品，優(yōu)化照明設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)最大限度地節(jié)約能源。
作者：汪玉李國順李亨單位：機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院有限公司