钢结构照明设计影响因素分析

钢结构照明设计影响因素分析

发布时间：2022-08-05T02:20:49.866Z 来源：《工程管理前沿》2022年3月第6期作者：邵智明

[导读] 以照明设计软件AGI32设计的灯具布置及照度为基础，结合现场实际安装灯具及照度情况，研究钢结构中邵智明

中国电建集团核电工程有限公司山东省济南市 250102

摘要：以照明设计软件AGI32设计的灯具布置及照度为基础，结合现场实际安装灯具及照度情况，研究钢结构中物体对灯具布置及照度的影响，找出实际灯具布置与设备尺寸的规律，从而达到优化照明设计的目的。

关键词：AGI32 灯具钢结构照明照度

1引言

沙特吉赞3850MW燃气联合循环发电项目是世界在建最大燃气发电项目，共有5台机组，每台机组分别有汽轮机、燃机及附属管道设备，其中每台机组的设备及管道分散安装在209×180×29.3m空间的钢结构中，分布在0m层、4.5m层、8.5m层、11.5m层、15.85m层、119.5m 层、125m层、129m层，属于多层钢结构。为满足管道及设备检修照明要求，设计人员使用软件AGI32对照明进行设计，采用中配光150W 高压钠灯，光通量16000LM，每台机组设计灯具数量为621套，按照设计图纸完成灯具安装后，在进行照度验收时，无法达到设计的照度，我们在现场就造成该照明问题的因素进行分析。

2理论依据

2.1 沙特阿美规范

沙特吉赞3850MW燃气联合循环发电项目照明设计参照沙特阿美规范SAES-P-123，其中室外灯具采用高压钠灯，灯具安装高度距离平台相对高度为2.03m，光损失系数及设计照度数值参照下表

2.2 室外照度原理

采用室外高压钠灯作为光源，由于灯具尺寸远小于它与被照表面间的距离，可将它看作点状发光元件，室外照度用逐点计算法进行计算：

En=Iθ/l2

Eh= Iθcosθ/l2

Ev= Iθsinθ/l2

Iθ-光源照射方向的光强，单位为cd

l-光源与计算点之间的距离，单位为m

h-计算高度，单位为m

cosθ-光线入射角的余弦，其值为h/l

3沙特吉赞项目照明设计及安装

3.1照明设计

沙特吉赞照明设计采用AGI32软件，该软件是Lighting Analysts公司开发的一款照明工程软件，基于逐点计算法进行照度计算，提供了照明建模、计算和渲染等功能，支持正常直接计算和安全计算模式，可以精确地计算出照度数据，并且可以对亮度分布情况进行渲染操作。

以燃气循环机组钢结构11.5m层为例，在24m长及9m宽的区域内，设计灯具8套，最大照度为318，最小照度为57.5，满足规范要求的50lux要求，设计照度及灯具布置均满足要求。

根据逐点计算法及灯具配光曲线参数计算：

其中在灯的正下方2.03m平台平面位置处，

光强Iθ=Φ/Ω=125×16000/1000=2000cd

照度E=Iθ/l2=2000/（2.03×2.03）=485lux

在该区域内，单套灯具涵盖4m×4.5m范围，以10-D及11-D及11-E轴灯具光叠加作用于与A点为例θ=71°

光强Iθ=Φ/Ω=128×16000/1000=2048cd

Eh= Iθcosθ/l2=2048×3/（6.36×6.36×3）=50lux

结合计算照明设计在不受干扰时满足规范50lux的要求。

3.2照明安装

在按照设计照明图纸施工后，现场照度与设计值出入较大，无法满足规范要求。且类似情况不止一处，经现场分析，由于燃气循环发电机组设备及管路较多，在进行照度设计时，AGI32软件在无遮挡条件下方便灯具布置及照度计算，但是很难满足有管道及设备等遮挡下复杂场景对照度的要求。

4照明设计时对物体的考量

在研究物体对照明影响前，我们首先确认在阿美规范要求下，光源与计算点之间的距离与光线入射角的关系：

单个光源作用下，地面某点达到最小照度值50lux时，通过逆运算， Eh= Iθcosθ/l2=Φ/Ω=50lux得出光强16i=52l3；根据配光曲线，最大光强为153.4，光源与计算点之间最大距离为4.5m，此时入射角为45°。

2个光源作用时，地面某点达到最小照度值50lux时，通过几何分析，根据光的叠加性，2个光源间距应该满足：0＜l＜4.5√2

4.1物体高度及物体到光源距离对照度的影响

物体高度及到灯的距离影响照度，物体高度h

单个光源作用下，当物体到灯的距离小于4.5m时，空间某点达到最小照度值50lux，cosθ=（2.03-h）/l 通过逆运算， Eh= Iθcosθ/l2=Φ/Ω=50lux

得出光强i=50*（2.03-h）2/16；根据配光曲线，最大光强153.4时，物体高度为最小值0，当光强最小时，物体高度为最大值2.03，因此物体高度范围为：0＜h＜2.03 在此情况下物体与光源之间照度满足要求单个光源作用下，当物体到灯的距离大于4.5m时，物体附近照度不满足50lux的规范要求，需要增加灯具。

两个光源作用下，且两个光源间距不超过4.5√2，物体高度不超过2.03m物体到其中某个光源的距离大于4.5m时，物体与光源之间照度满足要求。

两个光源作用下，且两个光源间距不超过4.5√2，物体高度超过2.03m物体到其中某个光源的距离大于4.5m时，物体附近照度不满足50lux的规范要求，需要增加灯具。5结束语

工业建筑多设备及管路，在钢结构照明设计时，这就需要设计人员要综合考量设备尺寸规格及距离对设计的影响，参照厂家灯具的配光曲线等参数，了解不同光源的特性，并充分利用设计软件及原理依据找出规律，完善照明设计中的缺陷，以上只是就150w高压钠灯进行的分析，不同灯具要参照其技术参数做具体分析。参考文献：

[1] GB50034-2013.建筑照明设计标准[S]北京：中华人民共和国国家标准，2013

[2] 赵佳音，李正隆《浅谈工业厂房照明设计》建筑设计2016年8期

[3] SAES-P-123《沙特阿美照明规范》2011年3月

[4] 陈元丽，《现代建筑电气设计使用指南》[M],北京，中国水利水电出版社，2000

[5] 亢岚，秦占军《照明设计中的照度计算》科技与经济，2006年19期作者简介：

邵智明（1990-），男，山东临沂人，大学本科学历，工程师，中国电建集团核电工程有限公司建筑工程公司项目副经理，研究方向：建筑安装技术管理。