【摘要】：《建筑設(shè)計防火規(guī)范》《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》《應(yīng)急照明設(shè)計與安裝》等給出了建,、構(gòu)筑物設(shè)置照明燈具場所的地面低照度要求,，而在日常設(shè)計中，通常按《應(yīng)急照明設(shè)計與安裝》（19D702-7）圖集中的平均照度計算法或點照度計算法計算照度,，進行燈具布置，或直接采用應(yīng)急照明燈具廠家的照度測試表進行燈具布置。應(yīng)用燈具壁裝或吸頂安裝等方式實際能否達到《應(yīng)急照明設(shè)計與安裝》（19D702-7）圖集中要求的照度水平無法直觀驗證,。對此，文章通過 DIALux evo軟件仿真分析,，對疏散照明設(shè)計進行仿真驗證,。經(jīng)案例驗證，DIALux evo軟件的疏散照明仿真設(shè)計結(jié)果可靠,、有效,。

【關(guān)鍵詞】：應(yīng)急照明；疏散照明,；平均照度計算法,；點照度計算法；DIALux evo軟件

0前言

應(yīng)急照明是因正常照明電源失效而啟用的照明,，國家規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)急照明設(shè)計有明確要求,。其中,，應(yīng)急照明燈具的照度是一項重要的燈具評判指標(biāo)。在日常設(shè)計中,，常使用公式計算法和應(yīng)急照明燈具廠家的照度測試表,、天正電氣自帶小程序等計算應(yīng)急照明燈具的照度。公式計算法中利用系數(shù)非一一對應(yīng)時,，插值計算煩瑣,；廠家的照度測試表中的安裝高度、方式有限,；天正電氣自帶小程序的利用系數(shù)和光源參數(shù)無法對應(yīng),。此外，上述方法的計算結(jié)果均無法以等照度圖的形式直觀展現(xiàn),。

文章利用在照明設(shè)計領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的 DIALux evo軟件,，對應(yīng)急照明中的疏散照明進行仿真設(shè)計，將設(shè)計結(jié)果以等照度圖的形式直觀展現(xiàn),，以驗證公式計算的結(jié)果,。本研究對豐富應(yīng)急照明設(shè)計的方法具有好的意義。

1.應(yīng)急照明概述

應(yīng)急照明包括疏散照明,、安全照明,、備用照明。其中,，疏散照明用于確保疏散通道被有效辨認(rèn)和使用,；安全照明和備用照明用于確保處于潛在危險中的人員的安全。疏散照明照度指地面水平低照度,，宜采用點照度法計算,；安全照明和備用照明的照度均是指工作面上平均水平照度值，宜采用平均照度法計算,。

疏散照明是應(yīng)急照明的重要組成部分,，《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50016—2014）10.3.2條、《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51309—2018）第3.2.5條和國標(biāo)圖集《應(yīng)急照明設(shè)計與安裝》（19D702-7）表3.2.5中列出了不同場所疏散照明的地面低水平照度要求,。同時,，圖集《應(yīng)急照明設(shè)計與安裝》也給出了各典型場所疏散照明檢測范圍。上述規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)為疏散照明的設(shè)計指明了目標(biāo)和范圍,。

2.疏散照明設(shè)計要求

疏散照明地面低水平照度根據(jù)場所不同而不同,，可為 1lx、3lx,、5lx,、10lx。文章以非人員密集場所疏散通道的疏散照明設(shè)計為例,，進行設(shè)計與驗證,。

選擇應(yīng)急照明光源時,，應(yīng)滿足顯色性、啟動時間等要求,，并應(yīng)根據(jù)光源,、燈具及鎮(zhèn)流器等的效率或效能,、壽命等進行綜合技術(shù)經(jīng)濟分析,，然后確定照明方案。設(shè)計疏散照明時,，除滿足特殊場所的照度要求外,，宜采用LED光源燈具，以達到經(jīng)濟節(jié)能效果,；宜選用高色溫的燈具,，可加快人員對周圍事件的反應(yīng)，提高應(yīng)急疏散的效率,。照明光源設(shè)置在距地 8m及以下時,，基于電擊防護的考慮，應(yīng)選擇A型應(yīng)急照明燈具,，其工作電壓不大于DC36V,。吸頂安裝的燈具材質(zhì)不應(yīng)采用玻璃，宜選用節(jié)能環(huán)保型材料,，可降低燈具損壞對人員的人身威脅,。在隧道、潮濕場所,，燈具的防護等級不應(yīng)低于 IP65,。

1. 照度計算方法

應(yīng)急照明的照度計算方法有平均照度計算法和點照度計算法。按國標(biāo)圖集《應(yīng)急照明設(shè)計與安裝》,，疏散照明在走道的檢測范圍為走道的中間線兩側(cè),，寬度為走道寬度的一半（見圖1）。

圖1 走道應(yīng)急照明布燈和照度檢測范圍示意圖

3.1平均照度計算法

平均照度計算式為：

（1）

式中：Eav -工作面上的平均照度（lx）,；

Ф -光源光通量（lm）,；

N -光源數(shù)量；

U -利用系數(shù),；

A -工作面面積（m2）,；

K -燈具的維護系數(shù)。

平均照度法可計算光源直射光通量和房間各表面反射光通量,。通過工作面的平均照度和燈具利用系數(shù)等參數(shù),，可求得區(qū)域內(nèi)所需的光源數(shù)量，即滿足照度要求的燈具數(shù)量,。具體計算方法如下,。

（1）確定原始數(shù)據(jù),，包括燈具光通量 F，區(qū)域的長 L,、寬 W,、室空間高 hr，維護系數(shù) K 和反射率 ρ,。

（2）計算室形指數(shù) Ri,。

（2）

（3）求有效反射比，疏散照明暫不考慮反射比,，即ρ=0,。

（4）參考圖集 19D702-7 燈具維護系數(shù)表，確定燈具維護系數(shù),。

（5）利用圖集 19D702-7 燈具利用系數(shù)表,，采用內(nèi)插法求利用系數(shù) Ui。

（6）計算燈具數(shù)量 N,。

（3）

3.2點照度計算法

點照度計算式為：

（4）

式中： -點光源產(chǎn)生的水平照度（lx）,；

-點光源在角度照射方向的光強（cd）；

h 為光源的安裝高度（或計算高度）（m）,；

θ 為地面通過光源的法線與入射光線的夾角（見圖 2）

圖2 點光源的照射關(guān)系圖

點照度計算方法可以計算疏散照明區(qū)域內(nèi)的點照度值,，點照度僅基于來自燈具的直射光，不考慮房間表面相互反射的影響,。該方法為圖集 19D702-7 推薦的疏散照明照度計算方法,，具體如下。

（1）確定原始數(shù)據(jù),。包括光源的安裝高度 h,，水平距離 r。

（2）計算角度 θ,。

（5）

（3）查找燈具發(fā)光強度表,，獲得對應(yīng)的發(fā)光強度值 。

（4）利用圖集 19D702-7 燈具維護系數(shù)表,，確定維護系數(shù),。

（5）計算水平照度 。

4.案例分享

選取空間大小為 30 m×5 m×3 m（長 × 寬 × 高）的非人員密集型場所疏散走道作為布置區(qū)域,，此區(qū)域的地面水平低照度要求為 1 lx,。通過兩種照度計算法分別計算所需應(yīng)急照明燈具數(shù)量。

（1）平均照度計算法：選取 3 W 的應(yīng)急照明燈具,，光通量為 360 lm,，維護系數(shù)通過查表選取 K=0.7；按式（1）計算得 N=3 盞。

（2）點照度計算法：r=5 m 時,，按式（4）計算得=1 lx,；根據(jù)燈具間距布置圖（見圖 3），燈具按照間距D=10.5 m 布置,，可使陰影區(qū)域的照度值為 1 lx,。通過CAD 進行燈具排布可得，疏散走道內(nèi)應(yīng)布置 3 盞 3 W的應(yīng)急照明燈,。

圖3 燈具間距布置圖

利用 DIALux evo 仿真軟件對上述案例進行仿真實驗,，根據(jù)區(qū)域內(nèi)應(yīng)急照明燈具的照度分布情況，直接判斷選定區(qū)域是否滿足要求的地面低水平照度,，對兩種照度計算法的計算結(jié)果進行驗證,。

4.1軟件特性

DIALux 是當(dāng)今市場上頗具功效的照明計算軟件，能滿足目前所有照明設(shè)計及計算的要求,。DIALux evo強化了建模和渲染功能，建模更方便,、渲染效果更真實,、計算更準(zhǔn)確。DIALux evo 軟件一方面內(nèi)置了國際相關(guān)的照明標(biāo)準(zhǔn),，可以提供符合標(biāo)準(zhǔn)的算法和指標(biāo),，提高計算的有效性；另一方面,，DIALux evo 與眾多照明廠家合作,，可直接將廠家提供的帶有完整參數(shù)的燈具插件融入軟件進行照度計算，并模擬燈光分布,，提高了仿真的真實性,。

4.2仿真驗證

選取我司 3 W 的 LED 應(yīng)急照明燈具，其光通量為 360 lm,，滿足前述燈具的選型要求,。在 DIALux evo 軟件中設(shè)置一個 30 m×5 m×3 m（長 × 寬 × 高）的走道空間，空間內(nèi)天花板,、墻壁,、地板的反射比均設(shè)置為 0%。在軟件中導(dǎo)入相應(yīng)的燈具,，燈具采用吸頂安裝方式,，安裝高度距地 3 m。調(diào)整燈具相關(guān)參數(shù),，按照不同計算方法布置燈具,，并對空間進行照度分析。

根據(jù)仿真實驗結(jié)果可知,，燈具在通道中間線兩側(cè)各 1.25m 范圍內(nèi)的照度值大于 1 lx,，滿足規(guī)范要求（見圖 4）,。

圖4 照度分布圖（照度單位：lx；長度單位：mm）

5.安科瑞照度計算表與燈具選型

我司所有應(yīng)急燈具產(chǎn)品的配光曲線均完善,，能使用DIALux evo快速模擬現(xiàn)場照度,，選擇適合的燈具滿足要求。

除此以外,，我司制作燈具照度計算表（如圖5）,，直接按安裝方式、燈具功率,、安裝稿度進行選擇,，自動計算等照度半徑值，同時選擇兩燈中間照度值可直接計算安裝間距,，便于客戶更快速,、直觀的進行燈具選型。

圖5 安科瑞應(yīng)急照明燈照度計算表

結(jié)合以上照度計算結(jié)果已經(jīng)上述燈具照度計算表,，我司對應(yīng)燈具選型如下：

6.結(jié)束語

文章分析了應(yīng)急照明的要求,、燈具選型和計算方法，并以疏散走道應(yīng)急照明設(shè)計為例,，通過 DIALux evo建模驗證照度計算的結(jié)果,。仿真結(jié)果表明，通過照度計算設(shè)計的應(yīng)急照明布置滿足規(guī)范要求,，照度結(jié)果表達直觀,，實際應(yīng)用中亦可使用 DIALux evo 軟件對應(yīng)急照明燈具選型和布置進行設(shè)計。

參考文獻

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