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淺談基于DIALux evo軟件仿真的疏散照明設(shè)計研究與應(yīng)用

閱讀:612        發(fā)布時間:2023-5-29

 

【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(diǎn)照度計算法計算照度,,進(jìn)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(jìn)行燈具布置,。應(yīng)用燈具壁裝或吸頂安裝等方式實(shí)際能否達(dá)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(yàn)證,。對此,,文章通過 DIALux evo軟件仿真分析,,對疏散照明設(shè)計進(jìn)行仿真驗(yàn)證,。經(jīng)案例驗(yàn)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(diǎn)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(xiàng)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(jìn)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(yàn)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(diǎn)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(jìn)行設(shè)計與驗(yàn)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(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(dá)到經(jīng)濟(jì)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(hù)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(hù)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(diǎn)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(hù)系

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(hù)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(hù)系數(shù)表,確定燈具維護(hù)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(diǎn)照度計算法

點(diǎn)照度計算式為:

(4)

式中: -點(diǎn)光源產(chǎn)生的水平照度(lx),;

-點(diǎn)光源在角度照射方向的光強(qiáng)(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(diǎn)光源的照射關(guān)系圖

點(diǎn)照度計算方法可以計算疏散照明區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)照度值,,點(diǎn)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(qiáng)度表,,獲得對應(yīng)的發(fā)光強(qiáng)度值 ,。

(4)利用圖集 19D702-7 燈具維護(hù)系數(shù)表,確定維護(hù)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(hù)系數(shù)通過查表選取 K=0.7,;按式(1)計算得 N=3 盞。

(2)點(diǎn)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(jìn)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(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),,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(jìn)行驗(yàn)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(qiáng)化了建模和渲染功能,,建模更方便、渲染效果更真實(shí)、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(jìn)行照度計算,,并模擬燈光分布,,提高了仿真的真實(shí)性。

4.2仿真驗(yàn)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(jìn)行照度分析,。

根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(jìn)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(yàn)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(dá)直觀,,實(shí)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(jìn)行設(shè)計,。

參考文獻(xiàn)

[1] GB50116-2014 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》[S].

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[7] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版.

 

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