【摘要】：《建筑設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)中,，通常按《應(yīng)急照明設(shè)計(jì)與安裝》（19D702-7）圖集中的平均照度計(jì)算法或點(diǎn)照度計(jì)算法計(jì)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(jì)與安裝》（19D702-7）圖集中要求的照度水平無法直觀驗(yàn)證,。對(duì)此,，文章通過 DIALux evo軟件仿真分析,，對(duì)疏散照明設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)算法；點(diǎn)照度計(jì)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(duì)應(yīng)急照明設(shè)計(jì)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(píng)判指標(biāo),。在日常設(shè)計(jì)中，常使用公式計(jì)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(jì)算應(yīng)急照明燈具的照度,。公式計(jì)算法中利用系數(shù)非一一對(duì)應(yīng)時(shí)，插值計(jì)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(duì)應(yīng)。此外,，上述方法的計(jì)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(jì)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的 DIALux evo軟件，對(duì)應(yīng)急照明中的疏散照明進(jìn)行仿真設(shè)計(jì),，將設(shè)計(jì)結(jié)果以等照度圖的形式直觀展現(xiàn),，以驗(yàn)證公式計(jì)算的結(jié)果。本研究對(duì)豐富應(yīng)急照明設(shè)計(jì)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(xiǎn)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(jì)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(jì)算。

疏散照明是應(yīng)急照明的重要組成部分,，《建筑設(shè)計(jì)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(jì)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(shí),，圖集《應(yīng)急照明設(shè)計(jì)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(jì)指明了目標(biāo)和范圍。

2.疏散照明設(shè)計(jì)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(jì)為例，進(jìn)行設(shè)計(jì)與驗(yàn)證,。

選擇應(yīng)急照明光源時(shí)，應(yīng)滿足顯色性,、啟動(dòng)時(shí)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(jì)疏散照明時(shí)，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(duì)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(shí),，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(duì)人員的人身威脅,。在隧道,、潮濕場所，燈具的防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于 IP65,。

1. 照度計(jì)算方法

應(yīng)急照明的照度計(jì)算方法有平均照度計(jì)算法和點(diǎn)照度計(jì)算法,。按國標(biāo)圖集《應(yīng)急照明設(shè)計(jì)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(jì)算法

平均照度計(jì)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)系數(shù),。

平均照度法可計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算燈具數(shù)量 N。

（3）

3.2點(diǎn)照度計(jì)算法

點(diǎn)照度計(jì)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(jì)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(jì)算方法可以計(jì)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(jì)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(jì)算角度 θ。

（5）

（3）查找燈具發(fā)光強(qiáng)度表,，獲得對(duì)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(jì)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(jì)算法分別計(jì)算所需應(yīng)急照明燈具數(shù)量。

（1）平均照度計(jì)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(jì)算得 N=3 盞,。

（2）點(diǎn)照度計(jì)算法：r=5 m 時(shí),，按式（4）計(jì)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(duì)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(duì)兩種照度計(jì)算法的計(jì)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(jì)算軟件，能滿足目前所有照明設(shè)計(jì)及計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(gè) 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(jì)算方法布置燈具,，并對(duì)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(jì)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(jì)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(dòng)計(jì)算等照度半徑值,，同時(shí)選擇兩燈中間照度值可直接計(jì)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(jì)算表

結(jié)合以上照度計(jì)算結(jié)果已經(jīng)上述燈具照度計(jì)算表，我司對(duì)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(jì)算方法,，并以疏散走道應(yīng)急照明設(shè)計(jì)為例，通過 DIALux evo建模驗(yàn)證照度計(jì)算的結(jié)果,。仿真結(jié)果表明,，通過照度計(jì)算設(shè)計(jì)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(duì)應(yīng)急照明燈具選型和布置進(jìn)行設(shè)計(jì),。

參考文獻(xiàn)

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

[2] GB50034-2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[S].

[3] GB51309-2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[S].

[5] 楊國宏.《DIALux軟件在室內(nèi)照明設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》[J].

[6] 曾慶鋒，陳碧君. 《基于 DIALux?evo 軟件仿真的疏散照明設(shè)計(jì)研究》[J].

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