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节能照明设计及灯具的选型[3]

2010-3-3  来源:中国照明网  作者:施云琼  有11417人阅读

  《建筑照明设计标准》GB50034-2004颁布实施以来,其中关于照明节能一节内容多以强制性条文形式出现,对设计人员提出了相当的要求。由于设计阶段照度计算和灯具选型具有一定的特殊性和不确定性,本文拟就此情况对工民建常规设计中的光源、灯具作一定的分析比较,以方便设计人员选用。

  先进行室形系数的计算或查表7:RCR=4.4,RI=1.15
  (1)如果选2管三基色36WT8灯,型号为:TBS168/236,查《照明设计手册(第二版)》表4-14,并进行插值计算:u=0.52+(1.15-1)x(0.52-0.57)/(1-1.25)=0.58,则:灯具数量:    N=300x4.2x9/90x2x36x0.58x0.75=4.02取4套。
  照度值:    E=2x90x36x4x0.58x0.75/37.8=298lx(三基色荧光灯)
  功率密度值:LPD=4x2(36+6)/37.8=8.9W/m2(考虑上镇流器消耗功率)

  (2)选2管28WT5灯,其余参数不变,则:
  灯具数量:    N=300x4.2x9/90x2x28x0.58x0.75=5.2  取6套。
  照度值:    E=2x90x28x6x0.58x0.75/4.2x9=348lx
  功率密度值:LPD=6x2(28+4)/4.2x9=10.2W/m2

  可见,T5、T8灯均已达到规范要求的现行值或目标值,如果用T8普通荧光灯,会怎样呢?假设取3管T8普通荧光灯,其它条件均不变,计算如下:
  灯具数量: N=300x4.2x9/66x3x36x0.58x0.75=3.7,  取4套。
  照度值:   E=3x66x36x4x0.58x0.75/37.8=328lx(普通荧光灯)
  功率密度值:LPD=4x3(36+6)/37.8=13.3W/m2
  可见,T8普通荧光灯达到规范要求的现行值会有一些困难,设计中应尽量不选用。
  通过以上的分析比较,只要正确的进行光源、灯具的选型,规范要求的功率密度值完全可以达到。

  2. 万能固有利用系数——利用系数简化计算法
  利用系数一般应由灯具制造厂提供,或从手册中查得。在缺乏资料或不要求精确计算时,可利用万能固有利用系数表,近似求得:
  u=u0η          ⑴
  u0——万能固有利用系数
  η——照明器的效率

  万能固有利用系数表根据5种灯具配光分类及其不同的配光曲线、RCR、ρw、ρcc、ρFC等参数列出了不同的u0再根据⑴式求得利用系数。详见参考文献[1]。此法计算存在的问题是计算误差可能会不满足规范要求的±10%范围。

  四、结论

  照度计算是为了更好地按照规范要求,进行功率密度的控制,达到满足使用要求下的节能要求。特殊空间照明设计时应进行必要的照度计算。

  1. 对于普通办公室的照明设计如选用T5型带镜面反射罩的直接照明灯具,u可取0.68~0.75,如选用T8型带罩直接照明灯具,u建议取0.58~0.70。

  2. 其他用途的民用建筑,设计中尽量选用高光效节能灯具,并进行一定的计算和验算。

  3. 如果设计中不进行灯具选型设计,这也是照明设计中的惯用做法,那么,就可以回避利用系数的选取困难,此时应根据不同的使用功能指定灯具和光源的各项主要指标,比如,光源的光效(直管荧光灯≥90lm/W)、显色指数、必要时还要指定色温,灯具的效率、利用系数、镇流器效能指标、类形、谐波含量限值、功率因数等等,以保证所购灯具既能满足使用要求,又能满足国家节能规范要求。表8列出了设计中碰到最多的办公室照明设计灯具选用情况:

表8  办公室常用灯具(光源)限值选用表

光源类型
光效lm/W
光通量lm
利用系数u
显色指数Ra
备注
T5灯-28W-865
89~104
2490~2910
0.68~0.75
≥83
 
T5环灯22W-865
56
1230
0.33~0.60
≥83
 
T8灯-36W-865
93
3340
0.58~0.70
≥83
三基色
T8环灯22W-872
52
1140
0.33~0.60
≥83
 
2A3W~2A9W
66~44
200~400
 
≥83
紧凑型
2U7W~13W
47~57
330~700
 
≥83
 
3A7W~13W
42~53
300~700
 
≥83
 
3U18W~24W
52~54
980~1250
 
≥83
 
S7W~24W
44~57
310~1300
 
≥83
 
4U35W~105W
52~57
1850~5650
 
≥83
 
 

  4. 其它
  还有几个需要在设计中注意的问题:
  (1)饭店宾馆的双标房床头灯用什么光源?因为要调光,选用白炽灯较多,各设计院做法也较多,有设计
院就采用紧凑型荧光灯,并配调光设备,但对照照明设计规范稍加分析就可以发现,对客房的功率密度目标值和现行值分别是13/15W/m2,而13 W/m2的值对20 m2的客房来说,电功率可达到260W,而按常规选用25W或40W白炽灯完全符合规范要求,没必要画蛇添足,而且还增加很多谐波。
  (2)商场局部照明优先选用白炽灯或冷光灯符合照明规范吗?这是要慎重考虑的问题。因为对与办公同样的照度值,所要求的功率密度值只增加了1 W/m2,如果不仔细认真的计算和选型是极可能违反强标的。但规范又开了一个比较大的口子,即装饰性灯具总功率可按一半计入,设有重点照明的商店营业厅,可按规定增加5 W/m2。
  (3)紧凑型荧光灯的大量使用是否妥当?这主要是因为功率不大于25W的荧光灯谐波含量大,由于
GB17625.1-2003标准对25W以下产品的谐波限值很宽(规定3次谐波不超86%,5次谐波不超61%),当大量使用时,必需对中性线进行校核,建议尽量避免这样的设计。
  (4)设计中应注意的还有所设计场所或房间有多列灯具时,应按灯列与侧窗平行的原则控制;电教室、会议室、多功能厅等场所应按靠近或远离讲台分组控制,如果是环形布置,则应按内外环分组控制;培训楼的教室,由于其培训方式的多样化,灯具的分组控制方式应充分考虑可能的使用情况进行组合设计,最大限度地进行节能控制设计。
  (5)关于灯具的接地要求,设计规范缺乏明确规定,有的规范规定灯具离地面高度小于2.4m时应接地。实际上绝大多数灯具都没有接地。灯具的接地要求,应按灯具产品防触电分类来确定。按国标GB7000.1-2002的分类,和IEC60598-1∶2003最新标准取消O类灯具后,只有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类灯具的新规定,其接地要求如下:
① Ⅰ类灯具的外露导电部分应接地:这是Ⅰ类灯具的附加安全措施要求所决定的;如果不作接地,就等于退回到O类灯具,安全无有效保证。
②Ⅱ类灯具不需要接地:因为他的附加安全措施不是靠接地,而是靠双层绝缘或加强绝缘来保证。
③ Ⅲ类灯具不允许接地:因为他是用安全超低电压(SELV),低电压应使用隔离变压器与高电压隔离,并不应接地。在新修订的国标GB7000.1-200X实施后,从立法上取消了O类灯具;而实际应用的灯具,大多数是Ⅰ类,所以应作接地。

  参考文献
  [1] 照明工程设计手册 天津科学技术出版社 赵振民主编 1983年.
  [2] 中国绿色照明工程培训教材——照明设计部分 中国绿色照明工程促进项目办公室、复旦大学光源与照明工程系,2004年.
  [3] 照明设计手册 中国电力出版社 北京照明学会照明设计专业委员会编 1998年.
  [4] 照明设计手册(第二版)中国电力出版社 北京照明学会照明设计专业委员会编 2006年.
  [5] 建筑照明设计标准 GB50034-2004.
  [6] 建筑节能工程施工质量验收规范 GB50411-2007.
  [7] 电磁兼容限值 谐波电流发射限值 GB17625.1-2003.


 

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