浅论工业厂房照明设计

　　前言
　　近几年，随着我国工业生产的高速发展，工业厂房照明水平逐年提高，这有利于改善工作环境，提高生产效率和产品质量。工业厂房的照明设计主要依据“GB 50034 - 2004 建筑照明设计标准”，并结合国家现行相关规范标准，通过科学、合理的设计方法实现工业厂房照明。本文结合工程实际，将工业厂房照明的设计特点、设计内容与程序作一介绍。

　　1 工业厂房照明设计特点
　　首先，工业厂房照明设计一般只做普通照明，即分区一般照明，局部照明和工艺照明可由工艺要求确定。中断正常照明，对生产继续和人员安全及疏散造成影响的，应依据“GB 50016 - 2006 建筑设计防火规范”作应急照明的设计。

　　一般工业厂房多为层高较高的单层建筑，层高一般在6m 以上，结合生产要求，光源一般选择高压气体放电灯，如金属卤化物灯。灯具悬挂高度6 ～ 10m时，可采用250 ～ 400W 高压气体放电灯，10m 以上可采用250 ～ 1 000W高压气体放电灯，灯具类型选用深照型。多层厂房的层高一般在4m 左右，光源可选用直管荧光灯。工业厂房照明控制一般采用集中控制( 通过微断直接控制，或采用继电接触控制)。

　　工业厂房照明电气设备线路的安装敷设也有其自身特点。例如:钢结构厂房配电箱一般安装在钢柱上或明装在墙上，配电线路尤其是配电干线一般走金属桥架( 线槽) 敷设，分支线路一般沿墙、柱、钢屋架穿管敷设。灯具一般安装在钢梁或檩条下，有行车时可距行车顶部0. 3m 以上吊装，这样便于对灯具的检修。

　　2 工业厂房照明设计的主要内容
　　首先，依据“GB 50034 - 2004 建筑照明设计标准”的相关条款，结合厂房的性质、大小、生产的火灾危险类别等确定厂房内不同区域的照度、照明光源、灯具类型、灯具布置及安装方式等。

　　其次，根据车间、工段或生产线工艺流程进行照明分区，合理设置照明配电箱，确定供电方式，敷设照明干线，确定照明配电系统，当然照明配电箱( 控制箱) 的设置要便于工作人员操作。

　　对于应急照明的设计，应依据“GB 50016 - 2006建筑设计防火规范”的相关条款，结合生产工艺要求，在厂房内合理设置应急照明，并且应按防火分区设置单独的应急照明配电箱，其电源应引自配电所或车间总照明配电箱。

　　3 工业厂房照明设计的程序
　　本文将结合工程实例谈谈工业厂房照明设计的程序。

　　3. 1 照明设计
　　厂房照明设计主要根据生产要求及照度标准，选择照明光源和灯具，确定布灯方案，进行照度计算，一般照度采用利用系数法计算。

　　例:某机电类工业厂房，钢结构，生产的火灾危险性为丁类。厂房长为270m，宽为72m，纵向柱距8m，横向柱距9m，屋架下弦高12. 7m。车间内顶棚的反射比ρc = 50% ，墙壁的反射比ρw = 30% ，地板的反射比ρf = 20% ，请进行照明设计。

　　(1) 光源选择
　　根据工艺对照明的要求，并依据“GB 50034 -2004 建筑照明设计标准”第5. 3. 1 条表5. 3. 1. 2，该厂房为一般焊接、锻工厂房，厂房一般照度定为200lx。厂房内行车顶部的高度为11. 4m，综合考虑灯具安装高度定为12m，安装高度在10m 以上，再结合厂房照明的显色指数要求Ra = 20 ～ 60，试选400W 金属卤化物灯。

　　(2) 计算室空间比RCR

　　(3) 确定灯具的利用系数和维护系数

　　查《照明设计手册》( 第二版) 表4 - 43 确定u =0. 76，依据《建筑照明设计标准》第4. 1. 6 条表4. 1. 6，K = 0. 7。

　　(4) 计算灯具数量，确定布灯方案平均照度取200 lx，计算灯具数量

　　根据厂房结构，灯具沿横向9m 柱距的大梁安装，共29 路，纵向分3 跨，每跨24m，故选用(3 × 29)× 3 = 261 个灯具。

　　(5) 校验最大允许距高比

　　纵向为8 /11. 25 = 0. 71; 横向为9 /11. 25 = 0. 8，根据《照明设计手册》( 第二版) 表4 - 43，该值满足灯具最大允许距高比要求，故照明均匀度满足要求。

　　(6) 计算实际照度值
　　

　　(7) LPD 值的校验

　　实际功率密度LPD = 261 × ( 400 + 32 ) / ( 270 ×72) = 5. 8(W/m2 ) ，根据“GB 50034 - 2004 建筑照明设计标准”第6. 1. 7 条工业建筑照明功率密度值，现行功率密度值为8W/m2 ，目标功率密度值为7W/m2。因此满足节能LPD 指标。

　　3. 2 照明电气设计
　　厂房照明电气设计主要包括照明配电箱的装设位置，选择照明线路的导线类型和截面，选择照明线路的控制和保护装置等内容。

　　配电箱的装设位置根据照明分区、接近负荷中心及便于操作和维护等的原则设置，考虑负荷发展的需要，可留1 ～ 2 条备用回路。根据本工程厂房特点及分区要求，厂房分为9 个照明分区。在厂房内设置总照明配电箱，以放射式给9 个照明分区供电，分支照明控制箱分设在照明分区内便于操作的位置。照明干线采用金属桥架敷设至分配电箱，分支线路沿金属桥架敷设后穿钢管沿钢梁敷设至灯具。照明线路的控制采用微断直接控制。

　　照明线路的选择和相关保护根据回路的负荷计算确定。要注意统计照明设备的负荷功率时，除了光源本身的功率外，还要考虑镇流器的类型。一般选用电子型或节能电感型，镇流器的功率损耗应计算在内。大空间工业厂房照明一般选用高强气体放电灯，三相配电，每一相分支回路的电流不宜超过30A，并应按启动和再启动特性选择保护电器和验算线路的电压损失值。例如:本工程厂房照明用高压气体放电灯( 金属卤化物灯) ，金属卤化物灯从开启到正常工作的启动阶段，有1 ～ 2min 电流会上升到正常工作电流的2 倍，因此确定微断的整定电流时要避开这个电流值。三相照明配电系统中，分配相序时尽量三相保持平衡，三相断路器一般选用三极开关，以避免断零故障烧毁设备。一般工业厂房总配电箱的进线总开关选用塑壳开关，不要采用微断，因为有可能短路冲击电流较大。

　　4 结语
　　照明用电是企业最为基本的电力需求，我国每年消耗在照明上的用电大概在总用电量的10% ～12% ，为了保护环境，节约能源，节能是设计师必须考虑与解决的问题，这是照明的发展方向。照明节能应积极地采用优质高效的照明光源及灯具，在气体放电灯的配电线路或灯具内合理配置补偿电容，使灯具功率因数不小于0. 9。在气体放电灯具内配置电子镇流器或节能型电感镇流器，以节约能源。

　　参考文献
　　[1] 刘介才. 电气照明设计指导[M]. 北京: 机械工业出版社，1999.
　　[2] 王晓东. 电气照明技术[M]. 北京:机械工业出版社，2004.
　　[3] 姚家祎. 照明设计手册( 第二版) [M]. 北京:中国电力出版社出版，2006.

　　编辑：Sophy