今天小编为大家推荐《建筑照明照度计算论文(精选3篇)》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。摘 要“绿色照明”的概念越来越多地为人关注,节能概念已经深入人心。大力推动“绿色照明工程”,让各种高光效、低功耗的照明产品成为现在和未来世界的主导光源是建筑照明的发展趋势。侧重研究建筑照明照度计算的规范与规避问题。
建筑照明照度计算论文 篇1:
建筑照明照度计算中的细节问题分析
【摘要】 随着社会的不断发展,"绿色照明"的概念受到越来越多的人的关注,节能已经成为当今社会的一大核心问题,大力推进"绿色照明"工程,使高光效、低消耗的照明产品成为未来社会的主导广元是建筑照明的发展前进方向。照度的计算方法有利用系数法、概算曲线法、逐点计算法及比功率法等等,本文介绍了几种光源的照度及照明功率密度值的计算,并比较了计算结果,指出优质高效的照明产品是实现绿色照明的基础,根据计算数据,探讨建筑照明照度计算中的细节问题。
【关键词】建筑照明照度;计算;绿色照明;镇流器
前言:
能源危机成为阻碍我国经济发展的主要因素之一,能源高消耗对于社会而言是带来了一系列的负面影响,节能势在必行,"绿色照明"成为时代话题,目前建筑照明设计习惯于用经验法布置灯具,然后进行粗略地选型,对于设计结果的评价性指标关心较少。就其原因,照明工程的验收还没有采用定量的指标来评价设计的好劣,只要能点亮,没有不通过的。就连一些大剧院工程,老外专业设计,观众厅照度明显不足,也无人问津。建筑照明设计有必要从根本上改变这种状况,用照明专用计算软件进行建筑照明辅助设计应成为基木要求。
1."绿色照明"概念的提出
随着国家对建设节约型和谐社会的大力倡导,节能概念已经深入人心,并且迅速渗透到各个领域,"绿色照明"的概念也由此被越来越多的人所关注。根据国家经贸委、建设部、国家质量技术监督局"关于进一步推广中国绿色照明工程的意见"的文件精神,节能环保作为我国一项重要的产业政策,必将对新建和改造工程有着重要的现实指导意义。目前我国"绿色照明促进项目"已经正式启动,预计我国到2010年将达到年节约照明用电120亿KW h,占总发电量的10%。
随着能源"可持续发展"的理念在全球范围达成共识,绿色照明的理论及其设计方法己经成为照明设计领域内十分重要的研究课题。在文献中本文作者以韦伯一费昔勒定律为基础,建立了视觉舒适z随照度变化的数学模型,为绿色照明的定量设计奠定了理论基础,得出了绿色照明设计中照度的确定方法。由于文献中对照度的确定方法是采用:首先由视觉舒适与照度关系的实验数据确定出视觉舒适度随照度的变化函数,根据变化函数绘出视觉舒适度随照度的变化图像,再由图像确定照度的取值范围。因此,该方法从严格的意义上讲是一种图像分析法。图像分析法存在一个明显的弱点就是没有给出待求量的解析表达式。从而无法知道待求量与影响因素之间的依赖关系,更无法对待求量进行解析研究。因此图像分析法从严格的意义上讲只是一种半定量方法。本文将在文献建立的绿色照明的理论模型基础上,进一步推导出绿色照明中照度计算的解析公式,并研究它在绿色照明设计中的应用。
建设部和国家质量监督总局联合发布《建筑照明设计标准》(G B 50034-2004)已经于2004年12月1日起正式实施,其中第六章"照明节能"部分,把各建筑场所对应于照度标准的照明功率密度LPD指标(即每平方米消耗的电功率)作为强制性条文加以限制。笔者经过近两年的工作实践,对新标准在实际工作中的应用提出一些粗浅的认识。
2.各类光源的照度计算
光源的选择直接影响照度及照明功率密度值(LPD) ,要同時满足新标准对照明功率密度值和照度要求,就必须对照明设计进行详细正确的计算。否则很可能出现两种情况:一种是未采用高光效的光源及高效率的灯具,其结果满足了LPD的要求,但房问的实际照度达不到规定的照度标准;另一种情况是设计采用了高光效的光源及高效率的灯具,但房问未进行照度计算,结果其照度远远高于规定的照度标准,从而并未达到节能的目的;以上两种情况都使得节能得不到有效实施。我国每年新建的大型商业建筑和公共建筑都在1.4亿m2左右,我们迫切需要一个舒适、高效、节能、环保的照明环境。
2.1 T12灯管、T8灯管与T5灯管各项指标对比(以三雄极光照明为例)
从表1中可以看出,T8管高效荧光灯和T5管高效荧光灯与普通T12管荧光灯相比,大大提高了光效、显色指数和使用寿命,从而很好地达到了节能的目的。本文将就一典型办公室照明实例,对以上三种荧光灯在工程实际应用中产生的效果作分析比较(表2)。
2.2工程实例
2.2.1办公室建筑尺寸
一大开问办公室,墙厚200m m,长L=8.1m,宽W =6.3m,房问面积A=48.2m2
2.2.2选用光源
根据计算公式
则
根据新标准要求,办公室平均照度应该达到300Lx,且照明功率密度值LPD应不大于11W/m2。
由表3可以看出,采用T12灯管即使配用自身功耗很小的电子镇流器,如要满足新标准规定的照度要求,则其功率密度值将达到13W/m2,无法满足新标准"LPD ≤11W/m2"的要求;反之亦然。而采用三雄极光产品的T8灯管和T5灯管配电子式镇流器均能同时满足新标准关于照度水平和LPD的要求,且与普通T12管荧光灯相比较,T8管高效荧光灯节能49% ,T5管高效荧光灯节能54%。
3镇流器与照明质量密切相关
作为荧光灯管必不可少的搭档,镇流器的功耗及其性能也越来越受到大家的关注。长期以来大家习惯使用的是传统型电感镇流器,因为它可靠性好、寿命长、价格低廉,一次性投资很低;但同时电感镇流器由于其自身结构的问题,存在自身功耗大、重量重、体积大、频闪严重、噪音大等诸多缺点,正日益被近年开发的电子镇流器所替代。表4试就传统电感镇流器和电子镇流器各项性能作一基本对比,可以看出二者的优劣。
从上述各项对比中可知,与电子镇流器在自身功耗、光效比方面占有明显优势。还是以上述办公室为例,假设我们将原来的三种灯管分别配置传统电感镇流器,则其计算数据见表5.
可见功耗与采用电子镇流器相比将分别增加9.2% 、 13.6%和15%,当然,T12管普通荧光灯仍将无法同时达到新标准对照度和功率密度值的要求。
另外,由于传统电感镇流器的工作频率为50H z,而电子镇流器的工作频率为20~50KH z,此时人的眼睛不易感受到很高的频闪,视觉环境更加舒适。电子镇流器还具有低电压启动的功能,并可以在AC 160~350V之问正常启动,对电压要求相对较低。但电子镇流器也存在使用寿命短、电源电流谐波大、抗电源瞬时过电压能力相对较弱的缺点。
节能型电感镇流器与传统电感镇流器相比,在自身功耗上和光效比上也有了很大改善。而与电子镇流器相比,它也有其开机浪涌电流低、电源电流谐波小、抗电源瞬时过电压能力强、使用寿命长等优势,正被越来越多的专业人士认同厂
总结:
应该指出的是本文中对于a1的取值采用的是近似估计,如何更加简便、准确地确定a1值,从而获得更加精确的绿色照明照度值,是函待我们研究的课题。我国正处在经济高速发展的历史时期,人民追求高品位的生活,追求高品质的光环境,而同时能源大量消耗也成为新时期不可回避的社会问题。过去那种低光效、高功耗的照明光源显然已经无法满足新时期的民众需求,我们必须大力推动"绿色照明工程",让各种高光效、低功耗的照明产品成为现在和未来世界的主导光源,它们还具有显色性更高、寿命更长、更环保等优势,必将为节约能源、保护生态环境作出重要的贡献。
参考文献
[1]建筑照明设计标准(GB 50034-2004) .
[2]照明设计手册.北京照明学会照明设计专业委员会编.
[3]蒋勇,龙海珊. 建筑照明照度计算探讨[J]. 中外建筑,2008,11:162-163.
[4]刘广军. 室内照明照度计算的计算机实现[J]. 光源与照明,2008,03:33-34+39.
[5]刘沁,张乘风,刘启能. 绿色照明设计中照度计算的解析方法[J]. 照明工程学报,2010,06:9-12.
[6]朱时光. 如何用照明专用计算软件进行建筑照明辅助设计[A]. 浙江省照明学会.中国长三角照明科技论坛论文集[C].浙江省照明学会:,2006:2.
[7]亢岚,秦占军. 照明设计中的照度计算[J]. 内蒙古科技与经济,2006,19:131-132.
作者:刘波 柴峰森 韩瑞选
建筑照明照度计算论文 篇2:
论建筑照明照度计算的规范与应规避若干问题
摘 要“绿色照明”的概念越来越多地为人关注,节能概念已经深入人心。大力推动“绿色照明工程”,让各种高光效、低功耗的照明产品成为现在和未来世界的主导光源是建筑照明的发展趋势。侧重研究建筑照明照度计算的规范与规避问题。
关键词绿色照明;照度计算;规范;规避问题
照度指物体被照亮的程度,照度的计算方法有利用系数法、概算曲线法、比功率法和逐点计算法等。本文侧重研究建筑照明照度计算的规范与规避问题。
1民用建筑电气设计规范中的照度规范
建设部和国家质量监督总局联合发布《建筑照明设计标准》(GB 50034-2004)已于2004年实施,把各建筑场所对应于照度标准的照明功率密度LPD指标(即每平方米消耗的电功率)作为强制性条文加以限制。简介如下:
圆形发光体的直径小于其至受照面距离的1/5或线形发光体的长度小于照射距离(斜距)的1/4时,可视为点光源。
当发光体的宽度小于计算高度的1/4,长度大于计算高度的1/2,发光体间隔较小且等距的成行排列时,可视为连续线光源。
面光源系指发光体的形状和尺寸在照明场所中占有很大比例,并且已超出点线光源所具有的形状概念。
单位容量法等简化计算方法只适用于方案或初步设计时的近似计算。
点照度计算适用于室内外照明(如体育馆、场)的直射光对任意平面上一点照度的计算,其中:点光源点照度计算可采用平方反比法。线光源点照度计算可采用方位系数法。面光源点照度计算可采用形状因数法(或称立体角投影率法)。当室内反射性较好时,尚应计及相互反射光分量对照度计算结果产生的影响。
平均照度计算适用于房间长度小于宽度的4倍、灯具为均匀布置以及使用对称或近似对称光强分布灯具时的照度计算,可采用利用系数法。
平均球面照度(标量照度)和平均柱面照度计算,适用于在有少量视觉作业的房间如大门厅、大休息厅、候车室、营业厅等的照度计算,可采用流明法。
由于光源的光通衰减、灯具积尘和房间表面污染而引起的照度降低,在计算照度时应计入维护系数。在进行室外照度计算时,应计入30%的大气吸收系数;当“维护系数”用“减光补偿系数”表示时,应按表中所列系数的倒数计算;维护照度除以维护系数即为设计的初始照度。
在选用光源功率时,允许采取较计算光通量不超过±10%幅度的偏差。
一般建筑照明的测量方法应符合现行的《室内照明测量方法》标准的规定。
2影响各类光源的照度计算的因素
光源的选择直接影响照度及照明功率密度值(LPD),要同时满足新标准对照明功率密度值和照度要求,就必须对照明设计进行详细正确的计算。否则很可能出现两种情况:一种是未采用高光效的光源及高效率的灯具,其结果满足了LPD的要求,但房间的实际照度达不到规定的照度标准;另一种情况是设计采用了高光效的光源及高效率的灯具,但房间未进行照度计算,结果其照度远远高于规定的照度标准,从而并未达到节能的目的。影响各类光源的照度计算的因素如下:
确定照度的原则多种多样,容易产生误差。如建筑根据其用途要考虑各种特殊要求,商场除要求工作面适当的水平照度外,还要有足够的空间亮度,给顾客一种明亮感和兴奋感,不同商品销售区,要求不同照度,以渲染促销重点商品;宾馆等建筑,常常运用照明来营造一种气氛,所使用的照度以至色表,有特殊的要求;体育竞赛场馆,更需要很高的垂直面照度或半柱面照度,以满足彩色电视转播的要求和观众观看的清晰和舒适感等。
确定照度的依据多种多样,容易产生误差。要认真研究识别对象的大小,即作业的精细程度;要认真研究对比度,即识别对象的亮度和所在背景亮度之差异,差异越小,对比度越小,就越难看清楚,越需要更高照度;其他因素,如视觉的连续性,识别速度,识别目标处于静止或运动状态,视距大小,视看者的年龄等。
计算的方法容易产生误差。在以往的室内照明设计中,照度计算都是手工进行,布灯的数量根据照度计算值而定,为满足水平照度与垂直照度的最佳比,要多次调整灯具的数量,每调整一次就要重新计算一次,成功的布灯方案要经过多次计算反复修正而成。计算过程较繁琐,容易出错,设计出来的文件存在很大的缺陷。
计算中的系数确定容易產生误差。利用系数u受灯具的型式、光效和配光曲线影响;与灯具悬挂高度有关,悬挂越高,反射光通越多,利用系数也越高;与房间的面积及形状有关,房间的面积越大,越接近于正方形,由于直射光通越多,利用系数也越高;与墙壁、顶棚及地板的颜色和洁污情况有关,颜色越浅,表面越洁净,反射的光通越多,利用系数也越高。
3强化照度计算的精确性,不能流于形式
有人认为照度没必要算得那么详细,大概估算一下,差不多就行。这是错误的观念。仅凭经验估算是不可能把照度控制在照明标准规定的误差范围内。影响场所照度的因素太多,其中的任何一项产生误差,都有可能使房间的照度偏离规定的误差范围。因此,要获得准确的照度非通过精确的计算不可。
目前,照度计算有三种方法:第一种是单位容量法,第二种是利用系数法,第三种是逐点计算法。单位容量法所依据的表格由于编制的时间较早,其中的数据已不适应现在新型光源、新型灯具的需要,不能做为计算的依据。目前最常用的利用系数法,由于选用光源的光通量、选用灯具的配光、灯具的效率、灯具的安装高度、房间的尺寸、房间各反射面的材质等各种因素,会产生各种误差,必然导致计算结果与实际情况的误差。逐点计算法,目前使用得不多,原因是计算比较繁琐,要花较长的时间。
所以需要设计单位要确立绿色照明设计意识,根据工程性质及计算地点确定照度标准;根据规范对该计算地点的要求选择适用的灯具及相适宜的光源;根据房间尺寸及灯具安装高度和房间各反射面材质,查找厂家灯具对应的利用系数表或者查找万能固有利用系数表,求出利用系数;计算出所需的灯具数量,并根据房间结构和自己的审美观点,确定灯具数量和灯具布置方式;用逐点计算法计算房间的平均照度、照度均匀度、UGR指标、LPD指标;最后再与规范或标准对该场所的要求值进行比较,判断此照明方案是否节能,是否满足新标准的要求。施工图审查单位应严格按标准的有关规定进行审查,不仅要审查LPD的数值,更要注意是否是在标准照度值误差范围内的LPD值,促使设计人员进行照明计算,拿出可以符合标准的计算依据。工程监理和工程验收也要做好照明审核。
参考文献
[1]赵中,余敏.基于绿色照明设计的照度计算探讨,山西建筑,2008,21.
[2]建筑照明设计标准(GB50034-2004).照明设计手册.北京照明学会照明设计专业委员会编.
[3]蒋勇,龙海珊.建筑照明照度计算探讨,中外建筑,2008,11.
作者:王学超
建筑照明照度计算论文 篇3:
我国建筑外部照明艺术的现状研究
随着科学技术的不断进步,城市建设和城市经济的不断发展,人们对物质生活与精神生活的需求也越来越高。人们的日常活动开始越来越多的由白天延伸到夜晚,从室内扩展到室外。而建筑外部照明是室外夜景艺术中的重要组成部分。
我国建筑外部照明艺术的发展历程
上世纪60年代末、70年代初,我国城市夜景以黑、白色为主,传统灯笼只有在重大节日时才会被点亮,衬托节日的气氛。
建国初期即1997年以前,是我国建筑外部照明的孕育期。建筑外部照明主要以满足功能性为主,照明设计师难以发挥艺术想象力进行美学的设计,照明的艺术设计理论都是空白,只是按照各种照明规范进行设计。1989年上海外滩的建筑外部照明成为中国室外景观照明的起点标志。1997年为喜迎香港回归,北京展开了大面积的夜景照明建设,从此中国城市建筑夜景照明开始蓬勃的发展。
改革开放蓬勃发展经济的同时,全国从东向西,从南向北,许多城市相继进行了夜景照明工程建设,建筑外部照明经历了第二阶段——萌芽期。建筑外部照明工程为人们夜生活创造了良好的夜景氛围和光环境,改变了过去单调的夜间环境,同时它还促进了旅游业、商业及其他方面的发展。作为改革开放前沿之地的北京,上海,天津,南京和沿海开放城市,具有城市特色的夜景照明不断涌现。2000年以后,城市夜晚建设更是大步向前,开始重视塑造城市的特色,建设有文化味的城市夜景。
2004年至今是我国建筑照明的成熟期,2004年国家提出节能减排的国策后,绿色健康的生活方式越来越受到人们的注重,这无疑使“绿色照明”的呼声越来越高,建筑灯光设计的发展方向是为城市创造出“艺术的光、绿色的光”。在“绿色照明”设计中,选用优质节能且光效高的照明产品就是它的本质特征,再加之用科学方法进行精心的设计,创造出一个功能合理、经济、适用的照明环境。“绿色照明”发展至今,随着新技术、新光源的不断涌现,照明效果实现了质的飞跃。在“绿色照明”发展过程中,呈现出了许多夜景照明的精品工程,如国家游泳馆——水立方,其夜景照明在奥运之夜大放异彩,令人难忘,水立方艺术灯光景观创造了世界之最。
我国与国外建筑外部照明艺术设计的差距
国外建筑外部照明设计行业发展时间早,较中国已经比较成熟。基于电气工程学的照明不再是国外对建筑外部照明设计研究的重点,国外的照明设计师更加关注于光视觉、色彩学及艺术美学等方面的表达与应用。从事照明的设计师的大部分都来自美术系、建筑系、环境艺术等,因此他们处理灯光的效果是从空间环境和艺术创造的角度出发,在国外,必须是充分掌握照明专业知识的建筑师以及艺术家才能主持重大的照明工程,从方案构思到建筑设计及照明设计,视觉艺术与信息传达都贯穿其全过程。
早在2000年,北美照明工程学会IESNA出版《北美照明手册—第9版》,前言中其主编就这样写道:“过去二十年来在照明实践中有从照明工程到照明设计的动向,从照度计算到美学评价的动向,从数量到质量的动向。”全面评估照明质量需综合考虑三种因素,一是受众者的需求,主要指作业功效,可见度,视觉影响,情绪和氛围,艺术鉴赏;二是建筑,即风格流派,标准和法规;三是经济与环境,即运行,维护,环境。
国外建筑照明设计行业发展早于中国很多年,其建筑照明设计水平更高,技术更全面,操作更规范,这就保证了最终的设计质量。建筑照明设计在国外能得到很多业主和建筑师的认同与重视,因此照明设计师具有合理的话语权和能够被给予足够的尊重,这保证了设计师的想法和意见能够得到贯彻和实施。
我国建筑外部照明现状的研究
中国照明设计的研究相对较晚,建筑照明行业的研究仅三十几年的历史。1987年中国成立了在国际照明委员会代表中国的唯一组织——中国照明学会(China Illuminating Engineering Society ),其任务是技术培训与技术咨询,组织学术研究与交流,推动了国内领域的研究与发展,促进了国内与国外照明领域的学术交流和同业科技工作者之间的合作和联系。并通过举办博览会、学术研讨会、评估会等形式,既推到了夜景照明为社会为群众服务,又促进了夜景照明的发展,近几十年,特别是近几年,夜景照明受到了政府、业主、社会公众普片关注,夜景照明已成为城市的一道风景。
近些年来,国内开始慢慢重视建筑外部照明设计,建筑外部照明设计的研究范围也日渐广泛,在建筑照明设计的理论和技术方面取得了一定的成果。如《建筑学报》、《建筑师》、《照明设计》、《世界建筑》等几种期刊的数百篇较高水平的文章发表。
在收集资料过程中,不难发现我国现有建筑照明设计仅停留在功能性研究。建筑照明产品档次较低、质量优劣差异大;对其研究停滞不前;照明能源浪费和光污染的现象严重;关于艺术方面的研究与应用很少等等;这些足以说明我国照明工程还存在很多不尽如人意之处。这些不足对人们的生活品质和可持续发展产生了影响,所以结合视觉传达理论进行建筑外部照明设计是非常有价值的。
(作者单位:湖北城市建设职业技术学院)
作者:汪帆 刘严