隨著生活水平的提高,人們對場所和空間照明的要求已經(jīng)從以前的“看得見”,提高到需要“看得清、感覺舒適”的階段,提供高質(zhì)量的照明設計迫在眉睫。所以,能夠準確、規(guī)范、科學地進行照明設計顯得尤為重要。
一、照明設計現(xiàn)狀
當前,國內(nèi)各工業(yè)、電力及民用設計院進行照明設計時,常采用的照度設計計算方法是單位容量法和利用系數(shù)法:
(1)單位容量法是以達到設計照度時1m2需要安裝的電功率(w/m2)或光通量(lm/m2)來表示。
此方法簡化了照明計算,簡便易掌握,但計算較粗獷,計算準確度較差。
(2)利用系數(shù)法是根據(jù)該空間場所的反射參數(shù)和空間比,查閱計算相應燈具的利用系數(shù)后進行照度計算的設計方法。此方法計算比較準確,計算過程比較復雜,主要適用于大空間較重要或特殊的場所。由于計算繁瑣加之燈具的利用系數(shù)表資料獲取較難,在常規(guī)設計院照明設計中較少使用。
同時,以上照明設計方法僅局限于工作面的照度計算,對于空間特定點的照度、統(tǒng)一眩光值及照明均勻度等其他照明指標難以獲取。
隨著計算機技術的發(fā)展與應用,各類照明設計軟,件的出現(xiàn)為高質(zhì)量精細化的照明設計提供了有效的工具。本文結合現(xiàn)場實例,運用dialuxevo照明設計軟件對現(xiàn)場實況進行三維仿真模型的還原,并應用高,性能照度儀進行現(xiàn)場照度實測,通過實測值和仿真計,算值的比較分析,驗證軟件的精確度。
二、dialuxevo簡介
dialuxevo是由德國dialgmbh公司開發(fā)的一款應對模擬計算室內(nèi)外照明需求,為實際配置燈具提供比較準確參考信息的仿真軟件,已在全球范圍內(nèi)獲得了廣泛的認可與應用。該軟件功能強大,可以進行室內(nèi)、室外和道路照明等各種場合的照明設計。
dialuxevo軟件操作界面簡單便捷,易懂易學,可以快速應用于設計實踐。軟件支持與autocad、mirostation的交互,可通過載入dwg或dxf文件導入房間尺寸信息,避免了手工輸入的繁瑣和誤差。
目前國內(nèi)外主流燈具廠家基本都與dialux合作發(fā)布了燈具庫插件,國外有philips(dialux飛利浦燈具庫),ge,osram,bega,erco等,國內(nèi)廠家包括雷士(dialux雷士燈具庫)、上海亞明(dialux亞明燈具庫)、三雄極光、史福特等。并且可以根據(jù)產(chǎn)品系列、產(chǎn)品編號、安裝方式、光源等不同類別對所需的燈具進行查找、添加和布置dialuxevo軟件帶有立方體、圓柱燈標準組件,以及家具、車輛等室內(nèi)外場景元素,更能導入“.sat”格式的對象文件,方便設計者模擬更加逼真的現(xiàn)場環(huán)境。
另外,dialuxevo軟件還能提供強大的報表生成功能,所生成的報表以pdf或cad的文件形式保存計算結果。生成的報表內(nèi)容包括設計方案封面,照明燈具表,燈具資料表,照明位置圖,3d效果圖,偽色表現(xiàn)圖,各計算面的等照度圖、點照度圖、灰階等照度圖等幾十項表單內(nèi)容,用戶可以根據(jù)自身需求自主選擇生成適合工程項目的報表內(nèi)容和格式。
三、實際案例
建模計算與實測結果對比分析以國內(nèi)某核電廠bop中壓配電室為研究對象,收集竣工圖并現(xiàn)場勘察核實,獲取中壓配電室的空間尺寸、燈具選型布置、配電盤布置及室內(nèi)裝修的準確信息,并在dialuxevo中進行仿真建模。
此中壓配電室空間尺寸為長24.0m,寬6.2m,層高4.2m,配電室內(nèi)地面布置了整體尺寸為18.0x1.3x2.2m(寬×深高)深藍色6.6kv中壓配電盤,為全廠bop中壓配電中心。燈具型號為飛利浦帶反光罩雙管支架熒光燈(tms011/236icgkh2xtld36w),兩行9列共計18盞,安裝高度為3.0m,如圖1所示。
根據(jù)以上資料信息對此中壓配電室進行dialuxevo建模,如圖2所示。
根據(jù)標準和配電室功能需求,選擇距地0.75m的水平面和中壓配電盤的正立面、背立面,共計3個計算研究面進行計算和研究。
通過軟件計算,這3個計算研究面的平均照度計算結果見表1。
tes-136照度計、紅外測距儀及三角架用于現(xiàn)場照度實測工作。在配電室0.75m工作面上,中壓配電盤的盤前、盤后局部區(qū)域,設置3排27個照度測量點。
在中壓配電盤的正立面和背立面分別設置2排20個照度測量點,共計40個測量點。在晚間天黑后,進行實地照度測試,測試結果如圖3~圖5所示。
經(jīng)過現(xiàn)場實測,這3個計算研究面的照度實測結果見表2。
對比表1和表2的結果,發(fā)現(xiàn)3個計算研究面平均照度的建模計算值和現(xiàn)場實測值差值比率分別為2.3%、3.2%和1.7%,說明實測和計算結果基本吻合。
為進一步對比模型計算和現(xiàn)場實測的結果,對現(xiàn)場選取測試的67個測試點,再在dialuxevo中按照坐標進行抽取計算,所得的點照度對比分析結果見表3。
從表3對比分析結果可知,3個研究面共計67個點中,偏差較大的c類點點數(shù)為6個,占比8.9%;符合標準的b類點點數(shù)為9個,占比13.4%;精確一致的a類點點數(shù)為52個,占比77.6%。符合標準的點數(shù)總占比高達91%,建模計算和現(xiàn)場測量的有效性得到了相互驗證。
綜合來看,利用dialuxevo進行照度計算,精確度高,照度分布趨勢也很接近實際值。
四、優(yōu)化設計方案
根據(jù)gb50034-2013<<建筑照明設計標準>>表5.1公共和工業(yè)建筑通房間或場所照明標準此中壓配電室按照裝置歸類,照度水求為:0.75m工作面200lx、統(tǒng)一眩光值無照明均勻度要求0.60、顯色指數(shù)要求為80,照明節(jié)能方面,其照明功率密度值(lpd)限值要求為:現(xiàn)行值和目標值分別是7.0w/m2和6.0w/m2。
上述中壓配電室的照明平均照度接近4001x、均勻度為0.47,功率密度值為9.58w/m2,顯色指數(shù)為85,其平均照度值接近標準要求值的2倍,照明均勻度均不符合要求,照明功率密度值高出規(guī)范標準要求的目標限值60%,節(jié)能效果較差,應該進行優(yōu)化設計。
利用中壓配電室dialuxevo仿真模型,布皆適合燈具進行計算??紤]到均勻度偏低和中壓配電室中壓盤盤前、盤后空間尺寸差別,擬在中壓盤前區(qū)域橫向方向增加排燈具。
同時,為了降低功率密度值(lpd),使平均照度更適合標準要求,將原采用的雙管支架熒光燈改為單管支架熒光燈。然后利用軟件進行計算并校驗各類照明指標,如某項照明指標不符合要求或不夠滿意,隨即調(diào)整燈具數(shù)量和位置,再反復進行迭代計算和校驗,直至得到滿意的優(yōu)化方案。此優(yōu)化過程中,計算機軟件的重復計算給設計帶來了極大的便捷,可以讓設計師對照明設計精益求精,追求卓越。
如果仍采用以往傳統(tǒng)的手動計算,這種優(yōu)化工作所要求的重復性工作量將是巨大的。
優(yōu)化后的設計方案具體為:采用燈具型號為飛利浦帶反光罩單管支架熒光燈(tms011/136icgkh1xtld36w);配電盤前區(qū)域布置1行7列加1行6列交錯布置,共計13盞:配電盤后區(qū)域布置1行9列一字布置,共計9盞;安裝高度均為3.0m。
優(yōu)化方案的燈具布置及等照度圖見圖6,中壓配電室優(yōu)化方案的光線追蹤效果圖見圖7,中壓配電窄照明優(yōu)化方案的各類指標值見表4。
對照照明設計標準可以看出:通過dialuxevo軟件進行的優(yōu)化設汁方案,各項照明指標均滿足標準要求,特別是節(jié)能指標非常優(yōu)秀,在滿足功能要求的前提下照明功率密度從9.58w/m2降至5.85w/m2。
降低近39%,達到照明節(jié)能的日標值。如果手工進行各類燈具各種布置方案的迭代計算和指標對比,工作量、耗時、精準度、精細化、成果輸出等方面,無法和dialuxevo軟件比擬。
五、總結下dialuxevo
通過對已建成的中壓配電室的照明設計進行dialuxevo軟件建模還原,對得到的計算值進行現(xiàn)場驗證,完全驗證了dialuxevo軟件的精確性。
同時,通過對此照明設計的優(yōu)化過程,更加體現(xiàn)了此軟件的優(yōu)勢。所以,應用dialuxevo進行照明設計,可以使得照明設計更加精確、高效和節(jié)能,值得大家嘗試。
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