照明計(jì)算軟件—DIALux在防爆燈具照明方案中的應(yīng)用

張乃月

(合隆防爆電氣有限公司，浙江 樂(lè)清 325600)

1 廠用防爆照明領(lǐng)域背景

廠用防爆燈具應(yīng)用在Ⅱ類危險(xiǎn)場(chǎng)所，即除煤礦瓦斯氣體之外的其他爆炸性氣體環(huán)境，如:石油、化工、冶金、電力、船舶、醫(yī)藥、紡織、釀酒、航天、軍工、消防等各個(gè)領(lǐng)域，因其使用場(chǎng)所的廣泛性，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)不同的安裝方式和照明需求，對(duì)各種結(jié)構(gòu)、各種光源的燈具需求非常大，隨著節(jié)能和環(huán)保的意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，越來(lái)越多的設(shè)計(jì)者和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人漸漸趨向于采用小功率、高光效、長(zhǎng)壽命、免維護(hù)的LED、無(wú)極燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高壓納燈和金鹵燈、熒光燈等。為響應(yīng)國(guó)家“節(jié)能減排”的號(hào)召，真正實(shí)現(xiàn)既環(huán)保又節(jié)能，很多使用者明確將節(jié)能、高光效列為項(xiàng)目入選的硬性指標(biāo)，對(duì)燈具的高要求推進(jìn)了照明行業(yè)科學(xué)發(fā)展的步伐。

2 DIALux軟件的特點(diǎn)

(1)DIALux是針對(duì)專業(yè)照明規(guī)劃所發(fā)展的完整應(yīng)用軟件，并且對(duì)所有燈具廠商開(kāi)放，官方網(wǎng)站即可免費(fèi)下載，目前DIALux有二十六種語(yǔ)言版本，包含世界所有重要的語(yǔ)言，適合各國(guó)不同的人群。

(2)DIALux軟件操作簡(jiǎn)單、通俗易懂，圖形編輯和繪制可以與AutoCAD互相通用，是燈具設(shè)計(jì)人員非常好的現(xiàn)場(chǎng)模擬軟件。

(3)計(jì)算結(jié)果精準(zhǔn)、快速，完全顛覆以往設(shè)計(jì)師憑經(jīng)驗(yàn)計(jì)算和感覺(jué)評(píng)估，直接準(zhǔn)確的評(píng)判出燈具及燈具使用方案的對(duì)比性及優(yōu)越性。

(4)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)人員向客戶表達(dá)設(shè)計(jì)意圖與結(jié)論的過(guò)程，住宅、商場(chǎng)、廠房、辦公室、醫(yī)院、景觀、建筑物、道路等所有照明工程設(shè)計(jì)均可使用同一個(gè)軟件，避免學(xué)習(xí)過(guò)多軟件的時(shí)間和精力，可以任意增加、變換設(shè)計(jì)的創(chuàng)作思維和表達(dá)意向。

(5)設(shè)有精簡(jiǎn)版的藍(lán)精靈附助軟件，可以更加快速、簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)出室內(nèi)照明方案，基本參數(shù)均為可選擇性，如:反射系數(shù)中石灰為47%，即使沒(méi)有專業(yè)光學(xué)知識(shí)的初學(xué)者也能很快上手，軟件系統(tǒng)內(nèi)還能自動(dòng)根據(jù)所需照度值推薦燈具的擺放位置和安裝數(shù)量等。

(6)設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)室內(nèi)、室外、道路、體育場(chǎng)等模塊，如:室外模塊一般可以模擬高桿燈、廣場(chǎng)燈等，室內(nèi)可以模擬各種形式結(jié)構(gòu)的廠房照明，基本參數(shù)設(shè)置好，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況排列好燈具安裝位置及安裝方式即可計(jì)算出模擬照度值。

(7)DIALux引入了光影跟蹤的渲染器，不僅僅提供枯燥的數(shù)據(jù)結(jié)果，還能夠提供照明模擬圖片使得最后結(jié)果可以輸出生動(dòng)、逼真的3D效果圖，還有大量的實(shí)物勾畫(huà)功能，可以更生動(dòng)、形象的模擬各種室內(nèi)、室外照明，有各種家具、建筑部件、車輛、人物等模型，使方案更生動(dòng)有趣，使初學(xué)者和使用者產(chǎn)生很大的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，如圖1為加油站的燈具布置圖，圖2為加油站的照明設(shè)計(jì)效果圖。

圖1 加油站的燈具布置圖

圖2 加油站的照明設(shè)計(jì)效果圖

(8)DIALux軟件能方便、快捷計(jì)算出所需的照明設(shè)計(jì)方案，并輸出完整的PDF報(bào)表，報(bào)表功能十分強(qiáng)大，在經(jīng)過(guò)計(jì)算后從其報(bào)表中可以詳細(xì)的看到我們?cè)O(shè)定范圍內(nèi)所使用燈具效果是否滿足現(xiàn)場(chǎng)需求，可以反映出照明器具表、眩光資料表、等照度圖、點(diǎn)照度值、灰階圖等等，并且還可以將報(bào)表按照方位分別表現(xiàn)出來(lái)。

(9)DIALux本身是一本生動(dòng)、通俗易懂的教材，使設(shè)計(jì)師們?cè)谂d趣中學(xué)習(xí)起來(lái)，不斷對(duì)照明行業(yè)專業(yè)起來(lái)，是照明設(shè)計(jì)師必不可少的一個(gè)應(yīng)用軟件，在平常的工作中充分感覺(jué)到DIALux給予非常大的幫助，對(duì)我們確定設(shè)計(jì)方案起到事半功倍的效果，但是對(duì)于千變?nèi)f化的現(xiàn)實(shí)自然界，再全面的軟件也不可能做出對(duì)完全準(zhǔn)確的模擬分析，要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)學(xué)習(xí)和掌握先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和相關(guān)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，為客戶提供更加舒適和安全的照明條件。

3 DIALux軟件的應(yīng)用

在項(xiàng)目前期的燈具節(jié)能應(yīng)用的對(duì)比方案中，我們離不開(kāi)DIALux，現(xiàn)將工作中常設(shè)計(jì)到的廠用防爆區(qū)域照明方案介紹如下:

(1)設(shè)計(jì)師要做出一套符合現(xiàn)場(chǎng)需求、滿足節(jié)能、環(huán)保要求的照明方案必須具備以下幾個(gè)前提:

①熟悉基本的光學(xué)知識(shí)和相關(guān)照明標(biāo)準(zhǔn);

②能操作相關(guān)測(cè)試設(shè)備和照明方案設(shè)計(jì)軟件(DIALux、lights等);

③熟悉不同光源的特性與各種燈具結(jié)構(gòu)的特性;

④前期與現(xiàn)場(chǎng)人員的溝通交流，需要搜集一些關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，如:室內(nèi)方案需要空間尺寸、燈具預(yù)計(jì)安裝方式、燈具初步選型、空間的實(shí)際情況、空間的反射系數(shù)等;室外的照明方案需要空間尺寸、燈具安裝方式、燈具初步選型等。

在此簡(jiǎn)單介紹下常用的光學(xué)術(shù)語(yǔ):

光通量:光源發(fā)射并被人的眼睛接收的能量總和即為光通量，單位—流明lm;

光效:電能轉(zhuǎn)換成光能的效率，單位—流明每瓦lm/W;

配光曲線:光源(或燈具)在空間各個(gè)方向的光強(qiáng)分布，一般有三種表示方法:一是極坐標(biāo)法，二是直角坐標(biāo)法，三是等光強(qiáng)曲線;

照度:光通量與被照射面積之間的比例系數(shù)，單位—勒克司lx，1lx即指1lm的光通量平均分布在面積1m2平面上的明亮度;

照度均勻度:最小照度值/平均照度值。

(2)在道路照明設(shè)計(jì)方案中，需提前了解現(xiàn)場(chǎng)的路寬、車道情況、燈具的安裝間距及排列情況、意向選型燈具類型及道路反射系數(shù)、燈具的維護(hù)系數(shù)及觀察者的觀察角度等等信息，通過(guò)軟件靈活布置燈具有效避免道路眩光，發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)燈具的最大照明效果。

用DIALux計(jì)算道路照明結(jié)果中包含了路面等照度圖、均勻度等，在之前的計(jì)算工作中，我們需要通過(guò)一系列的公式，利用燈具的光度測(cè)試報(bào)告中提供的光度數(shù)據(jù)，依照燈具的實(shí)際安裝情況和道路的幾何條件來(lái)進(jìn)行繁冗的手工計(jì)算才能得到計(jì)算結(jié)果，隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)目益成熟，許多軟件開(kāi)發(fā)人員對(duì)照明計(jì)算軟件進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)出許多人性化的計(jì)算軟件，通過(guò)它們使得照明計(jì)算可以在極短的時(shí)間得出結(jié)果，可以詳細(xì)計(jì)算出每個(gè)點(diǎn)的照度值，在建筑未投入前進(jìn)行有效的節(jié)能對(duì)比和前期投資預(yù)估，這些照明計(jì)算軟件無(wú)疑是設(shè)計(jì)師的福音，設(shè)計(jì)師可以專注于設(shè)計(jì)，十分便捷地通過(guò)計(jì)算結(jié)果不斷調(diào)整方案，使得設(shè)計(jì)更有根據(jù)、更具科學(xué)性。

在此我們?cè)敿?xì)列舉道路照明對(duì)比實(shí)例來(lái)說(shuō)明軟件在節(jié)能對(duì)比方案的應(yīng)用:

我們現(xiàn)設(shè)計(jì)一道路照明方案，采購(gòu)商意向采用120W矩形LED防爆路燈與125W圓形防爆無(wú)極燈具，現(xiàn)對(duì)兩種燈具做一對(duì)比;

兩款燈具的現(xiàn)場(chǎng)基本參數(shù)均一致，如圖3～圖6。

圖3

圖4

圖5

圖6

燈具排列3D效果如圖7。

圖7 燈具排列3D效果圖

通過(guò)設(shè)定基本參數(shù)，導(dǎo)入燈具對(duì)應(yīng)的配光曲線計(jì)算得出的數(shù)值如圖8為120WLED防爆燈具的等照度圖，圖9為125W防爆無(wú)極燈具的等照度圖。

從圖7、8中我們可以看出LED燈的平均照度為14Lx，最小為8.34Lx，最大為20Lx;無(wú)極燈的平均照度為6.15Lx，最小為5.50Lx，最大為7.11Lx;相比而言LED防爆燈具更能滿足現(xiàn)場(chǎng)需求，其照度值高、燈具功率較低。由此看出:軟件可以快速、直觀的計(jì)算出兩種方案的等照度圖，從而方便的進(jìn)行效果對(duì)比。

同理，我們?cè)谠O(shè)計(jì)單體燈具時(shí)，也可以用相同的空間參數(shù)導(dǎo)入兩款燈具的配光曲線計(jì)算出結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以了解所設(shè)計(jì)燈具的結(jié)構(gòu)缺陷，并不斷進(jìn)行改進(jìn)與提升。

(3)照明計(jì)算軟件對(duì)于設(shè)計(jì)師而言，是真正意義上的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，目前較為廣泛使用的照明計(jì)算軟件當(dāng)數(shù)DIALux和Agi32了，DIALux是由德國(guó)的DIALGmbH公司進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，主要應(yīng)用于歐洲，近些年進(jìn)入中國(guó)，已有中文簡(jiǎn)體版本。由于其免費(fèi)使用的策略有很多人在使用，通過(guò)提前的模擬照明與預(yù)算設(shè)計(jì)，大大縮短設(shè)計(jì)周期及設(shè)計(jì)費(fèi)用，避免不必要的損耗，使建筑和照明設(shè)計(jì)更科學(xué)、更合理。

圖8 120WLED防爆燈具的等照度圖

圖9 125W防爆無(wú)極燈具的等照度圖

4 結(jié)語(yǔ)

隨著城市現(xiàn)代化水平的提高，燈光夜景建設(shè)已成為城市規(guī)劃建設(shè)水平的重要標(biāo)志。希望防爆燈具在漸漸改變粗曠外形、沉重體積的同時(shí)，在設(shè)計(jì)中根據(jù)場(chǎng)所需求將夜晚的照明更均勻、柔和、科學(xué)、人性化，使操作者和身臨其處者感受到光的溫馨和舒適，將廠區(qū)照明、工業(yè)照明設(shè)計(jì)的更美觀、更時(shí)尚。