核電站配電室照明燈具布置調(diào)整影響分析

曹凱

【摘要】文章通過研究核電站配電室中燈具由于通風(fēng)管干涉原因引起的照明布置變化，對(duì)兩種方案使用利用系數(shù)法計(jì)算改變布置前后房間內(nèi)的平均照度及在工作面上的點(diǎn)照度，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行科學(xué)性、理論性的分析，通過比較分析，選擇最好的解決方案。通過該問題的解決，目的使大家達(dá)到認(rèn)知并掌握正確調(diào)整燈具布置的理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】核電站;配電室;照明;影響分析? ? ? ? ? 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.34.096

1、引言

照明系統(tǒng)是核電站的重要組成部分，好的照明布置，可以為運(yùn)行和檢修人員創(chuàng)造舒適合理的視看環(huán)境，提高運(yùn)行維護(hù)的工作效率，保證核電站安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。光線太強(qiáng)或者太弱均會(huì)影響運(yùn)行和檢修人員站內(nèi)工作的效率。因此，我們必須要了解多強(qiáng)的光是適合工作的。照度即為光照強(qiáng)度，物理上可以解釋為單位面積上通過的光通量。

在M310及ASE91等核電照明安裝工程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)照明專業(yè)與其他專業(yè)碰撞從而調(diào)整燈具布置的情況，照明布置的改變勢必改變?cè)O(shè)計(jì)的照度。在滿足原設(shè)計(jì)的照度及國家規(guī)范要求的前提下，如何選用最佳的調(diào)整方案是重中之重。

2、配電室燈具布置問題分析

核電31UCB08130房間（配電室）中存在大量的BFA、BFB、BFK、BMJ等低壓配電設(shè)備，其作為核電系統(tǒng)中的低壓動(dòng)力控制樞紐，操作員記錄房間中盤柜數(shù)據(jù)、動(dòng)作都關(guān)系著整個(gè)核電系統(tǒng)運(yùn)行的安全，現(xiàn)場優(yōu)良的照明起著重要作用。

31UCB08130房間中，俄羅斯設(shè)計(jì)院照明燈具布置采用的燈具型號(hào)是INOX LED1200 60W，由于合同中規(guī)定燈具屬于中方供貨，經(jīng)過中方轉(zhuǎn)換為國之光廠家GZG-LSF1250型號(hào)的燈具。

GZG-LSF1250型號(hào)燈具的技術(shù)參數(shù)是：電壓220V，功率50W，光通量3443Lm，防護(hù)等級(jí)IP65，外形尺寸為210×1310×100mm。

圖1云圖所示31UCB08130房間中正常照明燈具的安裝方式是距地面3.5米掛墻安裝，但燈具被縱向風(fēng)管擋住，導(dǎo)致設(shè)備作業(yè)面的亮度太低，影響現(xiàn)場工作人員操作及數(shù)據(jù)的記錄，照明無法滿足現(xiàn)場運(yùn)行要求。

平均照度的計(jì)算通常應(yīng)用利用系數(shù)法，該方法考慮了由光源直接投射到工作面上的光通量和經(jīng)過室內(nèi)表面相互反射后再投射到工作面上的光通量。利用系數(shù)法適用于燈具均勻布置、墻和天花板反射系數(shù)高、空間無大型設(shè)備遮擋的室內(nèi)一般照明。

應(yīng)用利用系數(shù)法計(jì)算平均照度的基本公式：

式中：

Eav——工作面上的平均照度，lx;

?——光源光通量（按照國際規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)人眼視覺特性評(píng)價(jià)的輻射通量的導(dǎo)出量），lm;

N——光源數(shù)量;

U——利用系數(shù)（由燈具的照射和墻、頂棚的反射而得到的光通量與光源發(fā)射的額定光通量之比。所以，他與燈具類型、燈具效率、照明方式、房間內(nèi)各表面的反射系數(shù)有關(guān)。與燈具效率相比，燈具的利用系數(shù)反映的是光源光通量最終在工作面上的利用程度）;

A——工作面面積，m2;

K——燈具的維護(hù)系數(shù)（照明設(shè)備使用一定周期后，在工作面上產(chǎn)生的平均照度與該裝置在相同條件下新安裝時(shí)產(chǎn)生的平均照度之比。為使招募場所實(shí)際照度水平不低于規(guī)定維持的平均照度值，照明設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮因光源的光通量的衰減、燈具和房間表面污染引起的照度降低，因此，照度計(jì)算時(shí)應(yīng)計(jì)入維護(hù)系數(shù)值[2]K=0.80;

根據(jù)公式（2-1）計(jì)算31UCB08130房間內(nèi)的平均照度，可得：

GB50034-2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定配電裝置室的平均照度要求最低要求是200lx，很顯然，調(diào)整前房間內(nèi)的平均照度不滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

3、調(diào)整方案的比較、分析與論證

針對(duì)照明不滿足現(xiàn)場安裝需求，現(xiàn)場實(shí)行的調(diào)整方案有兩種：

3.1方案一

降低燈具的安裝標(biāo)高，固定在墻上安裝。

3.1.1方案一的平均照度分析計(jì)算

燈具調(diào)整后的該房間平均照度根據(jù)公式2-1計(jì)算

可得：

3.1.2方案一工作面的點(diǎn)照度分析計(jì)算

根據(jù)圖1，線光源在垂直工作面P點(diǎn)上的點(diǎn)照度計(jì)算公式為：

式中：

——線光源光通量為1000lm時(shí)，在θ平面上垂直于軸線的單位長度光強(qiáng)，cd/m;

?——光源光通量，lm;

h——線光源在計(jì)算水平面上的計(jì)算高度，m;

AF——垂直方位系數(shù)。

線光源指的寬度b小長度L小的多的發(fā)光體。線光源的長度小于計(jì)算高度的1/4（即L<1/4 h）時(shí)，按點(diǎn)光源進(jìn)行照度計(jì)算，其誤差小于5%。當(dāng)L≥1/4 h時(shí)，一般應(yīng)按線光源進(jìn)行點(diǎn)照度計(jì)算[3]。

當(dāng)線光源由間斷的各段光源構(gòu)成，各段光源的特性相同（即采用相同的燈具），并按統(tǒng)一軸線布置，而各段的間距s又不大時(shí)，可以視為連續(xù)的線光源。不連續(xù)線光源按連續(xù)光源計(jì)算照度當(dāng)其距離時(shí)，誤差小于10%。此時(shí)光強(qiáng)或單位長度光強(qiáng)應(yīng)乘以一個(gè)修正系數(shù)C，其計(jì)算公式為：

式中：

l'——各段燈具長度;

s——各段燈具間的距離;

N——整列光源中的燈具數(shù)量;

在31UCB08130房間中，調(diào)整后的燈具之間的間距s=0.50m，高度h=1.0m，cosθ=0.78，經(jīng)計(jì)算可知，所以可以視為連續(xù)的線光源，此時(shí)無需考慮修正系數(shù)。

根據(jù)公式2-3計(jì)算可得：

3.2方案二

將燈具移動(dòng)到風(fēng)管另外一側(cè)安裝，燈具的安裝方式改為懸掛式安裝。

3.2.1方案二的平均照度分析計(jì)算

燈具調(diào)整后的該房間平均照度根據(jù)式2-1計(jì)算

可得：

3.2.2方案二工作面的點(diǎn)照度分析計(jì)算

按照方案二調(diào)整后的燈具之間的間距s=0.50m，高度h=1.0m，cosθ=0.78，經(jīng)計(jì)算可知，所以可以視為連續(xù)的線光源。

根據(jù)公式2-2計(jì)算可得：

3.3 方案一與方案二的比較、分析

（1）燈具根據(jù)方案一與方案二調(diào)整后的平均照度都是211Lx，通過對(duì)比，211Lx的照度都能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50034-2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定;

（2）設(shè)備工作面上的點(diǎn)照度通過比較可知，方案二的63.2Lx的點(diǎn)照度優(yōu)于方案一的50Lx的點(diǎn)照度;

（3）方案一的方法解決了照明不被遮擋的問題，但是由于設(shè)備31BFB03的工作面高度為0.5至1.7米，當(dāng)記錄人員在設(shè)備前方記錄數(shù)據(jù)的時(shí)候，燈光處在背后，會(huì)有陰影投射在工作面上，陰影的存在可能會(huì)影響設(shè)備的讀數(shù)及工作人員對(duì)工作面上顏色的識(shí)別。方案二不僅解決了照明不被遮擋的問題，而且解決了工作面陰影區(qū)域存在的問題。這方面，方案二優(yōu)于方案一。

綜合分析，采用了方案二來滿足現(xiàn)場安裝。

結(jié)論：

本文通過對(duì)核電配電室房間內(nèi)燈具布置調(diào)整的影響分析，分別分析了兩種方案對(duì)房間內(nèi)平均照度及工作面點(diǎn)照度產(chǎn)生的影響。得出的結(jié)論為：方案二對(duì)配電室房間內(nèi)燈具布置調(diào)整方案是合理的。

通過本課題的研究，向大家闡述在核電站照明布置修改時(shí)所需要的理論依據(jù)，希望對(duì)核電站乃至其他項(xiàng)目安裝過程中已經(jīng)處理或者將要處理的照明修改問題提供一定的指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴瑜興，民工建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版），中國建筑工業(yè)出版社，2007;

[2]北京照明學(xué)會(huì)照明設(shè)計(jì)專業(yè)委員會(huì)，照明設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版），中國電力出版社，2006。

[3]GB50034-2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》