飛機(jī)庫照明設(shè)計(jì)淺析

朱 華,杜 磊,賈周頂,馬潞潞,王 川

(1.93204部隊(duì)，北京 100068；2.龍盾智能科技有限公司，江蘇 南京 210001)

引言

飛機(jī)庫是一種用來停放及維護(hù)飛機(jī)等航空器的封閉建筑，機(jī)庫的存在讓維護(hù)人員能方便舒適地對(duì)飛機(jī)進(jìn)行維護(hù)，也可保護(hù)飛機(jī)降低因外在因素而受損的可能。

早期飛機(jī)體形較小，多停放于磚混結(jié)構(gòu)或磚木結(jié)構(gòu)的倉庫中，電氣化照明發(fā)展也處于萌芽階段，所以彼時(shí)機(jī)庫照明多以煤油燈/煤氣燈作為主要照明燈具。隨著飛機(jī)尺寸不斷增大，現(xiàn)代飛機(jī)庫多以框架結(jié)構(gòu)為主，以梁柱作為主承重體系，屋面多采用平板網(wǎng)架或排架形式，以減輕屋頂重量、增加機(jī)庫跨度。隨著電氣化發(fā)展，機(jī)庫照明經(jīng)歷了熱輻射光源時(shí)代及氣體放電光源時(shí)代，隨著發(fā)光二極管的普及，機(jī)庫照明正逐步走向半導(dǎo)體固態(tài)光源時(shí)代。

1 飛機(jī)庫照明需求分析

機(jī)庫的照明設(shè)計(jì)是機(jī)庫電氣設(shè)計(jì)的重要組成部分，也是機(jī)庫內(nèi)部滿足使用功能的重要組成部分之一。機(jī)庫照明設(shè)計(jì)應(yīng)能保證機(jī)庫相關(guān)工作能夠安全、高效和不間斷地進(jìn)行，保證為庫內(nèi)人員保持足夠高的勞動(dòng)效率，降低工作作業(yè)的差錯(cuò)和誤差率，提供必要的照明環(huán)境。

1.1 飛機(jī)庫的空間因素

飛機(jī)種類、用途得到了飛速發(fā)展，動(dòng)力飛機(jī)中尺寸差異較大，大飛機(jī)有翼展88.4 m的An-225、翼展79.8 m的A380-800等，小飛機(jī)有翼展4.9 m的蟋蟀飛機(jī)、翼展12 m的零式、翼展13.87 m的劍魚等。本文僅對(duì)翼展大于5 m的飛機(jī)進(jìn)行分析討論。表1為一些常見的中大型飛機(jī)的尺寸。

表1 一些常見的中大型飛機(jī)的尺寸

飛機(jī)可根據(jù)翼展分為6個(gè)級(jí)別，見表2。從照明設(shè)計(jì)角度，我們依照經(jīng)驗(yàn)參考《民用機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(MHT 5001—2021)[1]并根據(jù)飛機(jī)停放區(qū)域面積，將機(jī)庫分為大、中、小、微四種，見表3。

表2 根據(jù)飛行區(qū)指標(biāo)確定機(jī)型大小[1]

表3 不同類型機(jī)庫可停放飛行器關(guān)系表

一般來說微型機(jī)庫多停放A、B類機(jī)型，小型機(jī)庫多停放B、C類機(jī)型，中型機(jī)庫多停放C、D類機(jī)型，D類及以上機(jī)型多停放在大型機(jī)庫中。由此可知，一般機(jī)庫都需同時(shí)兼顧多機(jī)型飛機(jī)停放作業(yè)，由于飛機(jī)停放區(qū)域面積較大、層高較高，在照明設(shè)計(jì)中對(duì)燈具選型、布置、控制及安裝方式等有較高的要求，并要求設(shè)計(jì)者選擇合理的照明燈具及照明方式，對(duì)于照度、照明均勻度、眩光、顯色性等各項(xiàng)指標(biāo)要求較高。

1.2 飛機(jī)庫的用途因素

根據(jù)飛機(jī)庫的用途，一般飛機(jī)庫可分為停機(jī)庫及修理機(jī)庫。停機(jī)庫主要用于飛機(jī)停放和簡(jiǎn)單的保養(yǎng)作業(yè)，沒有檢修維護(hù)等需求，對(duì)照明要求較低，對(duì)于照度、照明均勻度、眩光、顯色性等指標(biāo)要求較低。修理機(jī)庫主要用于飛機(jī)的定檢、維修作業(yè)，此時(shí)機(jī)庫的照明應(yīng)為機(jī)務(wù)人員提供較好的視覺環(huán)境，滿足機(jī)務(wù)人員的檢修要求。具體照明要求如表4所示。

表4 不同用途機(jī)庫對(duì)機(jī)庫照明的要求

1.3 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范要求

現(xiàn)階段尚無相關(guān)國標(biāo)規(guī)范對(duì)飛機(jī)庫的機(jī)庫大廳照明做詳細(xì)要求。僅能參考相關(guān)行業(yè)及通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范，詳見表5。

鑒于目前尚無詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)，考慮到機(jī)務(wù)人員的作業(yè)需求并參考高大空間的工廠及倉庫取值，最終飛機(jī)停放區(qū)域照度停機(jī)庫取300 lx，修理機(jī)庫取500 lx，疏散用應(yīng)急照明地面照度取1.0 lx。

2 飛機(jī)庫照明設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 光源選擇

根據(jù)飛機(jī)庫的高度及使用特點(diǎn)，可用于飛機(jī)庫照明的光源主要有熒光燈、金屬鹵化物燈、鈉燈和LED等。

(1)熒光燈。熒光燈應(yīng)用廣泛，有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、光效高、發(fā)光柔和、壽命長等特點(diǎn)，屬高效節(jié)能光源。T5熒光燈光效可達(dá)80～100 lm/W，顯色指數(shù)Ra可達(dá)85，色溫可達(dá)2 700～6 500 K，壽命可達(dá)24 000 h。由于熒光燈安裝高度一般為2.0～3.0 m，可用于多種停放機(jī)庫的微、小型機(jī)庫。

表5 規(guī)范條文對(duì)照表

(2)金屬鹵化物燈。金屬鹵化物燈是在高壓汞燈基礎(chǔ)上添加各種金屬鹵化物制成的光源。它的光效可達(dá)65～140 lm/W。由于金屬鹵化物燈的光譜是在連續(xù)光譜的基礎(chǔ)上疊加了密集的線狀光譜，顯色性Ra可達(dá)95，大功率金屬鹵化物燈壽命可達(dá)6 000～12 000 h。另外，金屬鹵化物燈的色溫高，可達(dá)5 000～6 000 K，專用投影機(jī)燈可達(dá)7 000～20 000 K。金屬鹵化物燈具有光效高、壽命長、顯色性好等特點(diǎn)[6]。在機(jī)庫中金屬鹵化物燈的安裝高度一般為4.0～9.0 m，可用于多種停放或檢修維護(hù)等用機(jī)庫的大、中、小型機(jī)庫。

(3)鈉燈。鈉燈分為高壓鈉燈和低壓鈉燈，高壓鈉燈又分普通高壓鈉燈、中顯色高壓鈉燈和高顯色高壓鈉燈。高壓鈉燈是一種高壓鈉蒸汽放電燈泡，其放電管采用抗鈉腐蝕的半透明多晶氧化鋁陶瓷制成，工作時(shí)發(fā)出金白色光。光效可達(dá)120～140 lm/W，壽命可達(dá)16 000～32 000 h。高壓鈉燈色溫較低為2 000～2 150 K，色彩還原性較差，Ra為20～25。中顯色高壓鈉燈和高顯色高壓鈉燈是在普通高壓鈉燈的基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高電弧管內(nèi)的鈉蒸氣氣壓，從而提高高壓鈉燈的色溫度，改善顯色性。中顯色高壓鈉燈色溫為2 200 K，顯色指數(shù)Ra提高至60；高顯色高壓鈉燈相關(guān)色溫為2 500 K，平均顯色指數(shù)Ra提高至85[6]。高壓鈉燈安裝高度一般為4.0～9.0 m，可用于多種停放機(jī)庫的大、中型機(jī)庫。

低壓鈉燈是氣體放電燈中光效較高的種類，光效可達(dá)140～200 lm/W，光色柔和、眩光小、透霧能力極強(qiáng)。但低壓鈉燈敷設(shè)近乎單色黃光，分辨顏色的能力差。因低壓鈉燈具有穿透性強(qiáng)、光效高等特性[6]，更適合機(jī)庫外側(cè)對(duì)庫前坪的泛光照明。

(4)LED光源。LED光源的發(fā)光原理與氣體放電燈的發(fā)光原理不同，它的能量轉(zhuǎn)化效率非常高，光效可達(dá)60～120 lm/W。LED光源其本身不含有毒有害物質(zhì)，沒有干擾輻射，色域?qū)挕⑸曙柡投雀?，工作時(shí)產(chǎn)生熱量較大，響應(yīng)速度快同時(shí)光源的使用壽命可長達(dá)25 000～50 000 h。

典型的LED光源的光譜范圍都比較窄，可以隨意進(jìn)行多樣化的搭配組合，組合后的LED光源鮮艷飽和、純正，無需濾光鏡，可用紅綠藍(lán)三色元素調(diào)成各種不同的顏色，實(shí)現(xiàn)多變、逐變、混光效果，顯色效果佳，平均顯色指數(shù)Ra可達(dá)90；可實(shí)現(xiàn)亮度連續(xù)可調(diào)，色彩純度高，可實(shí)現(xiàn)色彩動(dòng)態(tài)變換和數(shù)字化控制[7]。目前LED光源的燈具種類多樣，適用于各類型的機(jī)庫，可用于多種停放或檢修維護(hù)等用機(jī)庫的大、中、小、微型機(jī)庫。

2.2 燈具選擇與安裝

照明燈具型號(hào)選型和安裝方式密不可分，根據(jù)燈具安裝方式主要分為吸頂式、嵌入式、懸吊式和壁式燈具，詳見表6。

小型機(jī)庫由于層高較低，照明設(shè)計(jì)時(shí)和倉庫類似，機(jī)庫大廳照明燈具多采用吸頂式燈具。大型機(jī)庫多為高大空間的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，因高大空間內(nèi)燈具光通量除了被工作面利用，還會(huì)被天花板和墻壁利用。因此，找到工作面與天花板、墻壁的相應(yīng)關(guān)系即可得到工作面上的光通量利用程度(圖1)[9]。

表6 按燈具的安裝方式分類和選型[8]

圖1 房間空間的劃分Fig.1 Segmentation of room space

大型機(jī)庫層高較高、面積大，由于庫內(nèi)通風(fēng)需要，其供照明反射的墻壁較少。一般而言，室空間比值均較大，燈具利用系數(shù)較小。天花板上的照度對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)幫助不大，屬于需要節(jié)約的部分。控制燈具的配光曲線，一般可以有效地減少燈具用于天花板上的光通量。我們假定天花板照度為0，即燈具貢獻(xiàn)的所有光通量都投射在墻壁和工作面上[9]。

一般燈具按照輻射光通量在空間分布特性比例分為直接型、半直接型、直接間接(均勻擴(kuò)散)型、半間接型和間接型照明等五種方式，見表7。

表7 光通量在上下半球空間分配比例表[8]

根據(jù)表7及高大空間的特點(diǎn)，高大空間照明多采用光通量較高直接型燈具。如同為高大空間建的航站樓、候車大廳等多采用直接照明方式。直接型燈具效率較高，燈具布置時(shí)對(duì)比其他類型燈具可減少部分燈具數(shù)量，由于燈具需安裝在建筑頂部，對(duì)燈具的眩光控制、安裝及維修都有一定的難度。

間接照明是利用頂棚或其他結(jié)構(gòu)裝飾物反射來照亮整個(gè)空間，有時(shí)為了保證地面照度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，頂部的照度值會(huì)更大才能滿足地面照度的要求，此種設(shè)計(jì)方案雖然可以保證較好的美觀性和舒適性，但是需要的燈具數(shù)量及功率需求將會(huì)很大，效率較低、能耗較大[10]。所以采用直接型燈具懸吊式安裝是機(jī)庫大廳照明燈具選型最好的選擇。

針對(duì)層高較低的小型機(jī)庫一般采用吸頂式燈具，燈具直接安裝于屋頂結(jié)構(gòu)上，安裝方式簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟，與庫內(nèi)檢修桁吊等設(shè)備發(fā)生空間位置沖突概率很低。

大型機(jī)庫由于層高、空間等因素一般采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，照明多安裝在屋頂網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上。為避免與庫內(nèi)桁吊發(fā)生空間沖突，燈具安裝一般有兩種方式：

(1)一般采用焊接在屋頂網(wǎng)架上弦球的支架鏈吊燈具。

(2)通過焊接在屋頂網(wǎng)架上弦球的支架吊鏈或管吊燈具，燈具安裝位置與下弦球持平。

兩種安裝方式均對(duì)結(jié)構(gòu)專業(yè)影響較小，但對(duì)燈具布置方案限制較多。方式一吊裝架結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，但燈具吊鏈較短無過多擺動(dòng)。方式二因?yàn)槲蓓斁W(wǎng)架上下兩層間距一般較大，故燈具與球節(jié)點(diǎn)直線距離一般較長易產(chǎn)生相對(duì)擺動(dòng)。

綜上所述燈具安裝方式采用第一種方式，通過焊接在屋頂網(wǎng)架下弦球的支架鏈吊燈具。

一般小型機(jī)庫內(nèi)凈高較小，機(jī)庫大廳停機(jī)區(qū)域較小。燈具安裝位置可以根據(jù)停放機(jī)型種類“量身訂制”，即盡量避開飛機(jī)停放位的投影區(qū)域，這樣也能避免因燈具自發(fā)熱對(duì)飛機(jī)的“烘烤”。

2.3 燈具的防墜落

在飛機(jī)庫的照明設(shè)計(jì)中，無法避免的是燈具及其附屬部件在使用過程中的防墜落問題。尤其在中大型機(jī)庫中，庫內(nèi)多為高大空間，停放飛機(jī)種類存在多樣性。停機(jī)大廳內(nèi)可能存在多種類機(jī)型混合停放的情況。此時(shí)燈具布置多跟隨屋頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行均勻布置，因?yàn)閹靸?nèi)凈高較高，此時(shí)不用考慮燈具自身發(fā)熱對(duì)飛機(jī)的“烘烤”。

機(jī)庫內(nèi)停放的飛機(jī)往往造價(jià)高昂，為防止高空墜物，在燈具選型設(shè)計(jì)中對(duì)固定牢固可靠性要求凸顯而出?，F(xiàn)行規(guī)范對(duì)于機(jī)庫內(nèi)燈具選型安裝要求較少，在《飛機(jī)噴漆庫設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50671—2011)[3]中有“9.2.3飛機(jī)噴漆區(qū)的照明應(yīng)具有防止燈具及其碎片墜落的防護(hù)措施”要求。對(duì)此條文解釋為“飛機(jī)噴漆機(jī)庫為高大空間，燈具懸掛高度通常為十幾米甚至二三十米，任何墜落物都可能對(duì)人員或飛機(jī)造成很大的傷害?！?/p>

根據(jù)上述條文及相關(guān)解釋引申思考，參考同樣為高大空間的民用建筑場(chǎng)館照明相關(guān)規(guī)范的《體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ153—2016)[11]中提到“5.2.12場(chǎng)地照明用金屬鹵化物燈不應(yīng)采用敞開式燈具”，“5.2.13燈具及其附件應(yīng)有防墜落措施”，飛機(jī)庫照明燈具的防墜落措施在飛機(jī)庫照明設(shè)計(jì)中起著至關(guān)重要的作用。

通過對(duì)市面上幾個(gè)主流特種燈具生產(chǎn)廠家的燈具產(chǎn)品對(duì)比后可知，市面上高大空間用燈具產(chǎn)品已基本普及輕量化設(shè)計(jì)理念，并且通過增加防墜鏈等措施已達(dá)到防止燈具整體墜落，見表8。

表8 燈具廠家調(diào)研比選表

對(duì)于燈具反射玻璃罩的防墜落措施，廠家有兩種方式：(1)增加金屬網(wǎng)防止玻璃墜落；(2)通過強(qiáng)化玻璃材質(zhì)做玻璃不碎裂。通過強(qiáng)化玻璃僅能保證玻璃不炸裂，但是無法保證玻璃不整體墜落。

2.4 照明控制

機(jī)庫的照明控制通常采用有線布控的方式(圖2)，即通過照明控制開關(guān)，在人員出入口設(shè)置控制開關(guān)點(diǎn)位，對(duì)于小型機(jī)庫，這種控制方式可以便捷地完成照明區(qū)域控制。對(duì)于大型機(jī)庫，則可能會(huì)出現(xiàn)每一次開關(guān)燈具都如同百米賽跑一般的“大水漫灌”式照明，若一個(gè)大型修理機(jī)庫可同時(shí)提供多架飛機(jī)共同檢修作業(yè)，有時(shí)甚至出現(xiàn)只對(duì)一架飛機(jī)進(jìn)行檢修時(shí)也需要打開全場(chǎng)燈光的情況，無法完成對(duì)照明的精準(zhǔn)控制。

圖2 傳統(tǒng)有線布控多點(diǎn)位照明燈具電氣控制原理圖Fig.2 Schematic diagram of electrical control of traditional wired and controlled multi-point lighting fixtures

現(xiàn)階段一些大型機(jī)庫根據(jù)機(jī)庫規(guī)模及庫內(nèi)照明燈具類型多采用“接觸器+控制按鈕箱”(圖3)與“智能照明控制系統(tǒng)”對(duì)機(jī)庫照明進(jìn)行分區(qū)域控制。對(duì)于可同時(shí)停放2架C類飛機(jī)的I修理機(jī)庫，可以通過對(duì)照明燈具的供電回路與控制相結(jié)合的方式對(duì)飛機(jī)庫照明完成區(qū)域控制。

圖3 “接觸器+按鈕箱”控制示意圖Fig.3 Schematic diagram of “contactor and button box”

智能照明控制就是將“接觸器+控制按鈕箱”的控制形式小型化，將多重模塊集成化(圖4)。智能照明控制面板和普通照明控制面板大小相近，結(jié)合機(jī)庫內(nèi)部綜合管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、授權(quán)控制等功能，也可根據(jù)不同使用情景對(duì)不同人員進(jìn)行權(quán)限管理，控制燈具開啟數(shù)量及范圍。

圖4 智能照明控制示意圖Fig.4 Schematic diagram of smart lighting control

圖5 “新一代”智能照明控制拓?fù)涫疽鈭DFig.5 Topology schematic of “new generation” smart lighting control

面對(duì)可以同時(shí)對(duì)數(shù)架D類及D類以上飛機(jī)進(jìn)行維修作業(yè)的修理機(jī)庫，則可以采用更為方便的無線智能控制方式(圖5)?？梢酝７臘類及以上飛機(jī)的機(jī)庫往往層高較高，甚至可能達(dá)到30 m以上，屋頂網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，防火分區(qū)較多，很可能存在停放和維護(hù)檢修作業(yè)同時(shí)進(jìn)行的需求，對(duì)燈具照度、控制精度都達(dá)到了新的高度。

2.5 照明維護(hù)

在飛機(jī)庫照明設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮后期設(shè)備維護(hù)，對(duì)層高較高的大型機(jī)庫尤為重要。大型機(jī)庫一般分為有檢修馬道和沒有檢修馬道兩種情況，有檢修馬道的機(jī)庫依托檢修馬道；沒有檢修馬道時(shí)可在燈具采購時(shí)加裝升降機(jī)構(gòu)，使燈具高度可下降至正常工作面進(jìn)行維護(hù)，此種方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對(duì)屋頂網(wǎng)架結(jié)構(gòu)影響較大，需額外增加升降機(jī)構(gòu)配電；還可以使用升降平臺(tái)對(duì)機(jī)庫燈具進(jìn)行檢修，此種方式對(duì)結(jié)構(gòu)無影響，無需額外配電，可快速完成燈具維護(hù)保養(yǎng)工作。

因LED燈具結(jié)構(gòu)與其他光源燈具結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理往往不同，在燈具維修或更換光源時(shí)往往由于高度集成化需要整燈具更換，其他光源的燈具只需更換受損部位即可。雖然LED燈具壽命長，但后期維修成本要高于其他光源燈具。

LED燈具啟動(dòng)和關(guān)閉均可做到瞬時(shí)，啟動(dòng)電流大。相比金屬鹵化物燈、鈉燈等氣體放電燈則開啟及關(guān)閉時(shí)存在延時(shí)、啟動(dòng)電流較小、諧波污染等問題。由于LED燈具具備獨(dú)有的發(fā)光原理，相比氣體放電燈，LED燈具可通過軟硬件配合精確地實(shí)現(xiàn)色溫、照度調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的“分組控制”。

2.6 照明節(jié)能

在飛機(jī)庫的照明設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該主要注意處理好照明節(jié)能與照度水平、照明質(zhì)量、裝飾美觀、建筑投資四者之間的關(guān)系。

特別要注意為保證照明質(zhì)量，設(shè)計(jì)中應(yīng)明確規(guī)定光源的色溫、顯色指數(shù)，應(yīng)在保證照明質(zhì)量的前提條件下，合理選用高效光源、燈具和相應(yīng)附件。在做照明系統(tǒng)的初始投資與后期運(yùn)行成本的經(jīng)濟(jì)分析中，應(yīng)按滿足照明指標(biāo)前提下進(jìn)行對(duì)比、分析，或按全壽命周期進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。做照明系統(tǒng)的方案比選時(shí)，應(yīng)將照明初建投資費(fèi)用和全壽命期內(nèi)耗電能的費(fèi)用統(tǒng)籌考慮。

確定照度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)注意以下問題：

1)根據(jù)規(guī)范確定合理的照度標(biāo)準(zhǔn)；

2)控制設(shè)計(jì)照度與照度標(biāo)準(zhǔn)的偏差不超過±10%，避免設(shè)計(jì)過高的照度計(jì)算值；

3)作業(yè)面臨近區(qū)、非作業(yè)面、通道的照度要求(圖6)。

圖6 作業(yè)面鄰近區(qū)域的關(guān)系、照度值示例圖[5]Fig.6 Schematic diagram of relationships of adjacent working areas and illuminance

作業(yè)面鄰近區(qū)為作業(yè)面外0.5 m的范圍內(nèi)，其照度可低于作業(yè)面的照度，一般允許降低一級(jí)(但不低于200 lx)。通道和作業(yè)區(qū)的照明可以降低到作業(yè)面臨近周圍照度的1/3，可以顯著地降低實(shí)際功率密度值。

在確定照度標(biāo)準(zhǔn)后應(yīng)合理選擇照明方式。為達(dá)到所需的照度及光效，飛機(jī)庫停機(jī)大廳照明一般采用分區(qū)控制，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)照明的精準(zhǔn)控制。

在照明器材的選擇上，選用高效、優(yōu)質(zhì)的照明器材，淘汰和限制低效光源的應(yīng)用。選用高光通維持率的燈具，避免使用過程中燈具光通量下降。燈具選擇應(yīng)注意燈具的配光曲線與房間室形相適應(yīng)。房間的室形指數(shù)(RI)較大時(shí)，宜選用寬配光燈具；室形指數(shù)較小時(shí)，宜選用中配光或窄配光燈具[12]。

對(duì)自然光應(yīng)合理利用，可以配合建筑專業(yè)通過采光窗、門將自然光引入室內(nèi)。有條件時(shí)可利用導(dǎo)光管等裝置將自然光引入室內(nèi)以達(dá)到節(jié)能要求。在室內(nèi)可設(shè)置照度傳感器配合可調(diào)照度的燈具及智能照明控制器，實(shí)現(xiàn)機(jī)庫的恒照度控制。

2.7 應(yīng)急照明

根據(jù)《飛機(jī)庫防火規(guī)范》(GB 50284—2008)，飛機(jī)庫內(nèi)應(yīng)設(shè)置疏散照明，且照度不應(yīng)低于1.0 lx[13]。機(jī)庫大廳多屬于高大空間，飛機(jī)庫工作區(qū)域的作業(yè)人員多為專業(yè)人員，作業(yè)位置距離安全出口普遍較遠(yuǎn)，疏散路線具有靈活多樣的特點(diǎn)。在發(fā)生緊急情況下，無法采用疏散指示的方式對(duì)人員進(jìn)行高效率的疏導(dǎo)。機(jī)庫大廳的疏散照明一般采用在安全出口設(shè)置安全出口指示燈與機(jī)庫大廳設(shè)置大功率LED燈具組的方式。LED燈具可實(shí)現(xiàn)在高大空間照明中完成瞬時(shí)點(diǎn)亮，并迅速達(dá)到最大量輸出[14]。

需特別注意的是，根據(jù)《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 51309—2018)要求，應(yīng)急照明安裝高度小于等于8 m時(shí)應(yīng)采用A型燈具，即主電源和蓄電池電源額定工作電壓均不大于DC36 V的照明燈具；當(dāng)應(yīng)急照明安裝高度大于8 m時(shí)可采用B型燈具[15]。機(jī)庫大廳應(yīng)急照明燈具安裝方式一般與廳內(nèi)普通照明燈具相同。

3 飛機(jī)庫照明的方案示例

某機(jī)庫群中一修理機(jī)庫可同時(shí)對(duì)兩架C類飛機(jī)進(jìn)行維護(hù)檢修作業(yè)，機(jī)庫大廳長×寬為95 m×60 m，網(wǎng)架下弦球標(biāo)高21 m，網(wǎng)架下弦球中心間距5.0 m，設(shè)計(jì)照度500 lx。在進(jìn)行照明方案設(shè)計(jì)時(shí)，綜合考慮金屬鹵化物光源及LED光源兩套照明方案。

根據(jù)大空間照明設(shè)計(jì)原則，照明燈具選用高天棚燈，燈具參數(shù)見表9～表11。

表9 高天棚燈參數(shù)

表10 發(fā)光強(qiáng)度值

表11 利用系數(shù)表

分別使用金屬鹵化物光源、LED光源對(duì)機(jī)庫大廳設(shè)計(jì)了兩套布置方案，具體如下：

方案一：機(jī)庫大廳內(nèi)布置60套單燈功率為1 000 W、80 000 lm的高天棚燈。燈具安裝間距10 m(圖7)。

圖7 方案一機(jī)庫大廳照明燈具布置示意圖Fig.7 Schematic diagram of light fixtures arrangement in hangar hall of option one

方案二：機(jī)庫大廳內(nèi)布置198套單燈功率為250 W、24 200 lm的高天棚燈，燈具間距5 m(圖8)。因LED燈具特殊的發(fā)光原理導(dǎo)致發(fā)熱量較大，大功率LED燈具通常配置有較大的散熱片及驅(qū)動(dòng)電源，燈具重量較傳統(tǒng)燈具重1.5倍左右。目前使用大功率LED光源作為機(jī)庫照明的相關(guān)案例較少，故選用250 W的LED燈具。

兩套方案中，疏散照明均選用15套、250 W LED照明燈具已滿足發(fā)生事故時(shí)疏散照明使用。機(jī)庫裙房照明屬于普通工作區(qū)域照明方案不做詳細(xì)描述。

圖8 方案二機(jī)庫大廳照明燈具布置示意圖Fig.8 Schematic diagram of light fixtures arrangement in hangar hall of option two

由表12可知，照明方案一均勻布置60套燈具，平均95 m2設(shè)置一套燈具，總裝機(jī)功率63 kW，計(jì)算照度值533.56 lx，功率密度計(jì)算值為10.53 W/m2?？傮w來說，燈具數(shù)量較少，配電控制及后期維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單，初裝成本較低，但總裝機(jī)功率大，運(yùn)營成本相對(duì)較高。

照明方案二均勻布置198套燈具，平均29 m2設(shè)置一套燈具，總裝機(jī)功率52.07 kW，計(jì)算照度值532.62 lx，功率密度計(jì)算值8.68 W/m2。總體來說，總裝機(jī)功率較小，運(yùn)營成本相對(duì)較低，但燈具數(shù)量較多，配電控制及后期維護(hù)相對(duì)復(fù)雜，初裝成本較高。

綜合上述兩方案，結(jié)合圖9和圖10做出如下分析：

(1)方案二從照明均勻度、平均照度具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合燈具壽命在后期運(yùn)營能耗上具有一定優(yōu)勢(shì)，若考慮機(jī)庫長期滿負(fù)荷工作(燈具全開)狀態(tài)下，方案二從能耗角度具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

(2)從建設(shè)成本上來說，市場(chǎng)上LED燈具造價(jià)一般高于金屬鹵化物燈具1至3倍不等。安裝燈具數(shù)量方案二遠(yuǎn)大于方案一，方案二的照明配電系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)復(fù)雜于方案一。

表12 照明方案照度計(jì)算表

圖9 方案一等照度曲線平面圖Fig.9 Plan of ISO Lux curves of option one

圖10 方案二等照度曲線平面圖Fig.10 Plan of ISO Lux curves of option two

(3)從使用角度來說，機(jī)庫長期滿負(fù)荷工作概率較低，若只是保證機(jī)庫大廳一半或三分之一的區(qū)域達(dá)到500 lx照度，方案二能耗上只具備相對(duì)優(yōu)勢(shì)。

(4)方案二因燈具安裝數(shù)量較多，基本上每一個(gè)球節(jié)點(diǎn)都要安裝照明燈具，按照每個(gè)燈具重量為7 kg計(jì)算，機(jī)庫網(wǎng)架內(nèi)安裝電氣設(shè)備僅在198套燈具一項(xiàng)就達(dá)到了1 386 kg，這還不包括支撐燈具的鋼結(jié)構(gòu)部件及為燈具供電的線纜的重量。相對(duì)于方案一較少的燈具數(shù)量，方案二對(duì)于結(jié)構(gòu)專業(yè)網(wǎng)架設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的影響可想而知。

(5)飛機(jī)庫不同于其他高大空間庫房。庫內(nèi)停放飛機(jī)一般都價(jià)值不菲，對(duì)飛機(jī)維護(hù)的機(jī)務(wù)人員也需較長周期的專業(yè)培訓(xùn)。從庫內(nèi)照明燈具對(duì)庫內(nèi)停放的飛機(jī)及機(jī)務(wù)人員造成潛在的風(fēng)險(xiǎn)的角度來看，方案二庫內(nèi)照明燈具發(fā)生墜落概率遠(yuǎn)大于方案一。

在設(shè)計(jì)階段對(duì)機(jī)庫內(nèi)燈具防墜落要求主要體現(xiàn)在大廳頂燈安裝示意圖和設(shè)計(jì)說明中。設(shè)計(jì)說明里一般是在備注條目里注明“機(jī)庫大廳燈具應(yīng)具備防墜落措施”。大廳燈具安裝示意如圖11所示。

圖11 燈具安裝示意圖Fig.11 Schematic diagram of light fixtures installation

綜上所述，在滿足使用舒適的前提條件下，從最大程度地保證機(jī)務(wù)工作人員和飛機(jī)的安全的角度出發(fā)，綜合考慮工程前期建設(shè)投資預(yù)算及后期運(yùn)營成本后，最終選擇了方案一作為實(shí)施方案。

在照明控制的設(shè)計(jì)上面，由于本修理機(jī)庫面積較小，可同時(shí)檢修2架C類飛機(jī)。照明控制主要考慮對(duì)每個(gè)機(jī)位進(jìn)行分區(qū)控制，配合機(jī)庫內(nèi)的智能控制單元，已實(shí)現(xiàn)對(duì)本機(jī)庫及周邊機(jī)庫的遠(yuǎn)程控制。

4 在機(jī)庫照明設(shè)計(jì)中得到的幾點(diǎn)啟發(fā)

(1)在燈具選型及方案布置時(shí)，須在兼顧照明均勻度的同時(shí)考慮建設(shè)及使用過程中維護(hù)及管理成本。

(2)燈具初步選型完畢后應(yīng)根據(jù)工藝專業(yè)對(duì)庫內(nèi)的工藝需求及時(shí)與結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)計(jì)人溝通，對(duì)于屋頂網(wǎng)架內(nèi)各電氣設(shè)備提出預(yù)估載荷，以方便結(jié)構(gòu)專業(yè)計(jì)算。

(3)面對(duì)高強(qiáng)度機(jī)務(wù)作業(yè)時(shí)，照明燈具及其光源選型及燈具質(zhì)量要求至關(guān)重要。

(4)設(shè)計(jì)圖紙中對(duì)燈具安裝對(duì)燈具及其附件防墜落措施的要求需做特別說明，以防產(chǎn)生僅對(duì)燈具外殼進(jìn)行防墜，未對(duì)燈具附件進(jìn)行防墜落施工的缺失。

(5)案例里最終選擇方案一在某種程度上來說是多方權(quán)衡的結(jié)果，在投資經(jīng)費(fèi)有限的情況下，為了不增加其他專業(yè)建設(shè)成本最終選擇金鹵燈方案。為避免在機(jī)庫使用過程中金鹵燈的備品備件的采購困難情況，與業(yè)主進(jìn)行方案交底時(shí)應(yīng)建議業(yè)主在進(jìn)行燈具采購過程中考慮一定量的配品配件冗余。

5 總結(jié)

飛機(jī)庫照明不同于普通照明，機(jī)庫的照明方式、燈具安裝位置、光源選擇、安裝方式等需要充分的分析后期可能會(huì)帶來的問題，做到提早發(fā)現(xiàn)、提前避免、防患于未然。

在如今相關(guān)規(guī)范未明確機(jī)庫燈具相關(guān)防墜措施的情況下，在機(jī)庫照明設(shè)計(jì)及施工時(shí)我們應(yīng)對(duì)機(jī)庫大廳區(qū)域下方作業(yè)人員、飛機(jī)及物品安全進(jìn)行充分考慮。從設(shè)計(jì)角度盡可能做到減少墜落的可能性，從根源上保證工作人員的安全。同時(shí)希望在相關(guān)規(guī)范上增加對(duì)機(jī)庫內(nèi)照明燈具的防墜落要求，統(tǒng)一做法以保證機(jī)庫運(yùn)行安全。