一種應(yīng)急照明燈優(yōu)化方向探討

王強強, 謝夕閃

(中國建筑西北設(shè)計研究院有限公司, 陜西 西安 710016)

0 引 言

通常應(yīng)急照明設(shè)計會以平均照度法的計算結(jié)果作為選擇燈具數(shù)量的依據(jù),但測量到的實際值有時候會達不到設(shè)計預期值,原因可能是受限于圓形應(yīng)急照明燈的配光區(qū)域?qū)?yīng)的照度線范圍近乎圓形。另一方面,隨著現(xiàn)代公共建筑內(nèi)部空間造型和裝飾效果的多樣化發(fā)展(如清水混凝土做法的裸頂面、內(nèi)裝效果要求高的走道等),建筑主創(chuàng)設(shè)計往往希望墻頂面干凈簡潔。根據(jù)這些新的需求,需要探討一種新的應(yīng)急照明燈,以便更好地滿足工程實際所需。

1 同一空間不同布燈數(shù)量模擬對比分析

在建筑工程消防驗收中,根據(jù)《建設(shè)工程消防設(shè)計審查驗收工作細則》和GB 51309—2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標準》,疏散照明的照度通常需要用照度計進行現(xiàn)場測量。測量結(jié)果的實際照度值必須滿足《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標準》第3.2.5節(jié)的要求[1]。GB 51309—2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標準》中第3.2.5條規(guī)定了照明燈的設(shè)置原則和設(shè)置要求。根據(jù)人員在不同場所或部位安全疏散的難易程度,對不同場所或部位的地面水平照度做出了相應(yīng)的規(guī)定。

以某常規(guī)避難走道區(qū)域為例,對應(yīng)空間為20 m×2 m×3 m(長×寬×高),規(guī)范要求地面水平最低照度5 lx。照度要求及檢測范圍如圖1所示。分別采用平均照度法計算和DIALux evo 10.1軟件進行模擬,對結(jié)果進行比較。

圖1 照度要求及檢測范圍

選用燈具如下[2]:西頓照明,天花燈—CET11044C 3W-30°-3000 K 31010511300;燈具光通量為185 lm,光輸出比為61.7%,瓦數(shù)為3.0 W,光效率為62.3 lm/w。

采用平均照度法,計算如下:

N=EA/(ΦUK)[3]

(1)

式中:N——燈具數(shù)量;

E——平均照度;

A——區(qū)域面積;

Φ——燈具光通量;

U——利用系數(shù);

K——維護系數(shù)。

其中,E=5 lx,A=42 m2,Φ=185 lm,U=0.68,K=0.8,計算結(jié)果:N=2。

根據(jù)計算結(jié)果,設(shè)置2個燈具,2個燈具間距為10.5 m。

將該結(jié)果填入DIALux中,調(diào)整燈具數(shù)量至4個,才可以滿足5 lx的照度要求。

不同數(shù)量光源下燈照度分布示意如圖2所示。燈照度分布-放大如圖3所示。模擬效果如圖4所示。

圖2 不同數(shù)量光源下燈照度分布示意圖

圖3 燈照度分布-放大

圖4 模擬效果

由圖2～圖3可見,設(shè)置2個燈時大部分地面照度都達不到5 lx,實際檢測時,照度不能滿足規(guī)范要求。設(shè)置4個燈時,地面照度和照明效果都有了明顯的改善,滿足了規(guī)范要求。

圓形燈具的照度分布線呈圓形,亮度高的空間集中在燈具附近的地面和墻面上,距離遠的空間亮度很低,因此,這種窄長形狀的空間不適合采用平均照度法計算應(yīng)急照明的照度。

2 同一空間調(diào)整燈具光源功率模擬對比分析(0.5 W與3 W光源)

目前,主流廠家生產(chǎn)的應(yīng)急照明吸頂燈最小功率為3 lx,光通量約250 lm,本節(jié)探討采用更小功率的光源,通過燈具造型的變化,優(yōu)化應(yīng)急照明設(shè)計。

(1) 假設(shè)有1個一般疏散走道,對應(yīng)空間為20 m×2 m×3 m(長×寬×高),燈具吸頂安裝,要求應(yīng)急照明的照度不小于1 lx。

采用3 W圓形吸頂應(yīng)急照明燈,設(shè)置2個燈,總功率為6 W,不同功率光源下燈照度分布示意圖一如圖5所示。圖5中加框區(qū)域的顏色為深紫色,表示最低檢測照度為1 lx,可滿足走道的照度要求,但照明均勻度不高。如果改為單個0.5 W的光源,設(shè)置12個,照明均勻度有了極大的提高。更加有利消防應(yīng)急情況下的人員疏散。

圖5 不同功率光源下燈照度分布示意圖一

模擬效果如圖6所示。

(2) 假設(shè)上例中的走道為人員密集場所的疏散走道,要求應(yīng)急照明的照度不小于3 lx。

采用3 W圓形吸頂應(yīng)急照明燈,設(shè)置3個燈,總功率為9 W,兩燈中間區(qū)域的顏色為淺藍色,表示最低檢測照度為3 lx,可以滿足走道的照度要求。如果改為單個0.5 W的光源,設(shè)置18個,走道上的照度普遍穩(wěn)定在4.8 lx,并且照明均勻度有了極大的提高。

不同功率光源下燈照度分布示意圖二如圖7所示。模擬效果如圖8所示。

圖7 不同功率光源下燈照度分布示意圖二

圖8 模擬效果

(3) 假設(shè)上例中的走道為人員密集場所的避難走道,要求應(yīng)急照明的照度不小于10 lx。

采用3 W圓形吸頂應(yīng)急照明燈,設(shè)置7個燈,總功率為21 W,兩燈中間區(qū)域的顏色為黃色,表示最低檢測照度為11.7 lx,可以滿足走道的照度要求。如果改為單個0.5 W的光源,設(shè)置40個,總功率為20 W。二者結(jié)果比較接近。

不同功率光源下燈照度分布示意圖三如圖9所示。模擬效果如圖10所示。

圖9 不同功率光源下燈照度分布示意圖三

圖10 模擬效果

綜上3種情況模擬分析結(jié)果,對于低照度要求的窄長空間,如果將小功率光源連起來,組成線型燈具,能取得比圓形燈具更好的照明效果。

3 場景應(yīng)用

常見應(yīng)急照明燈多為圓形燈具,頂裝或壁裝。本節(jié)探討線型應(yīng)急照明燈具在汽車庫和樓梯間的應(yīng)用。

3.1 汽車庫行車道

圓形應(yīng)急照明燈在車道布置如圖11所示。平時照明燈采用成品線槽燈或者在100 mm(寬)×50 mm(高)的線槽下加裝燈具。應(yīng)急照明燈采用100 mm(寬)×50 mm(高)的防火線槽下加裝燈具[4]。

圖11 圓形應(yīng)急照明燈在車道布置

若采取線型應(yīng)急照明燈,附設(shè)在照明線槽兩側(cè),既能減少管線碰撞,又能提供更均勻的照度,照明效果更好。線型應(yīng)急照明燈安裝示意如圖12所示。

圖12 線型應(yīng)急照明燈安裝示意

3.2 樓梯間

典型的樓梯間應(yīng)急照明燈選擇9 W的圓形燈具,燈具的光通量為1 000 lm,安裝高度為2.8 m,10 lx照度線的半徑為2.7 m,在休息平臺居中布置。圓形應(yīng)急照明燈布置及10 lx照度范圍如圖13所示。圖13中陰影部分表示10 lx照度線的范圍,由圖13可以看到,有一部分樓梯上的應(yīng)急照度達不到10 lx。

圖13 圓形應(yīng)急照明燈布置及10 lx照度范圍

若改為燈帶式線型應(yīng)急照明燈,既能均勻地保障樓梯間10 lx的照度,又能更加美觀。線型應(yīng)急照明燈布置及10 lx照度范圍如圖14所示。

圖14 線型應(yīng)急照明燈布置及10 lx照度范圍

4 結(jié) 語

在面臨窄長的走道、樓梯間及造型復雜的空間時,選用常規(guī)圓形應(yīng)急燈存在一定局限性。因此,優(yōu)化采用線型應(yīng)急照明燈具,一方面能極大地豐富設(shè)計方案的選擇,使得建筑內(nèi)飾更美觀,另一方面這些場所采用平均照度法計算更準確,模擬效果與最終實際效果更貼合。