王 武 斌

(江蘇拓科集團有限公司, 江蘇 南京 210046)

0 引 言

在日常工作中,對于應(yīng)急照明照度計算校驗部分從業(yè)人員在基本概念理解和實際應(yīng)用上仍然存在一些問題。本文結(jié)合實際工程案例對兩種典型場所的應(yīng)急照明照度計算校驗進行分析,再結(jié)合廠家提供的產(chǎn)品選型手冊對設(shè)計工作中照度校驗方法進行總結(jié)。

1 工程設(shè)計中存在的普遍問題

在日常工程設(shè)計中,很多設(shè)計師使用天正電氣T20軟件里面的照度計算功能對應(yīng)急照明的照度進行計算。該照度計算功能計算的是工作面的平均照度,然而根據(jù)規(guī)范GB 51309—2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標準》的表3.2.5要求[1],需要計算的是地面水平最低照度,該照度是指點光源的點照度。顯然這樣的做法混淆了兩種照度的概念,也用錯了計算公式。

2 計算公式及依據(jù)

查《照明設(shè)計手冊》第三版,點光源的點照度計算如公式(1)所示[2]:

(1)

式中:Eh——點光源S照射在水平面上P點產(chǎn)生的水平照度,其方向與水平面H垂直;

Iθ——點光源照射的光強;

R——點光源至被照面計算點的距離;

cosθ——被照面通過點光源S的法線與入射光線夾角的余弦;

h——光源至所計算水平面的安裝高度,即計算高度。

消防應(yīng)急照明最低水平照度值查GB 51309—2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標準》的表3.2.5,以及GB 51348—2019《民用建筑電氣設(shè)計標準》的表13.6.6。

3 建筑物中疏散走道應(yīng)急照明照度計算校驗

案例一,某14層辦公樓,長65 m,寬30 m,高60 m,建筑面積24 500 m2,屬于一類高層辦公建筑。某層疏散走道長60.2 m,寬2.2 m,共有7跨,相鄰柱間跨距為8.6 m,層高4 m,案例一疏散走道示意圖如圖1所示。應(yīng)急照明疏散燈具吸頂安裝,平吊頂不考慮梁的影響,且每跨設(shè)置一盞功率5 W的疏散燈,光通量為500 lm,吸頂燈為對稱配光,燈具配光長軸A-A,與短軸B-B光強值相同,維護系數(shù)取0.8,發(fā)光強度值如表1所示。

圖1 案例一疏散走道示意圖

表1 發(fā)光強度值

由規(guī)范及圖集可知,疏散照明監(jiān)測范圍為:在走道、樓梯間中心線兩側(cè),寬度為走道、樓梯間寬度的一半[3]。根據(jù)已知條件,計算平面為地面,燈具吸頂安裝,則光源至計算平面的高度h=4 m,選取案例中最不利點進行校驗,即兩燈中心連線的中心線與陰影區(qū)域上下邊緣交點,該點距燈具中心在地面投影的距離為D=4.335 m,則θ=47.3°,利用插值法,Iθ0=137.48 cd,cosθ=0.678,Eh=2.144 lx。

根據(jù)規(guī)范要求此設(shè)計值不滿足規(guī)范要求。

此時可采用增設(shè)燈具,減小燈間距來校驗是否滿足要求。如果再增加一盞燈,按照8盞燈在走道均布,兩燈間距為7.525 m,則按照上述計算過程得出D=3.8 m,θ=43.55°,Iθ0=145.32 cd,Eh=2.77 lx,也不滿足規(guī)范要求。若按照9盞燈在走道均布,兩燈間距6.689 m,計算過程同上所述,可以得出D=3.39 m,θ=40.3°,Iθ0=150.5 cd,Eh=3.34 lx,可以滿足規(guī)范要求,故可以得出結(jié)論,此走道至少要布置9盞應(yīng)急照明疏散燈具。

綜上所述,在燈具選型確定的情況下,可通過調(diào)整燈具之間的距離來滿足照度值的要求。

4 建筑物樓梯間應(yīng)急照明照度計算校驗

案例二的建筑單體參數(shù)同案例一,疏散樓梯間的層間共計24個踏步,每個樓梯平臺各設(shè)置1盞疏散燈,案例二建筑示意圖如圖2所示。燈具參數(shù)同案例一。

圖2 案例二建筑示意圖

由于對稱關(guān)系,本文僅研究左半邊的樓梯。先按照疏散樓梯間疏散通道寬度取一半樓梯寬度畫出疏散通道,即圖2中的陰影部分。確定研究區(qū)域范圍后,再選擇最不利點進行校驗,按照兩個樓梯平臺的疏散燈A和B各分擔左半邊樓梯疏散通道一半踏步的原則,選取第六個踏步的兩個邊緣作為研究對象,A、B燈的最不利點2正好在第六個踏步寬度上互相重合。這樣可以保證兩燈對第六踏步最不利點的研究范圍全覆蓋。

先選擇與案例一同樣型號的燈具進行計算,樓梯間最不利點照度計算如表2所示。

表2 樓梯間最不利點照度計算

根據(jù)規(guī)范要求,樓梯間最低照度值為5 lx,由表2可知,第六個踏步上的兩燈最不利點2的照度均不滿足規(guī)范要求。

按照工程設(shè)計習慣及經(jīng)驗,樓梯間每個平臺處一般只設(shè)置1盞疏散照明燈,如果設(shè)置兩盞則增加了成本。在不增加燈具數(shù)量的情況下,只能更換光強更大的燈具,即大功率、大光通量燈具。更換樓梯間燈具,參數(shù)如下:10 W,9 401 m,發(fā)光強度值如表3所示。

在其他條件不變的前提下,按照表3更換燈具的光強再次進行計算,樓梯間最不利點照度計算如表4所示。

表3 發(fā)光強度值

表4 樓梯間最不利點照度計算

由表4計算可見,更換更大光強的燈具可以解決照度不夠的問題。工程設(shè)計中,疏散照明燈具型號不宜多,但是由于本案例是一類高層辦公建筑,樓梯間的尺寸相對住宅較大,再加上層高也相對較高,所以樓梯間的疏散照明燈不能用同一款燈具,若是住宅建筑的小樓梯間,選擇同一款燈具也許能滿足照度要求,校驗過程不再舉例說明。在工程設(shè)計中,需要特別注意不同照度要求場合的燈具選型問題,例如人員密集場所、老年人照料設(shè)施、病房樓或手術(shù)室內(nèi)部的樓梯間地面水平照度要求不低于10 lx,需要選擇比表3更大光強的燈具才可能滿足疏散通道上最不利點的照度要求。另外,如果需要選擇不同光強的應(yīng)急照明燈具,那么在圖例上需加以區(qū)別,材料表設(shè)備參數(shù)也需要加以說明。

除了更換更大光強的燈具,還可以采用調(diào)整燈具安裝高度來滿足地面最低疏散照度要求。根據(jù)規(guī)范要求,照明燈除了采用吸頂安裝方式外,還可以采用壁裝方式,且壁裝高度不小于2 m,此時需要特別注意校驗計算公式要采用《照明設(shè)計手冊》中公式(5-3)、公式(5-5)計算垂直照度Ev來進行校驗。

5 根據(jù)廠家提供的應(yīng)急照明燈具參數(shù)對照度進行校驗

在工程設(shè)計中,除了采用公式計算法對應(yīng)急照明照度進行校驗之外,還可以通過應(yīng)急照明廠家提供的產(chǎn)品選型手冊來校驗照度。某廠家提供的產(chǎn)品配光曲線及安裝高度與地面水平照度關(guān)系如表5所示。

表5 某廠家提供的產(chǎn)品配光曲線及安裝高度與地面水平照度關(guān)系

根據(jù)不同場合的照度要求值選擇照度線,再根據(jù)燈具安裝高度查出地面水平平等照度半徑,以此為半徑,以燈具中心為圓心在CAD圖紙上畫圓,判斷所有圓外輪廓所組成的圖形是否全部覆蓋研究場所,如果能全部覆蓋或者大于研究場所,則可以判斷設(shè)計照度滿足要求;否則,需要重新調(diào)整燈具間距,再次按照上述步驟校驗照度。

6 結(jié) 語

通過以上兩個案例的計算分析以及結(jié)合廠家產(chǎn)品手冊中參考照度半徑的校驗,可以得出,在工程設(shè)計中,對于應(yīng)急照明照度計算首先需要理清點光源的點照度計算,然后再對不同照度要求場合的最不利點照度進行校驗分析,如果不滿足要求,可采取措施來滿足照度要求(如調(diào)整燈間距,更換不同光強燈具,采用調(diào)整安裝高度等措施)。