化工装置电气照明设计浅论

化工装置电气照明设计浅论

朱坤

江苏中能硅业科技发展有限公司

摘要：在化工行业中，无论是新建还是改造项目，无论是厂房、仓库、钢结构装置还是建筑工地，照明系统总是与施工和生产安全息息相关，为提升生产与施工质量、人员安全发挥了十分重要的作用。而化工电气照明的设计，更是化工电气专业尤为重要的一部分。下面就结合作者的实际工作经验，简要的分析化工电气照明的设计，希望对相关从业人员有所帮助。

关键词：化工电气照明；照明设计；照度计算；光通量；配光曲线；

1照明的几个基本术语

光通量：单位时间里通过某一面积的光能，称为通过这一面积的辐射能，单位：流明（lm）

光强：光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量，单位：坎德拉（cd）

照度：照射到单位面积上的光通量，单位：勒克斯（lx）

亮度：表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比，单位：坎德拉/平方米（cd/m²）

计算关系：

光强（cd）=光通量（lm）/单位立体角（sr）

照度（lx）=光通量（lm）/面元面积（m²）

亮度（cd/m²）=给定方向光束的光通量（lm）的平方值/（光束截面积（m²）*光束方向与法线方向的夹角余弦值*单位立体角（sr））

2房间平均照度的理解与计算

2.1设计照度值=光源总光通量*利用系数*维护系数/房间面积

2.2 光源光源总光通量的理解与计算

总光通量=灯具数量*灯具光通量。灯具由光源和灯罩组成，光源的光通量称为光源光通量，当光源装入灯罩后，其发出的光通量会减少，加入灯罩的光通量称为灯具光通量，灯具光通量/光源光通量=灯具效率。因此，我们平常所说的荧光灯发光效率为100lm/W指的是光源光效（或光源效能），再乘以光源功率得到一个光源的光通量，还需要乘以灯具效率才能得到灯具光通量。所谓的灯具效率，可以解释为灯具的透光效率，需要供应商或生产厂商提供。有时候会遇到直接提供灯具光通量或灯具效能（lm/W），就不用再计算灯具效率，如LED灯等。

2.3利用系数的理解与计算

要知道利用系数，首先需要计算房间的室型指数：

室型指数=2*房间面积/（计算高度*房间周长）

对于矩形房间：室型指数=房间长L*宽W/（计算高度H*（房间长L+宽W））

利用系数具体计算时还要考虑房间的有效顶棚反射比、墙面反射比和地面反射比，然后再由供应商提供的灯具资料找出利用系数。不同生产商、不同灯具的利用系数不同。 而照明设计中，通常难以确定每个房间的有效顶棚反射比、墙面反射比和地面反射比。而详细计算的方式就不在此处一一详述，读者可参考《照明设计手册第三版》 第146-147页中，5-45~5-47式及表5-16中的详细描述。而根据书中表5-16的内容可知，当遇到室外照明设计时，计算照度中的有效顶棚反射比及墙面反射比也均为0，这点在室外化工装置照明设计时，需特别注意。

2.4维护系数的理解与确认

维护系数是指照明装置在使用一定周期后，在规定表面上的平均照度或平均亮度与该装置在相同条件下新装时在同一表面上所得到的平均照度或平均亮度之比。也称为减光系数。其选取根据《建筑照明设计标准》GB50034-2013 4.1.6条。由于室内与室外的环境污染差异，通常室内的维护系数为0.7-0.8，而室外的维护系数常规设计中通常选取0.6-0.7。同样，根据房间与场所的差异，灯具每年擦拭次数的不同，维护系数也不尽相同，设计者可以根据不同的化工厂房及装置的生产特性，污染情况及管理模式，进行评估设计。

3 照明设计中存在的问题

尽管照明灯具的发展稳步前行，照明设计标准也在不断完善创新，但在化工装置的照明设计中依旧存在很多另设计师犹豫不决的难题，下面结合本人的设计经验，进行举例，希望在分享的同时，可以对更多设计师甚至自己有所启迪。

3.1 随着节能措施的响应与实施，多数生产、生活及化工项目的照明设计更倾向于LED灯具，但规范标准暂未对单体照明设计中的LED灯具进行详细的规定、解读与计算。而随着工业设计的快速发展，对于灯具照度的标准计算软件、照明的三维模拟验证软件的需求愈加强烈。

3.2 如同上述内容所述，照明设计中往往由于不同房间场所，会产生大量不同灯具的选型，但却难以精确的查找灯具光通量及灯具效能值，而不同的灯具也无法确定对应的灯具的室利用系数表。即在大部分灯具厂商只有产品手册而没有对应的针对设计手册情况下，往往很难获取到灯具设计中需要的完整参数。

3.3由于房间的不同，物品及设备设置的不同，难以确定每个场所、房间的有效顶棚反射比、墙面反射比和地面反射比，即使根据公式计算得出，也很难与现场多变的生产环境准确对应。

4 照明设计前景的展望

4.1 随着智能化的发展，灯具的控制方式在传统的控制方式之外，搭载在照明配电线路上，无需额外布线的通讯控制协议也许会在未来的照明发展中起到至关重要的作用。

4.2 LED灯具的快速发展，规范的不断完善更新，未来的传统灯具在节能的社会节奏下，也许会逐步淘汰，针对不同化工环境、高空间、高污染等场所的特殊灯具，也会逐步更新发展。

4.3 计算软件的发展，三维设计的迫切要求，电气设计师门可以在传统照明计算的基础上，逐步深入的探讨项目照明的完善。在满足常规照明的基础上，智能照明，应急照明，安全照明的同步快速发展。

5 结束语

    总而言之，照明是装置生产、安全基础十分重要的一部分，而对于照明设计工作，我们需要更严谨，更细致的考虑各类生产、生活、检修等不同作用下照明的设计要求。做好能力范围内各类化工装置及厂房照明设计的优秀设计方案，为化工行业的稳定运行、安全、发展献出自己的一份力，进一步地推进社会、企业获得更大的经济效益。

参考文献

北京照明学会照明设计专业委员会. 《照明设计手册 第三版》

《室外作业场地照明设计标准》 GB50582-2010

《建筑照明设计标准》 GB50034-2013