一种应急照明灯优化方向探讨

王强强, 谢夕闪

(中国建筑西北设计研究院有限公司, 陕西 西安 710016)

0 引 言

通常应急照明设计会以平均照度法的计算结果作为选择灯具数量的依据,但测量到的实际值有时候会达不到设计预期值,原因可能是受限于圆形应急照明灯的配光区域对应的照度线范围近乎圆形。另一方面,随着现代公共建筑内部空间造型和装饰效果的多样化发展(如清水混凝土做法的裸顶面、内装效果要求高的走道等),建筑主创设计往往希望墙顶面干净简洁。根据这些新的需求,需要探讨一种新的应急照明灯,以便更好地满足工程实际所需。

1 同一空间不同布灯数量模拟对比分析

在建筑工程消防验收中,根据《建设工程消防设计审查验收工作细则》和GB 51309—2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》,疏散照明的照度通常需要用照度计进行现场测量。测量结果的实际照度值必须满足《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》第3.2.5节的要求[1]。GB 51309—2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》中第3.2.5条规定了照明灯的设置原则和设置要求。根据人员在不同场所或部位安全疏散的难易程度,对不同场所或部位的地面水平照度做出了相应的规定。

以某常规避难走道区域为例,对应空间为20 m×2 m×3 m(长×宽×高),规范要求地面水平最低照度5 lx。照度要求及检测范围如图1所示。分别采用平均照度法计算和DIALux evo 10.1软件进行模拟,对结果进行比较。

图1 照度要求及检测范围

选用灯具如下[2]:西顿照明,天花灯—CET11044C 3W-30°-3000 K 31010511300;灯具光通量为185 lm,光输出比为61.7%,瓦数为3.0 W,光效率为62.3 lm/w。

采用平均照度法,计算如下:

N=EA/(ΦUK)[3]

(1)

式中:N——灯具数量;

E——平均照度;

A——区域面积;

Φ——灯具光通量;

U——利用系数;

K——维护系数。

其中,E=5 lx,A=42 m2,Φ=185 lm,U=0.68,K=0.8,计算结果:N=2。

根据计算结果,设置2个灯具,2个灯具间距为10.5 m。

将该结果填入DIALux中,调整灯具数量至4个,才可以满足5 lx的照度要求。

不同数量光源下灯照度分布示意如图2所示。灯照度分布-放大如图3所示。模拟效果如图4所示。

图2 不同数量光源下灯照度分布示意图

图3 灯照度分布-放大

图4 模拟效果

由图2～图3可见,设置2个灯时大部分地面照度都达不到5 lx,实际检测时,照度不能满足规范要求。设置4个灯时,地面照度和照明效果都有了明显的改善,满足了规范要求。

圆形灯具的照度分布线呈圆形,亮度高的空间集中在灯具附近的地面和墙面上,距离远的空间亮度很低,因此,这种窄长形状的空间不适合采用平均照度法计算应急照明的照度。

2 同一空间调整灯具光源功率模拟对比分析(0.5 W与3 W光源)

目前,主流厂家生产的应急照明吸顶灯最小功率为3 lx,光通量约250 lm,本节探讨采用更小功率的光源,通过灯具造型的变化,优化应急照明设计。

(1) 假设有1个一般疏散走道,对应空间为20 m×2 m×3 m(长×宽×高),灯具吸顶安装,要求应急照明的照度不小于1 lx。

采用3 W圆形吸顶应急照明灯,设置2个灯,总功率为6 W,不同功率光源下灯照度分布示意图一如图5所示。图5中加框区域的颜色为深紫色,表示最低检测照度为1 lx,可满足走道的照度要求,但照明均匀度不高。如果改为单个0.5 W的光源,设置12个,照明均匀度有了极大的提高。更加有利消防应急情况下的人员疏散。

图5 不同功率光源下灯照度分布示意图一

模拟效果如图6所示。

(2) 假设上例中的走道为人员密集场所的疏散走道,要求应急照明的照度不小于3 lx。

采用3 W圆形吸顶应急照明灯,设置3个灯,总功率为9 W,两灯中间区域的颜色为浅蓝色,表示最低检测照度为3 lx,可以满足走道的照度要求。如果改为单个0.5 W的光源,设置18个,走道上的照度普遍稳定在4.8 lx,并且照明均匀度有了极大的提高。

不同功率光源下灯照度分布示意图二如图7所示。模拟效果如图8所示。

图7 不同功率光源下灯照度分布示意图二

图8 模拟效果

(3) 假设上例中的走道为人员密集场所的避难走道,要求应急照明的照度不小于10 lx。

采用3 W圆形吸顶应急照明灯,设置7个灯,总功率为21 W,两灯中间区域的颜色为黄色,表示最低检测照度为11.7 lx,可以满足走道的照度要求。如果改为单个0.5 W的光源,设置40个,总功率为20 W。二者结果比较接近。

不同功率光源下灯照度分布示意图三如图9所示。模拟效果如图10所示。

图9 不同功率光源下灯照度分布示意图三

图10 模拟效果

综上3种情况模拟分析结果,对于低照度要求的窄长空间,如果将小功率光源连起来,组成线型灯具,能取得比圆形灯具更好的照明效果。

3 场景应用

常见应急照明灯多为圆形灯具,顶装或壁装。本节探讨线型应急照明灯具在汽车库和楼梯间的应用。

3.1 汽车库行车道

圆形应急照明灯在车道布置如图11所示。平时照明灯采用成品线槽灯或者在100 mm(宽)×50 mm(高)的线槽下加装灯具。应急照明灯采用100 mm(宽)×50 mm(高)的防火线槽下加装灯具[4]。

图11 圆形应急照明灯在车道布置

若采取线型应急照明灯,附设在照明线槽两侧,既能减少管线碰撞,又能提供更均匀的照度,照明效果更好。线型应急照明灯安装示意如图12所示。

图12 线型应急照明灯安装示意

3.2 楼梯间

典型的楼梯间应急照明灯选择9 W的圆形灯具,灯具的光通量为1 000 lm,安装高度为2.8 m,10 lx照度线的半径为2.7 m,在休息平台居中布置。圆形应急照明灯布置及10 lx照度范围如图13所示。图13中阴影部分表示10 lx照度线的范围,由图13可以看到,有一部分楼梯上的应急照度达不到10 lx。

图13 圆形应急照明灯布置及10 lx照度范围

若改为灯带式线型应急照明灯,既能均匀地保障楼梯间10 lx的照度,又能更加美观。线型应急照明灯布置及10 lx照度范围如图14所示。

图14 线型应急照明灯布置及10 lx照度范围

4 结 语

在面临窄长的走道、楼梯间及造型复杂的空间时,选用常规圆形应急灯存在一定局限性。因此,优化采用线型应急照明灯具,一方面能极大地丰富设计方案的选择,使得建筑内饰更美观,另一方面这些场所采用平均照度法计算更准确,模拟效果与最终实际效果更贴合。