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大型公共建筑照明計(jì)算的誤區(qū)及其改進(jìn)措施
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全國(guó)各地不但蓋起了大片的住宅區(qū)，而且近年來(lái)
出現(xiàn)了大型的車庫(kù)，辦公，商業(yè)等公共建筑。這些建筑面積幾萬(wàn)，幾十萬(wàn)平方米
的公共建筑中，照明燈具及其相關(guān)的管線，配電設(shè)備的數(shù)量巨大，它們的照明設(shè)
計(jì)重要性也就突顯出來(lái)。照明設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是照明計(jì)算，筆者根據(jù)觀察和社會(huì)
交流，發(fā)現(xiàn)有些照明設(shè)計(jì)師所作的大型公共建筑的照明計(jì)算有誤區(qū)，一直想為此
作一下探討和改進(jìn)，以免造成設(shè)計(jì)上的，源頭上的損失。
2004 年12 月1 日，建設(shè)部施行了《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，將照明設(shè)計(jì)的所
有要求集中到這一本規(guī)范中來(lái)，對(duì)于各類建筑的照度標(biāo)準(zhǔn)，照明功率密度值作了
具體規(guī)定，這方便了照明設(shè)計(jì)師的查閱。但是有些人作照明計(jì)算時(shí)，直接采用其
中的照明功率密度值乘以房間的面積，然后除以燈具的功率，就把房間的燈具數(shù)
量算出來(lái)了，非常簡(jiǎn)單，認(rèn)為自己找了簡(jiǎn)便計(jì)算的方法，而且有著根據(jù)，這就錯(cuò)
誤了?！督ㄖ彰髟O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中3.4.1 說(shuō)道“本標(biāo)準(zhǔn)采用房間或場(chǎng)所一般照明的照
明功率密度(簡(jiǎn)稱LPD)作為照明節(jié)能的評(píng)價(jià)指標(biāo)”，它只是節(jié)能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，不
是照明計(jì)算的一種方法，因此成了照明計(jì)算的誤區(qū)。
另外，造成以上的誤區(qū)，是對(duì)于《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中基本概念的錯(cuò)誤理
解。其中3.4.2 說(shuō)道“本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了照明功率密度的現(xiàn)行值和目標(biāo)值。現(xiàn)行值從
本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之日起執(zhí)行，目標(biāo)值執(zhí)行日期由主管部門決定”?，F(xiàn)行值和目標(biāo)值都
是照明節(jié)能用的控制指標(biāo)，即最大值。現(xiàn)行值是現(xiàn)在不能超過(guò)的最大值，標(biāo)準(zhǔn)實(shí)
施之日起執(zhí)行；目標(biāo)值也是最大值，只是施行的時(shí)間還沒(méi)有公布。比如一般商業(yè)
營(yíng)業(yè)廳，現(xiàn)行值是12 瓦每平方米，即現(xiàn)在的一般商業(yè)營(yíng)業(yè)廳照明功率密度最大
值為12 瓦每平方米，目標(biāo)值是10 瓦每平方米，即將來(lái)某一天主管部門會(huì)公布，
一般商業(yè)營(yíng)業(yè)廳照明功率密度最大值為10 瓦每平方米。而不能理解為設(shè)計(jì)值應(yīng)
該在10~12 瓦每平方米之間，而事實(shí)上有些人就是這樣作的?！督ㄖ彰髟O(shè)計(jì)標(biāo)
準(zhǔn)》并沒(méi)有規(guī)定照明功率密度的最小值和最優(yōu)值，這些要通過(guò)合理的計(jì)算，才能
夠得到。不同的建筑，最小值和最優(yōu)值各不相同，所有的規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊(cè)，都沒(méi)
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有給出他們的具體數(shù)據(jù)。
中國(guó)電力出版社出版的《照明設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第二版）中，并沒(méi)有與照明功率
密度值相關(guān)的照明計(jì)算方法。照明計(jì)算主要為照度計(jì)算，書中提供了七種照度計(jì)
算方法：（1）點(diǎn)光源的點(diǎn)照度計(jì)算；（2）線光源的點(diǎn)照度計(jì)算；（3）面光源的點(diǎn)
照度計(jì)算；（4）平均照度的計(jì)算；（5）單位容量計(jì)算；（6）平均球面照度與平均
柱面照度的計(jì)算；（7）投光燈照度的計(jì)算。前三種方法是針對(duì)某一點(diǎn)，算它的照
度，對(duì)于建筑工程設(shè)計(jì)而言，沒(méi)有實(shí)際意義，不采用。第六，第七種計(jì)算方法是
針對(duì)特殊場(chǎng)所，特殊燈具的照度計(jì)算，在建筑設(shè)計(jì)中，一般情況下，沒(méi)有必要。
第四種方法是平均照度的計(jì)算，通常應(yīng)用利用系數(shù)法，適用于燈具均勻布置，墻
和天棚反射系數(shù)較高，空間沒(méi)有大型設(shè)備的室內(nèi)一般照明，也適用于燈具均勻布
置的室外照明，這種計(jì)算方法比較準(zhǔn)確，用于建筑設(shè)計(jì)中的施工圖設(shè)計(jì)。第五種
計(jì)算方法是單位容量法，在方案設(shè)計(jì)或者初步設(shè)計(jì)階段，需要估算照明用電量，
采用這種方法，在允許計(jì)算誤差下，達(dá)到簡(jiǎn)化照明計(jì)算程序的目的。單位容量法
是以達(dá)到設(shè)計(jì)照度時(shí)1 平方米需要安裝的電功率或者光通量來(lái)表示，是平均照度
計(jì)算方法的簡(jiǎn)化。不同的房間形狀，燈具，光源，單位容量都不相同，其中沒(méi)有
出現(xiàn)照明功率密度值這樣的統(tǒng)一值。
現(xiàn)在將大型公共建筑和小型的公共建筑的照明計(jì)算，從物理原理上作一下對(duì)
比。小型的公共建筑內(nèi)部房間一般是十幾，幾十個(gè)平方米，光的利用系數(shù)比較低，
一般是0.4~0.6，采用平均照度法計(jì)算出的燈具數(shù)量，和用照明功率密度值計(jì)算
出的燈具數(shù)量差不多。這也是《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的精妙之處，它考慮到了各
種情況和不利因數(shù)。大型的公共建筑的內(nèi)部，比如車庫(kù)，商場(chǎng)，不再是小房間，
而是幾百，幾千平方米的大空間，光線沒(méi)有中間隔墻的阻擋和吸收，得到充分的
利用，這時(shí)候光的利用系數(shù)大概是0.6~1.0，采用平均照度法得出的燈具數(shù)量比
用照明功率密度算出的燈具數(shù)量小很多，根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，估計(jì)要小25%的燈具
及其相關(guān)的管線，配電設(shè)備，這是個(gè)很大，很驚人的數(shù)據(jù)！所以大型的公共建筑
的照明計(jì)算，采用照明功率密度值即沒(méi)有依據(jù)，也不合理。
下面舉出倆個(gè)例子，采用不同的計(jì)算方法，看倆個(gè)不同大小的空間，計(jì)算結(jié)
果會(huì)有什么不同：
1. 一個(gè)小商鋪，長(zhǎng)L=7.3m,寬W=3.4m,高H=3.6m,有效頂棚反射比為0.7，
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墻面反射比為0.5，地面反射比為0.3，采用T8 雙管熒光燈，電子鎮(zhèn)流器，
2*36W,220V, Φ=6000lm,燈具的維護(hù)系數(shù)K=0.8，計(jì)算燈具數(shù)量及相關(guān)參數(shù)。
(1) 根據(jù)功率密度值計(jì)算：N=A*LPD/P0=7.3*3.4*11/80=3.4，取整為4 只
N 為燈具數(shù)量
A 為房間面積
LPD 為照明功率密度
P0 為燈具的功率(光源，鎮(zhèn)流器等功率總和)
(2) 根據(jù)平均照度計(jì)算：RI=L*W/hr*(L+W)=7.3*3.4/(3.6-0.8)*8(7.3+3.4)=0.85
查表得U=0.49，
RI 為室形指數(shù)
hr 為室空間高
U 為利用系數(shù)
N=Eav*A/(Φ*U*K)=300*7.3*3.4/(6000*0.49*0.8)=3.2,取整為4 只
Eav 為平均照度
Φ為光通量
倆種計(jì)算的結(jié)果相近，取整后都是4 只雙管熒光燈，功率密度自然也相同。
2. 一個(gè)較大的商業(yè)空間，長(zhǎng)L=20m,寬W=16m,高H=4.4m,有效頂棚反射比為0.7，
墻面反射比為0.5，地面反射比為0.3，采用T8 雙管熒光燈，電子鎮(zhèn)流器，
2*36W,220V, Φ=6000lm,燈具的維護(hù)系數(shù)K=0.8，計(jì)算燈具數(shù)量及相關(guān)參數(shù)。
(1)根據(jù)功率密度值計(jì)算：N=A*LPD/P0=20*16*11/80=44（只），取6*7=42
只，均勻布置，最終功率密度LPD1=42*80/20*16=10.5 瓦每平方米
(2)根據(jù)平均照度計(jì)算：RI=L*W/hr*(L+W)=20*16/(4.4-0.8)*20*(20+16)=2.5
查表得U=0.74，
N=Eav*A/(Φ*U*K)=300*20*16/(6000*0.74*0.8)=27,取5*6=30 只，均勻
布置，最終功率密度LPD2=30*80/20*16=7.5 瓦每平方米
倆種計(jì)算的結(jié)果相差很大，用功率密度值時(shí)多用燈具12 只，最終功率密度
值多出3 瓦每平方米，百分率為： (LPD1-LPD2)/LPD1=(10.5-7.5)/10.5=28.5%
倆個(gè)例子的對(duì)比可以看出，大型公共建筑的照明計(jì)算要走出誤區(qū)，也就是不
使用功率密度值進(jìn)行照度計(jì)算，改進(jìn)措施是使用平均照度法進(jìn)行照度計(jì)算。
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嵌入式T8-2X36W 雙管熒光燈利用系數(shù)表：
