工业厂房照明设计方案分析

前言近几年，随着我国工业生产的高速发展，工业厂房照明水平逐年提高，这有利于改善工作环境，提高生产效率和产品质量。工业厂房的照明设计主要依据“GB50034-2004建筑照明设计标准”，并结合国家现行相关规范标准，通过科学、合理的设计方法实现工业厂房照明。本文结合工程实际，将工业厂房照明的设计特点、设计内容与程序作一介绍。1工业厂房照明设计特点首先，工业厂房照明设计一般只做普通照明，即分区一般照明，局部照明和工艺照明可由工艺要求确定。中断正常照明，对生产继续和人员安全及疏散造成影响的，应依据“GB50016-2006建筑设计防火规范”作应急照明的设计。一般工业厂房多为层高较高的单层建筑，层高一般在6m以上，结合生产要求，光源一般选择高压气体放电灯，如金属卤化物灯。灯具悬挂高度6～10m时，可采用250～400W高压气体放电灯，10m以上可采用250～1000W高压气体放电灯，灯具类型选用深照型。多层厂房的层高一般在4m左右，光源可选用直管荧光灯。工业厂房照明控制一般采用集中控制(通过微断直接控制，或采用继电接触控制)。工业厂房照明电气设备线路的安装敷设也有其自身特点。例如:钢结构厂房配电箱一般安装在钢柱上或明装在墙上，配电线路尤其是配电干线一般走金属桥架(线槽)敷设，分支线路一般沿墙、柱、钢屋架穿管敷设。灯具一般安装在钢梁或檩条下，有行车时可距行车顶部0.3m以上吊装，这样便于对灯具的检修。2工业厂房照明设计的主要内容首先，依据“GB50034-2004建筑照明设计标准”的相关条款，结合厂房的性质、大小、生产的火灾危险类别等确定厂房内不同区域的照度、照明光源、灯具类型、灯具布置及安装方式等。其次，根据车间、工段或生产线工艺流程进行照明分区，合理设置照明配电箱，确定供电方式，敷设照明干线，确定照明配电系统，当然照明配电箱(控制箱)的设置要便于工作人员操作。对于应急照明的设计，应依据“GB50016-2006建筑设计防火规范”的相关条款，结合生产工艺要求，在厂房内合理设置应急照明，并且应按防火分区设置单独的应急照明配电箱，其电源应引自配电所或车间总照明配电箱。3工业厂房照明设计的程序本文将结合工程实例谈谈工业厂房照明设计的程序。3.1照明设计厂房照明设计主要根据生产要求及照度标准，选择照明光源和灯具，确定布灯方案，进行照度计算，一般照度采用利用系数法计算。例:某机电类工业厂房，钢结构，生产的火灾危险性为丁类。厂房长为270m，宽为72m，纵向柱距8m，横向柱距9m，屋架下弦高12.7m。车间内顶棚的反射比ρc=50%，墙壁的反射比ρw=30%，地板的反射比ρf=20%，请进行照明设计。1)光源选择根据工艺对照明的要求，并依据“GB50034-2004建筑照明设计标准”第5.3.1条表5.3.1.2，该厂房为一般焊接、锻工厂房，厂房一般照度定为200lx。厂房内行车顶部的高度为11.4m，综合考虑灯具安装高度定为12m，安装高度在10m以上，再结合厂房照明的显色指数要求Ra=20～60，试选400W金属卤化物灯。2)计算室空间比RCR3)确定灯具的利用系数和维护系数查《照明设计手册》(第二版)表4-43确定u=0.76，依据《建筑照明设计标准》第4.1.6条表4.1.6，K=0.7。(4)计算灯具数量，确定布灯方案平均照度取200lx，计算灯具数量根据厂房结构，灯具沿横向9m柱距的大梁安装，共29路，纵向分3跨，每跨24m，故选用(3×29)×3=261个灯具。(5)校验最大允许距高比纵向为8/11.25=0.71;横向为9/11.25=0.8，根据《照明设计手册》(第二版)表4-43，该值满足灯具最大允许距高比要求，故照明均匀度满足要求。(6)计算实际照度值(7)LPD值的校验实际功率密度LPD=261×(400+32)/(270×72)=5.8(W/m2)，根据“GB50034-2004建筑照明设计标准”第6.1.7条工业建筑照明功率密度值，现行功率密度值为8W/m2，目标功率密度值为7W/m2。因此满足节能LPD指标。3.2照明电气设计厂房照明电气设计主要包括照明配电箱的装设位置，选择照明线路的导线类型和截面，选择照明线路的控制和保护装置等内容。配电箱的装设位置根据照明分区、接近负荷中心及便于操作和维护等的原则设置，考虑负荷发展的需要，可留1～2条备用回路。根据本工程厂房特点及分区要求，厂房分为9个照明分区。在厂房内设置总照明配电箱，以放射式给9个照明分区供电，分支照明控制箱分设在照明分区内便于操作的位置。照明干线采用金属桥架敷设至分配电箱，分支线路沿金属桥架敷设后穿钢管沿钢梁敷设至灯具。照明线路的控制采用微断直接控制。照明线路的选择和相关保护根据回路的负荷计算确定。要注意统计照明设备的负荷功率时，除了光源本身的功率外，还要考虑镇流器的类型。一般选用电子型或节能电感型，镇流器的功率损耗应计算在内。大空间工业厂房照明一般选用高强气体放电灯，三相配电，每一相分支回路的电流不宜超过30A，并应按启动和再启动特性选择保护电器和验算线路的电压损失值。例如:本工程厂房照明用高压气体放电灯(金属卤化物灯)，金属卤化物灯从开启到正常工作的启动阶段，有1～2min电流会上升到正常工作电流的2倍，因此确定微断的整定电流时要避开这个电流值。三相照明配电系统中，分配相序时尽量三相保持平衡，三相断路器一般选用三极开关，以避免断零故障烧毁设备。一般工业厂房总配电箱的进线总开关选用塑壳开关，不要采用微断，因为有可能短路冲击电流较大。4结语照明用电是企业最为基本的电力需求，我国每年消耗在照明上的用电大概在总用电量的10%～12%，为了保护环境，节约能源，节能是设计师必须考虑与解决的问题，这是照明的发展方向。照明节能应积极地采用优质高效的照明光源及灯具，在气体放电灯的配电线路或灯具内合理配置补偿电容，使灯具功率因数不小于0.9。在气体放电灯具内配置电子镇流器或节能型电感镇流器，以节约能源。