工业厂房照明设计中的节能措施

工业厂房照明设计中的节能措施

目前，照明节能评价指标采用照明功率密度（LPD）来衡量，实际计算的照明功率密度值应该符合《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）的要求。节能途径主要有：大力采用高效节能电光源及其照明电器配件；选用高效率、配光合理的照明灯具；科学的节能照明设计；良好的维护管理。

1、采用高效节能电光源及其照明电器配件

（1）电光源种类繁多，用途各异，但均要求“三高”，即：高发光效率，高寿命，高显色性。主要光源技术特性。在工厂照明中，应优先选用高强度气体放电灯（高压钠灯和金属卤化物灯），尤其是金属卤化物灯是第3 代光源中的佼佼者，是光色和显色指数要求较高仪表装配车间、机加车间、汽机房运转层等工业厂房首选光源。当一种光源不能满足色温或显色性要求时，也可采用两种光源的混光光源，混光光源能充分发挥高强度气体放电灯的优点，达到节约能耗、提高照度、改善光色的照明效果。

（2）逐步推广LED新型工厂灯，LED工厂灯采用超高亮的固态免维护LED白光作为发光光源，效率高，寿命长达100000小时，高光通量、节能效果明显，与钠灯相比可节能40%~60%以上是新型绿色环保照明产品 。

2、选用高效率、配光合理的照明灯具

选择灯具的原则是首选光效高，符合国家相关标准的节能型灯具。并应满足使用环境对眩光的要求，易清洁、抗老化性能好的产品。对于高大的生产厂房应选用带反射罩的开启式灯具，其效率不应低于75%;对于高度在4.5m 及以下的工业厂房，当使用者对眩光限制要求不高的场所，可选用简易式直管荧光灯具或其他适用节能光源的灯具。对于眩光限制要求较高的生产场所，应选用带格栅的荧光灯具，其效率不应低于60%;厂区、库房照明灯具应优先选用开启式，直接光利用系数高的灯具。评价灯具的关键指标是灯具效率，灯具的效率及配光曲线取决于灯具反射面的材质、加工精度及外形。灯具外型要求：①配光曲线适中，—般选用介于深照和广照之间的宽口灯具最为合适；②灯具的外形不应是单抛物面反射型，因为这样会将大部分的光能发射回灯泡，引起电压上升和功率增加，缩短灯的寿命。在工厂照明设计中，灯具的选用应根据使用方法和使用环境的不同，在满足眩光和配光要求条件下，选用高效且安装维护方便的灯具，同时还应达到与建筑相协调一致的目的。

3、科学的节能照明设计

（1）采用合理、综合的照明方式。在满足标准照度的条件下，为节约电力，应该认真调查光源的使用场所。不能一味追求均匀布灯方式，而是要在充分了解被照场所的工艺布置情况、厂房空间内各部位对照度的不同要求的情况下，一方面综合利用一般照明加局部照明的混合照明方式，一般照明只是满足最基本的照度要求，应该在有特殊要求的场所多设置局部照明（比如说工厂的检验、划线、钳工台及机床照明），既能够节省电能，又能够达到很高的照度要求，也避免了因亮度分布不均而影响视觉功能的弊端。另一方面，在建筑厂房中，如果可能，窗户以及窗户的配置应使最大量的阳光，从多点而不是从一点射入厂房，而又无强烈刺眼光。最好阳光从两侧射入，这样光线均匀。在照度方面，也还要考虑与日光分布相对应的工人的方位，以尽量避免任何不舒适和不利的工作强光。与厂房设计相配合，照明设计中要设单独开关，以关闭窗子附近的照明灯具，或在照明系统中采用光电管以传感空间亮度水平的变化，并控制使用照明系统，白天补光，夜里照明。不难想象，充分、合理而有效地使用自然光是最经济实惠的设计选择。

（2）合理的设定照度值。在照明设计中，光源的选择主要考虑光源的光效、光色、寿命、启动性能、工作可靠性、稳定性及价格因素等。按《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）的规定，依据各个工作场所对视觉工作的要求，确定各个场所的照度标准值（即平均照度值），在实际设计当中，允许设计照度值与标准值有±10％偏差。当然选定照度值应该考虑人在此环境下进行工作的感受，保证有一定的视觉满意度，500~1000Lx 范围是大多数连续-下作的室内作业场所的合适照度。在工业厂房中，照度的分配要保证有合理的均匀性，一般情况下，工作区域最低照度与平均照度之比值不应小于0．8，工作区域与非工作区域的照度之比不宜大于3：1。

（3）采用合理的照明控制手段。厂房照明设计中，除了采用高效节能的光源和照明灯具外，在照明控制方面，厂区内应在必要情况下实行照明分区或采用多开关控制，每个开关控制的灯数宜少一些，像大厂房中每个开关可控制4~6 支灯泡，控制开关的种类根据需要可以是一般的，非电阻式调光的，也可以是时控的等等，对于户外工厂的道路照明应实行自动控制和半夜灯控制。在设有集中控制系统的工厂，可将全厂照明系统纳入集控系统，分片分时控制，既减轻工人劳动强度，有利于节省。目前，大力推广的照明系统节电器，自动调节无需专人维护，有效地减少了有功功率的损耗，降低了无功功率，达到节省电能、节省人力的目的。

（4）良好的日常维护管理。照明维护是指照明设备在使用一段时间后其照度值将会下降，需要定期清洁照明灯具，并依照正常维护程序更换光源；定期检查照明灯具的灯罩，若其老化或变色，应及时予以更换，以提高透光效率；使用便于维护、清洁的新型灯具更换老式或损毁的灯具，当然也可以分区域进行装表计量和考核用电，能有效地节约电能。进行良好的日常维护管理，在节省电能的同时，也能保证设计场所照明质量的要求。工厂电气照明是一门综合性的学科，对于从事设计的人员来讲，在设计的工程中，应充分了解建筑物结构构造以及生产工艺要求，综合考虑经济性、节能性、合理性要求。经济性上不能仅着眼于初投资的多少，而应该考虑到年度总的照明费用（设备折旧费、管理费及照明电费的总和）；面对目前大力提倡的实施绿色照明工程，在同一照度条件下，应该优先选用最省电的照明光源和灯具，同时要从照明设计、控制、利用天然光等加强维护管理与广为宣传，才能获得好的照明与节能双重效益。当然这一目的的实现，是与合理的照明设计分不开的，设计人员不能只图省时省力，大量沿用以往的设计图纸，而应该研究新的节能照明方案，应用新的节能产品，不断运用新技术，最终才能够交出一份合格的照明设计图纸。

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“GB 50034 - 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“GB 50016 - 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，光源一般选择高光效光通量大流明高的型号为180WHORN180-8Q大功率分体式节能灯。灯具悬挂高度6 ～ 10m时，可采用灯具类型选用深照型高品质大功率节能灯型号为180WHORN180-8Q。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. 6m 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“GB 50034 - 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“GB 50016 - 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“GB 50034 -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 =83，

试选200W180W高品质大功率节能灯型号为180WHORN180-8Q。200WHORN200-8U

(2) 计算室空间比RCR

(3) 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200 lx，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“GB 50034 - 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，高品质大功率节能灯,镇流器,寿命,品质,功率损耗应计算考虑在内。