照度照明功率密度计算法.docx
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照度照明功率密度计算法
照度〔Eav〕、照明功率密度〔LPD〕简易计算法
中国建筑设计研究院胥正详
T8,T5,荧光灯管技术参数见表1。
表1荧光灯管技术参数
荧光灯类型
规格
色温〔k〕
显色指数〔Ra〕
光通量〔1m）
光源尺寸
灯头型号
备注
T5
21W
2700-4000
85
1900
Φ16×
G5
飞利浦
21W
6500
85
1750
Φ16×
G5
21W
2700-4000
≥80
1900
Φ16×849
G5
欧司朗
21W
6500
≥80
1750
Φ16×849
G5
24W
2700-4000
85
1750
Φ16×
G5
飞利浦
24W
6500
85
1650
Φ16×
G5
24W
2700-4000
≥80
1750
Φ16×549
G5
欧司朗
24W
6500
≥80
1600
Φ16×549
G5
28W
2700-4000
≥82
2500
Φ16×1163
G5
国产
28W
6500
≥82
2500
Φ16×1163
G5
28W
2700-4000
85
2600
Φ16×
G5
飞利浦
35W
2700-4000
85
3300
Φ16×1449
G5
欧司朗
35W
6500
85
3050
Φ16×1449
G5
35W
2700
≥82
3150
Φ16×1463
G5
国产
35W
6500
≥82
3050
Φ16×1463
G5
35W
2700-4000
85
3300
Φ16×
G5
飞利浦
35W
6500
85
3100
Φ16×
G5
T8
18W
2700-4000
85
1350
Φ26×604
G13
飞利浦
松下
18W
6500
85
1300
Φ26×604
G13
18W
2700-4000
≥80
1350
Φ26×590
G13
欧司朗
18W
6500
≥80
1300
Φ26×590
G13
30W
3000
≥53
2050
Φ26×908
G13
国产
30W
6500
≥73
1800
Φ26×908
G13
30W
3000-4000
85
2550
Φ26×
G13
松下
30W
6500
85
2300
Φ26×
G13
30W
2700-4000
85
2400
Φ26×
G13
飞利浦
30W
6500
85
2300
Φ26×
G13
30W
2700-4000
≥80
2400
Φ26×895
G13
欧司朗
30W
6500
≥80
2300
Φ26×895
G13
36W
3000
≥53
2750
Φ26×1213
G13
国产
36W
6500
≥73
2400
Φ26×1213
G13
36W
3000-4000
85
3350
Φ26×
G13
松下
36W
6500
85
3200
Φ26×
G13
36W
2700-4000
85
3350
Φ26×
G13
飞利浦
36W
6500
85
3250
Φ26×
G13
36W
2700-4000
≥80
3350
Φ26×1200
G13
欧司朗
36W
6500
≥80
3250
Φ26×1200
G13
气体放电灯的镇流器主要分两大类，电感镇流器和电子镇流器，电感式镇流器包括普通型和节能型。
荧光灯用的交流镇流器包括可控式电子镇流器和应急照明用交流/直流电子镇流器。
直管荧光灯镇流器的选用：
依GB50034-2004《建筑照明设计标准》规定：
“直管荧光灯应配电子镇流器或节能型电感镇流器〞。
不应选用普通电感镇流器。
应采取有效措施限制小于25W〔包括T8、T5灯管和紧凑型荧光灯〕镇流器的谐波含量。
25W以下灯管的谐波限制非常宽松，在建筑物内大量应用，将导致严重的波形畸变，中性线电流过大以与功率因数降低的不良后果。
节能型电感镇流器的应用：
通过优化铁芯材料和改良工艺等措施，降低自身功耗，一般可降低20%~50%，灯具总的功率之和可降5%~10%。
灯具补偿：
由于电感镇流器自然功率因数低，要考虑单灯末端补偿措施。
包括单灯补偿或线路集中补偿等方式。
荧光灯镇流器性能比照表2
性能\类别
36W传统电感镇流器
36W国产标准电子镇流器
36W国产H级电子镇流器
36W节能电感镇流器
自身功耗〔W〕
9
≤
≤
重量比
1
光效比
开灯浪涌电流比
10~15倍
10~20倍
电磁干扰EMI
无
在允许X围内
有明显干扰超标
无
电源电流谐波
≤10%
≤10%~13%
≤25%~34%
≤10%
抗电源瞬时过电压
无问题
能承受
根本不能承受
无问题
灯电流波峰比
连续使用寿命〔年〕
10
2~4
1~3
10~20
3．照度计算：
照明设计时，应逐个房间或场所按使用条件确定照度标准，选择光源、灯具、镇流器类型、规格、计算平均照度，使之符合规定的照度标准值，并使计算照度偏差不超过±10%的规定。
最常用，也是最根本的利用系统法计算平均照度计算公式如下：
Eav=
N·φ·U·K
（1）
A
N=
Eav·A
（2）
φ·U·K
式中：
Eav—工作面上的平均照度〔Lx〕；
φ—光源光通量〔Lm〕；
N—光源数量；
U—利用系数，其值见厂商样本资料，一般取0.4~0.6；也可参照民用建筑不同功能房间和常用灯具对应的值〔利用系数〕，见表3；
K—灯具的维护系数，其值见《建筑照明设计标准》GB50034-2004，表4.1.6；
A—房间面积〔m2〕。
表3民用建筑不同功能房间和常用灯具对应的值〔利用系数〕
房间功能
灯具类型
格栅荧光灯
荧光灯灯带
荧光灯灯槽
开启式荧光灯
深照式筒灯
普通筒灯
射灯
办公建筑
会议室
0.59
0.50
-
-
-
办公室
0.59
-
0.38
0.65
-
0.60
-
文档资料室
0.59
-
0.38
0.65
-
0.60
-
商业建筑
营业厅
0.55
0.50
0.38
-
0.55
0.60
总服务台
0.55
0.50
0.38
-
-
0.60
学校建筑
教室
0.59
0.50
-
0.70
-
-
-
阅览室
0.59
0.50
-
0.70
-
-
-
书柜
0.50
0.50
-
0.65
-
-
-
医疗建筑
治疗室
0.60
-
-
0.65
-
-
-
病房
0.60
-
-
0.65
-
-
-
交通建筑
候车室
0.60
0.50
-
0.65
0.50
0.60
-
售票大厅
0.55
0.50
-
0.65
0.50
0.60
-
其它
公共走道
0.55
0.50
0.35
0.65
-
0.60
车库
-
-
-
0.60
-
-
-
注：
“—〞表示该场所不宜采用对应灯具或采用难以满足功能密度值规定节能要求。
公式〔1〕是当布置了灯具后，计算房间的照度。
但开始时往往是需要确定房间中终究需要多少个灯具，可以采用公式〔2〕进展计算。
对于房间中灯具数量确实定，经常会遇到在公式〔2〕计算的根底上再作适当的调整。
例如某房间计算出来要布置11个灯，具体布置时，无论横竖怎么布置，总是无法使其有一定规律，因此可能要调整为12个灯具。
当进展适当调整后，就与原来所计算的结果不一样，为此需要再利用公式〔1〕进展验算，看其照度值是多少，是否超出规定照度值的±10%。
上述是指手工计算的方式。
在日常的设计中，一般是采用计算机软件进展计算。
目前市场上计算机软件主要有两大类：
一类是通常用来绘图的计算机软件中所具有的计算程序，主要有博超、浩辰、天正等软件公司的计算软件；另一类是专业照明灯具厂商的计算软件。
前者通用性较强，而后者主要是厂商根据自己的产品进展计算，尤其是在大型公共建筑照明空间计算时显得更为突出，如体育场馆的照明计算、立面照明的照度计算、眩光值计算、等照曲线绘制等。
4、照明功率密度〔LPD〕的计算
《建筑照明设计标准》GB50034-2004规定6.1.1条居住建筑、6.1.2条办公建筑、6.1.3条商业建筑、6.1.4条旅馆建筑、6.1.5条医院建筑、6.1.6条学校建筑、6.1.7条工业建筑为强制性条文。
照明功率密度〔LPD〕，是指单位面积上的照明安装功率〔包括光源、镇流器或变压器〕，单位为瓦特每平方米〔W/m2〕。
LPD限制是规定一个房间或场所的照明功率密度最大允许值，设计中实际计算的LPD值不应超过标准规定值，计算式如下：
LPD=
P
=
Σ（PL+PB）
（W/m2）
〔3〕
A
A
式中：
P—单个光源的输入功率〔含配套镇流器或变压器功耗〕〔W〕；
PL—单个光源的额定功率〔W〕；
PB—光源配套镇流器或变压器的功耗〔W〕；
A—房间或场所面积〔m2〕。
光源的光效ηs（含镇流器）为：
ηs=
φ
〔4〕
P
将〔3〕式和〔4〕式代入〔1〕式，得：
LPD=
Eav
〔5〕
ηs·U·K
从〔5〕式可知，要降低LPD值应采取以下措施：
●提高光源的光效ηs，包括降低镇流器功耗；
●提高利用系数U，就是要选用效率高的灯具，以与与房间室形相适应的灯具配光，并注意合理提高房间顶棚、墙壁的反射比；
●合理确定照度标准值，设计中，计算照度应尽量控制在标准X围内，并使计算照度偏差不超过标准值±10%。
只要精心设计，优化设计方案，定能实现规定的LPD指标，从而达到节能的目的。
有的设计人员没有按照设计的先后顺序，而是图省事，即不作照度计算，而是将规定的LPD值〔现行值〕当作单位面积安装功率，用倒推法算出光源的数量，这是不对的。
如普通办公室标准规定的LPD现行值为11W/m2，他如取小于此值如9W/m2，然而倒推到房间的总功率，倒推到所需的灯具数量，永远也不会违反强制性条文，布置省时省力，但由于没有对照度进展详细计算，虽然符合LPD值，但却不知道照度是多少。
有两种极端情况出现：
一是选用的光源等器材效率低，照度达不到标准，因没有采用高光效的光源、高效率的灯具和附件，该房间的实际计算照度可能只有200Lx。
从外表上看是不违反强制性条文，但是如果把它换算到照度标准300Lx时，该房间的LPD值为13.5W/m2，超过现行值11W/m2，实际上它是违反了强制性条文了。
另一种情况是，选用了高效光源与附件，如果用倒推法取用的LPD值接近于现行值，如此房间的实际计算照度要比标准值大得多，如普通办公室的实际照度将达到近500Lx，大大超过了300Lx标准值，造成电能消耗。
LPD值指标只是规定了一个最高的现行值，并非要大家用足LPD现行值，而是在达到一样的标准值，要求设计人员在相似的照明质量的前提下，力求使LPD值的指标越低越好，这才是节能的本意。
5．照度〔Eav〕、照明功率密度〔LPD〕简易计算法，是将常规的利用系数法计算平均照度繁琐的过程简化。
为便于计算，将光通量Φ、利用系数U、维护系数K统一成有效光通量F=Φ·U·K列入表中；将光效ηs、利用系数U、维护系数K,统一以模糊系数M=ηs·U·K列入表中。
如果知道属于那类建筑的房间、建筑面积，查出标准照度值和功率密度值，拟选用光源的功率、光通量，即可由简易计算表中查出有效光通量F和模糊系数M值，通过简易计算法可算出光源数量、照度、照明功率密度值。
照度〔Eav〕、照明功率密度〔LPD〕简易计算法见表4
表4照度〔Eav〕、照明功率密度〔LPD〕简易计算法表
荧光灯管规格
色温〔K〕/光通量〔lm〕
光源光效〔
〕
办公、学校类
医疗、候车厅类
商业、售票厅、走道类
生产厂商
F
M
F
M
F
M
T5
21W
2700~4000/1900
897
912
732
飞利浦、欧司朗
21W
6500/1750
826
840
674
24W
2700~4000/1750
826
840
674
飞利浦、欧司朗
24W
6500/1650
779
792
635
飞利浦
24W
6500/1600
755
768
616
欧司朗
28W
2700~4000/2500
1180
1200
963
国产
28W
6500/2500
1180
1200
963
28W
2700~4000/2600
1227
1248
1001
飞利浦、欧司朗
28W
6500/2400
1133
1152
924
35W
2700/3150
1487
1512
1213
国产
35W
6500/3050
1440
1464
1174
35W
2700~4000/3300
1558
1584
1271
飞利浦
35W
6500/3100
1463
1488
1194
T8
18W
2700~4000/1350
637
648
520
飞利浦、欧司朗
18W
6500/1300
614
624
501
18W
3000~4000/1350
637
648
520
松下
18W
6500/1300
614
624
501
30W
3000/2050
968
984
789
国产
30W
6500/1800
850
864
693
30W
3000~4000/2550
1204
1224
982
松下
30W
6500/2300
1086
1104
886
30W
2700~4000/2400
1133
1152
924
飞利浦、欧司朗
30W
6500/2300
1086
1104
886
36W
3000/2750
1298
1320
1059
国产
36W
6500/2400
1133
1152
924
36W
3000~4000/3500
1581
1608
1290
松下
36W
6500/3200
1510
1536
1232
36W
2700~4000/3350
1581
1608
1290
飞利浦、欧司朗
36W
6500/3250
1534
1560
1251
注：
表中
1〕光源光效〔含镇流器〕为
，其中P为光源功率加电子镇流器以4W计。
2〕有效光通量
；模糊系数
。
3〕利用系数法计算平均照度公式
，计算照度偏差不超过10%。
4〕求灯数量
；求照明功率密度
；其中：
——照度计算值；E——规X标准照度值。
5〕办公、学校类——包括办公、会议室、文档、阅览、教室、实验室、控制室等
6〕医疗、候车厅类——包括治疗室、诊室、病房、候车室等
7〕商业、售票厅、走道类——包括商店营业厅、候车室、影剧院、体育馆、公共走道等
8〕上表是按格栅荧光灯，校正系数K=1.0，当采用不用灯具类型时，应乘以校正系数K。
不同灯具类型的校正系数K
灯具类型
办公、学校类
医疗、候车室类
商业、公共走道类
格栅荧光灯
荧光灯带
荧光灯槽
开启式荧光灯
深照式筒灯
普通筒灯
射灯
6．电子节能灯系列参数见表5；电子节能灯照度〔Eav〕、照明功率密度〔LPD〕简易计算法见表6。
表5电子节能灯系列技术参数
节能灯类型
规格
色温〔k〕
显色指数〔Ra〕
光通量
〔lm）
整灯长
〔mm）
灯直径
〔mm）
灯管长
〔mm）
管径
〔mm）
备注
螺旋
管电
子节
能灯
3W
2700/6400
>83
200
97
37
45
Φ9
国产
5W
2700/6400
>83
250
109
37
Φ9
7W
2700/6400
>83
340
118
37
Φ9
9W
2700/6400
>83
400
129
37
Φ9
11W
2700/6400
>83
600
158
38
88
Φ12
13W
2700/6400
>83
700
170
38
97
Φ12
18W
2700/4300/6400
>83
980
153
51
82
Φ12
24W
2700/4300/6400
>83
1250
169
51
97
Φ12
35W
2700/6400
>83
1850
235
80
98
Φ12
45W
2700/6400
>83
2600
245
80
122
Φ17
65W
2700/6400
>83
3200
285
80
162
Φ17
85W
2700/6400
>83
4700
272
88
160
Φ17
105W
2700/6400
>83
5650
310
88
200
Φ17
插拔式节能灯
〔2针〕
10W
2700/4300/6400
>83
500
121
78
Φ12
国产
13W
2700/4300/6400
>83
650
141
98
Φ12
18W
2700/4300/6400
>83
1100
157
114
Φ12
26W
2700/4300/6400
>83
1500
131
Φ12
插拔式节能灯
〔4针〕
10W
2700/4300/6400
>83
550
121
78
Φ12
国产
13W
2700/4300/6400
>83
800
141
98
Φ12
18W
2700/4300/6400
>83
980
157
114
Φ12
26W
2700/4300/6400
>83
1500
131
Φ12
插拔式节能灯
〔H型〕
36W
2700/4300/6400
>83
2100
410
380
Φ17
国产
40W
2700/4300/6400
>83
2510
535
505
Φ17
T5三基色环型荧光灯
管径〔mm）
环管外径〔mm）
国产
22W
6500
>82
1250
Φ16
WΦ118
28W
6500
>82
1750
Φ16
WΦ118
32W
6500
>82
2000
Φ16
WΦ118
40W
6500
>82
2650
Φ16
WΦ118
注：
1〕电子节能灯性能：
节能灯管采用三基色荧光粉，发光效率高、亮度有保证，寿命长，节能灯工作时无交流噪音。
无频闪现象，保护视力。
三次谐波含量低、对电网与其它用电设备无干扰。
2〕色温2700K可用在卧室与商场的蔬菜、食品、首饰、冬季服装的照明、营造温馨气氛，最大限度地表现新鲜诱人的色泽；
色温6400K适用于公共场所的办公室、会议室、大厅、走道等场所，营造宁静、清新的气氛；
色温4300K可广泛用于各种场所，营造自然舒适的环境。
表6电子节能灯照度〔Eav〕、照明功率密度〔LPD〕简易计算法见表
节能灯类型
规格
色温〔k〕
光通量
〔lm）
光源光效ηs
办公、学
校类
医疗、候车
厅类
商业、售票厅、走道类
备注
F
M
F
M
F
M
螺旋
管电
子节
能灯
3W
2700/6400
200
国产
5W
2700/6400
250
120
100
7W
2700/6400
340
136
9W
2700/6400
400
192
160
154
11W
2700/6400
600
288
240
231
13W
2700/6400
700
336
280
18W
2700/4300/6400
980
392
24W
2700/4300/6400
1250
600
500
35W
2700/6400
1850
888
740
45W
2700/6400
2600
1248
1040
1001
65W
2700/6400
3200
1536
1280
1232
85W
2700/6400
4700
2256
1880
105W
2700/6400
5650
2712
2260
插拔式节能灯
〔2针〕
10W
2700/4300/6400
500
240
200
国产
13W
2700/4300/6400
650
288
240
231
18W
2700/4300/6400
1100
528
440
26W
2700/4300/6400
1500
720
600
插拔式节能灯
〔4针〕
10W
2700/4300/6400
550
264
220
国产
13W
2700/4300/6400
800
384
320
3
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