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中图分类号:TP393 文献标志码:A 文章编号:2095-1302(2014)12-00-03
0 引 言
城市照明的迅速发展在改善城市环境、完善城市功能、提高市民的生活素质发挥重要作用的同时也加大了对能源的需求和消耗,加剧了城市供用电紧张。据中国照明学会统计,由于线路损耗、夜间超负荷运行等原因,城市道路照明的电能利用率不到65%,耗电总量占中国发电总量的2%左右,节能潜力巨大[1]。除此之外普通城市照明还存在监控管理方式落后,安全性能较低等问题。
我国提出的建设资源节约型社会的目标和发展循环经济的任务为上述问题的解决提供了很多思路。其中风力与太阳能互补路灯采用风能与太阳能为能源,无需开沟埋线,具有不受供电影响,不消耗常规电网能源,安装简便,绿色环保,无安全隐患等优点,是解决上述问题的一种重要解决方案,具有极高的社会效益、经济效益和环境效益。
为了保证路灯的正常使用,使路灯始终工作在最优状态,管理机构需要对路灯的实时工作状态进行监控管理。但是在目前通常风光互补路灯的设计中,为了简化布线,每个路灯均为一个独立的光伏系统[2]。图1所示,每套路灯均由太阳能电池板、风力发电机、路灯控制器、蓄电池组、路灯灯头以及架杆组成,各灯之间相互独立,没有线路连接,无法以传统布线的方式对风光互补路灯的进行监控和管理。
针对上述问题,论文引入物联网技术构建了一种基于ZigBee无线传感网络的风光互补路灯照明智能控制系统,通过在每一盏路灯的控制器安装ZigBee节点构建ZigBee无线传感网络,并在管理机构搭建路灯智能监控管理平台,将管理机构与每一杆路灯连接起来,最终实现管理机构(监管平台)对每一盏路灯的工作状况全方位的分布式自动/人工监视和控制,进而实现风光互补路灯照明工作状态的最优化管理。
图1 传统风光互补路灯系统结构
1 系统总体方案设计
基于ZigBee的道路照明智能控制系统主要由道路照明设施、ZigBee无线监控网络、数据通信网络、辅助决策系统、远程数据监控中心等几部分组成,其总体结构如图2所示。其中道路照明设施与ZigBee无线监控网络为一体化装置,其ZigBee无线监控网络由众多接入相应风光互补路灯智能控制器的无线传感节点自组网形成,因此ZigBee无线监控网络可以完成对网络内所有风光互补道路照明设施工作状态数据的实时采集,进而通过数据通信网络发送至数据监控中心,完成对路灯的无线远程状态监视;无线监控网络也可以向道路照明设施控制器发送从数据通信网络接收到的监控中心相关控制命令,从而完成对路灯的无线远程控制。
图2 道路照明智能控制系统组成结构
辅助决策系统主要由光照度采集传感器、GPS模块、温湿度传感器、风速风向传感器、雨雪传感器和网络摄像机组成,主要用作对相应区域内道路照明设施控制的决策依据。该系统可以实时的通过数据通信网络将辅助决策数据发送至数据监控中心,数据监控中心根据当前的气象状态数据向相应区域内的ZigBee无线监控网络发送控制命令,从而完成对路灯工作状态的控制。
2 智能控制系统硬件设计
2.1 智能路灯控制器
智能路灯控制器作完成了照明系统的发电控制、蓄电池供放电控制、路灯照明开闭及亮度控制等,是道路照明智能控制系统的核心部件,对道路照明系统的工作效率和稳定性起到决定性作用。考虑到论文设计的道路照明智能控制系统的光伏及风力发电的原理、蓄电池充放电工作原理、ZigBee无线传感网络工作方式和道路照明的实际需求,论文设计了如图3所示的风光互补路灯控制系统,包括了微处理器模块、发电设备发电/充电控制管理模块、蓄电池状态数据采集模块、电源控制管理模块、负载状态采集模块和负载输出驱动控制模块等,除此之外风力发电机、太阳能电池板、蓄电池组、LED路灯灯头和无线通信模块与控制器相连,最终与灯杆、灯架等设备组装后安装于道路两侧实现道路照明功能。
智能路灯控制器能够完成的具体功能包括:外界气象条件达到设备发电需求时,控制发电设备发电,在经过整流、恒压或升压后控制向蓄电池组充电或向LED灯头负载供电;对电池板和风机的电压、电流进行检测,通过MPPT算法追踪其最大输出功率点,使发电设备以最大输出功率为蓄电池充电;对蓄电池组进行监测控制,并控制完成过放电保护、过充电保护、短路保护、反接保护、极性保护和风机失速刹车等;控制节点自动接入路灯ZigBee无线监控网络,并通过网络发送当前节点的路灯系统工作状态数据,接收远程监控中心的控制命令,完成LED 灯头的开灯、关灯及亮度调节控制,太阳能电池板的朝向角度控制;对蓄电池剩余电量智能检测,并根据风机与太阳能板的预期发电效率调整放电时间及光源亮度,尽可能延长照明时间;在发电设备发电量无法满足LED 负载照明时,控制蓄电池放电,驱动照明。
图3 道路照明智能控制系统功能结构
其中控制器微处理器采用德州仪器推出的ZigBee新一代SOC芯片CC2530,支持 IEEE 802.15.4标准/ZigBee/ZigBee RF4CE和能源的应用,芯片内集成了ZigBee无线模块,结合了一个完全集成的,高性能的RF收发器与一个业界标准增强型8051MCU,8 KB的RAM, 32/64/128/256 KB闪存[3]。主要控制完成各个检测数据的采集、太阳跟踪算法的实现、步进电机的驱动以及相应的状态数据的发送和控制命令的接收等路灯控制器功能。
电力拖动模块采用的步进电机控制电池板在高度角和方位角上进行变化,并通过限位传感器判断电机的转动停止位置。并配置合适的蜗轮蜗杆减速机,由于蜗杆轴向力较大,机构具有自锁性,可实现反向自锁,即只能由蜗杆带动蜗轮,而不能由蜗轮带动蜗杆,防止电池板在大风天气下反向拖动步进电机。
2.2 ZigBee/GPRS网关
ZigBee/GPRS网关集成了ZigBee汇聚节点与GPRS网关模块(或直接接入有线Internet网络),主要作为ZigBee无线监控网络与远程监控中心的通信枢纽完成监控中心控制命令的下传和各路灯状态数据的上传等工作,其结构如图4所示。
图4 ZigBee/GPRS网关结构设计框图
ZigBee/GPRS网关主要是通过ZigBee无线网络接收太阳能板的旋转角度、发电电压和蓄电池充放电状态等数据,并通过GPRS网络将相关数据上传到远程监控中心,完成实时监控功能;或者通过ZigBee网络将远程控制数据广播到各路灯控制器节点,以完成相应的控制功能。
其中MCU+ZigBee模块同样采用新一代SOC芯片CC2530,E2PROM采用EEPROM24C系列存储芯片,按键与显示模块完成人机交互。GPRS模块采用HC-GPRS/232/T,该模块是GPRS透明传输终端,内置工业级GPRS模块,具有RS 232接口的工业设备无需更改任何软件即可通过GPRS无线联网,支持点对点、点对多通信。
3 智能控制系统功能设计
3.1 太阳自动追踪策略
由于地球自转和公转的影响,太阳的高度角和方位角会在一年四季内按照固定的规律发生变化,而太阳光在与太阳能电池板成垂直角度照射时,电池板接收光照强度最高,发电效率最好,因此论文以路灯套件中的电力拖动模块为基础设计了电池板的太阳追踪策略,构建太阳追踪系统,保证太阳能板工作时始终处于较高的发电效率状态[4]。考虑到实际应用需求,论文将太阳追踪策略分为如流程图3种工作状态:
(1)自动回位
在日落时,风光互补路灯主要依靠风机发电,若风机发电不足则依靠蓄电池组供电照明。此时需要太阳能电池板以限位传感器为基准旋转到初始垂直位置,等待次日的继续运转。
(2)自动控制模式
当远程监控中心通过布置于某区域的辅助决策系统监测到该区域当前的气象条件适合电池板正常发电时,通过ZigBee无线传感网络向该区域各路灯控制器控制器发送控制命令,使其切换至自动控制模式。
在自动控制模式下,各路灯控制器定时通过固化于其存储器中的自动控制策略根据当地的纬度、当前的日期时间和太阳运行规律公式计算出任意时刻的太阳高度方位角,然后通过二维极轴电力拖动模块,控制电池板旋转至相应的角度,实现高度角-方位角的全称追踪。
(3)远程控制模式
当远程监控中心通过某区域的辅助决策系统监测到该区域当前的气象条件(如阴雨天气等)无需电池板进行视日追踪时,通过ZigBee无线传感网络向该区域各路灯控制器控制器发送控制命令,使其切换至远程控制模式。
此时路灯控制器根据远程监控中心管理系统或管理人员发出的控制命令,使电池板旋转至相应的位置,并在气象条件无法满足电池板发电条件时使其开路停止发电。
3.2 ZigBee/GPRS网关的软件设计
ZigBee/GPRS网关的软件设计主要完成路灯ZigBee无线监控网络与公共网络之间的数据转换,在采用GPRS网络传输路灯状态数据时,为了减少GPRS数据流量,在路灯状态数据在一定范围内处于稳定状态时则不再实时上传数据,而改为查询方式,即只需要在上位机远程监控中心需要查看当时数据时,上传相关数据[5]。其软件流程如图5所示。
图5 ZigBee/GPRS网关的软件流程图
4 结 语
论文设计的基于ZigBee无线传感网络的风光互补路灯照明智能控制系统通过无线传感网络及相应的管理平台使城市照明管理机构对传统独立式安装的每一盏路灯的工作状况实现全方位的分布式自动/人工监视和控制,实现风光互补路灯照明工作状态的最优化管理,提高了道路照明的智能化程度。
参考文献
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[3]章伟聪,俞新武,李忠成. 基于CC2530及ZigBee协议栈设计无线网络传感器节点[J]. 计算机系统应用,2011(7):184-187,120.
论文关键词:水塔,拆除方法
1.工程概况
1.1工程概况
本工程位于市区某大院内,拆除水塔总高为30m,结构为钢筋砼构筑物。拆除的周边环境狭小,居民较多,因此安全、快速、高效为本次施工的中心。
2.施工前准备及主要施工设备
2.1技术准备工作
2.1.1首先熟悉被拆建筑物的周边环境,弄清建筑物的结构情况、建筑情况、水电及设备管道情况。
2.1.2对施工员进行安全技术交底,加强安全意识。
2.1.3踏看施工现场,熟悉周围环境、场地、道路、水电设备管路、建筑物情况等。
2.2现场准备
2.2.1需拆除周边影响工程施工的建筑物、构筑物(包括塔内的管子和铁梯)并清理施工场地,保证运输道路畅通。
2.2.2搭设临时防护设施,避免拆除时的砂、石、灰尘飞扬影响生产的正常进行。
2.2.3在拆除危险区设置警戒区标志。
2.2.4接引好施工用临时电源、水源,现场照明不能使用被拆建筑物内的配电设施,应另外敷设。保证施工时水电畅通。
2.3机械材料设备的准备
项目
序号
设备名称
数量(台)
备注(型号)
1
拖拉机
2
2
空压机
2
3
风镐
论文摘要:阐述了城市的夜景亮化艺术和城市夜景亮化工程的设计和控制及存在的一些问题,同时强调了环保与节能的必要性,指出在城市亮化、发展过程中一定要贯彻可持续发展的观点,做到以人为本,协调发展。
城市夜景亮化是商贸兴旺,旅游发达,文化繁荣,城市的现代化建设和人们生活水平提升的需要,总而言之,这是社会物质文明和精神文明进步的体现。城市夜景亮化是为了描绘星空下都市的环境美,因此是我们一贯所努力追求的现代化城市环境美化的内容之一。通过一个城市的夜景照明,可透视该城市的经济繁荣,人们的精神与文化生活水平。城市夜景亮化是运用各种发光器件,结合电气、电子和微电脑技术,根据科学和艺术的用光设计和色彩构成原理,创意城市夜幕中具有观赏价值的灯光艺术景观,以美化城市夜环境的艺术氛围。因此,艺术性应该是城市夜景亮化一个首要的评价原则。在常规的照明设计中,如车间、厂房、教室等室内照明设计和体育场、码头、道路等室外照明设计,主要追求满意的照度指标、照度均匀性、合理的显色性以及合格的眩光指数等。而在城市夜景亮化的设计中,主要是对城市的景观进行灯光的艺术创意。
同时,事物都具有两重性。城市夜景亮化的发展是为了美化城市夜环境。但是,如果不重视科学合理用光,就会造成对人有害的眩光或光污染,对人的视觉造成严重干扰和伤害,对人们的工作和生活造成不良影响。所以我们应合理地选用设置照明器材,合理研究被照射对象的反射特性,合理采用防眩光技术和设置各种广告。城市夜景亮化需要选用各种照明器材对景观进行灯光的艺术描绘。但是如果不科学合理的设置照明器材,不注意灯具外形及其色彩,不注重固定架体或杆件的品质,将会破坏景观原有的艺术形象,从城市环境美化的要求来看,城市夜景亮化的设计,应该要求白天美化、晚上艺术亮化。不能只顾晚上亮化,而损害景观在白天的艺术美。环境美在白天和晚上应该是统一的。
由于城市整体夜景照明发展迅速,受到技术、产品、经济、管理和社会环境等多方面的限制。如何装点城市的同时,注重保护自然景观,节约能源,减少污染,使人们生活在一个自然、清新、美好的环境中,在城市亮化过程中还有许多值得研究探讨的问题,本文就我国城市夜景照明发展中出现或要注意的问题提出肤浅看法,供大家探讨。
应该说,对一个城市亮化工作首先应考虑总体规划,即在充分了解城市的地位、历史、人文、建筑等内涵的基础上,根据城市的特色进行城市的总体规划。由于城市亮化受到所在城市的能源和财力的制约,现在一般大中城市的夜景照明往往是各主要建筑物物业单位自行作主,各建筑物间的照明缺乏整体协调性,看上去整个城市夜景分散零乱,没有主次和特点,所以要想搞好一个城市的夜景照明,在电力与资金条件许可的情况下,首先得设计出一个夜景照明的总体方案和规划,形成该城市的夜景照明风格,然后再按照夜景照明的基本规范和标准,确定不同场合的照度和亮度水平,以及色调匹配和照明方式等。以下分不同照明场合介绍有关亮化工程的一般规范方法和提供一些建议。
1城市道路照明设计
据有关部门统计,我国路灯总数大约为250万盏,其中钠灯约占40,我们认为:I)在道路照明设计中应首选高压钠灯,提高高压钠灯的普及率;2)继续提高城市主干道的照明水平,逐步向国际大城市照明水平靠拢;3)充分注意眩光问题,特别是居民区的道路照明;4)加强对照明时间的控制和管理,采用新型节能控制器。
2城市商业区照明设计
商业照明设计中主要考虑一般照明和重点照明。一般照明包括商业区的道路照明和景观环境照明,现大多采用庭园灯、步道灯、草地灯、彩色喷泉等衬托整个商业区的气氛。按CIE有关标准,商业区道路的照度标准为5 1m-25 lm,从目前情况看,我国大中城市的主要商业区道路的照明基本上与国际标准接近,不过也有个别地区道路照明低于该标准。商业区的重点照明包括橱窗、店头、商品、商店内的照明等。大多采用霓虹灯,荧光灯,卤钨灯,白炽灯,紧凑型灯,大型超市也有采用金卤灯的,现在新型商厦的照明照度一般在300 lm以上,采用光源的直管型荧光灯和紧凑型荧光灯为多。我们建议在对商业区建筑进行照明设计时要考虑:1)商业建设内部照明形式的多样化,大型商厦不同的销售区域或各种专卖店有其不同的功能和特点,不同的场所,不同的商品和商品不同的展示方式所要求的照度水平和分布,以及对色调、颜色、明暗分布都有不同的要求。2)商业街景的照明是要进一步渲染和突出商业建筑的个性特色,体现建筑本身丰富的文化内涵,追求一种格调高雅的享受空间。3)实现照明设计的节能化,商业建筑照明是城市照明用电的大户,目前节能型照明光源和器具的产品也日见成熟,所以商业建筑的照明应严格按照国家标准规定的照度要求,合理选用高效的照明器具。在购物空间内,提倡减弱背景照度,实现光源的低位布置。
3街道景观建筑立面照明设计
建筑物夜间照明设计应考虑诸多因素:1)全面了解建筑物的使用功能,建筑轮廓,周围环境,表面材料,业主的设想;2)对建筑物选定照明的主位,确定表现手法,选择合理的照度,合适的光源、灯具,进行艺术创作。一般现代建筑物的景观照明采取的方法有泛光照明,轮廓照明,内透光照明和特种照明。
夜景环境照明的配电设计大多数是在原有建筑和环境的基础上进行二次设计的。而设计人员很大一部分不是专业设计人员,灯虽然亮了,但照明配电却存在严重的事故隐患和配电控制的不合理现象。归纳起来有如下几个方面:
1)断路器的整定与线路负载不匹配。整定值过大导线截面过小,起不到保护线路和照明器具的作用,事故发生时不能有效跳闸。2)照明器具没有保护接地的安全措施。3)线路敷设不执行有关规范、规定的要求。4)控制方式单调,有的甚至连接触器也不设,采用手动合断路器的方式操作不方便也不安全5)室外配电箱没有采用防雨防腐及安全措施。6)高层大楼的照明器具和线路未采取防雷保护措施。
上述问题,我认为主要原因有3点:a.从事照明设计的人员很多不是电气专业人员。b.工程没有实行招标制度,或者虽进行了招标,标书中对配电控制没有提出具体的要求。c.没有认真实行施工的监理和质量检查制度,尤其是一些“三边”工程
伴随着大规模照明工程的开展,照明控制技术也得到较快的发展,很多大中型照明工程应用了智能控制技术,增强了照明工程的艺术表现力,提高了管理水平,降低了管理人员的劳动强度,有效地节约了能源。但是,也有很大一部分照明工程,由于种种原因,照明控制相当落后,还停留在手动控制方式上,而且设备的选型和供电线路不合理,成为照明工程中的遗憾
照明控制是夜景照明工程中的重要组成部分。照明电子技术的发展,使照明控制技术发生了质的变化,已从过去的手动控制发展到今天的智能控制。
照明设计看起来简单,实际上是一个技术含量较高的专业,一个完美的设计,必须由专业灯光设计人员和专业电气设计人员很好的配合,才能做出优秀的照明工程。
关键词:工厂;车间;电气照明
中图分类号:TM923文章标识码:A
近年来,伴随着我国经济的高速发展,各地工厂如雨后春笋般发展起来,工业的突飞猛进给我国的经济建设增添了新的活力。由于大量的工厂在进行生产时需要进行连续作业,因此,工厂对于照明的要求增高。如何才能满足现代化工厂照明的需要,本文就从工厂照明的规范要求及电气控制设计来着手,阐述了现代工厂照明系统发展的新的要求和趋势。
一、工厂对照明系统的要求
工厂是生产既定工业产品的场所,由于工业产品千差万别,因此,对于厂房的照明系统的要求也是不同的。工业厂房一般都包含有生产的车间,办公室以及各种附属用房。除此外,还有与厂房相连的道路、站场或其他的装置。不同的区域,对于区域照明的要求也是不相同的。比如我们刚才所说的车间,一般都有连续作业的特点,要求照明系统能够长时间不间断的工作,如果照明出现问题,则会给生产带来损害,良好的车间照明系统是保证产品质量和工作效率最基本的保障[1]。另外,不同的厂房结构对于照明的要求也是不一样的,比如说单层工业建筑与多层工业建筑在照明的需求上就有不同的需求点。单层工业建筑一般具有较高的层高,对于照明的照度要求更高,一般采用装在屋架上的灯具来实现照明的目的,而多层建筑层高并不是很高,一般会采用荧光灯组的照明方案。这都是现实的需求与环境是密切相关的,不可做统一的定论。但是,在设计与施工中,层高仅是照明设计所需考虑的一个方面,厂房结构的跨度也是在电气设计时需要考虑的一个重要因素。
由于厂房的用途不同,厂房分为正常环境下生产的厂房和特殊生产要求的厂房,比如具有爆炸性或火灾介质的厂房,其在设计时还需要考虑更多的因素,处在恶劣环境下的生产的多尘、潮湿、高温或有蒸汽、振动、烟雾、酸碱腐蚀性气体或物质、有辐射性物质的生产厂房对于灯具的选择具有特殊性[2]。这些因素都与照明系统的选择与布线具有很大的关系。在这里本文就不详述。
二、照明灯具的选择与光源的选择
工厂在照明设计的时候包含的范围较为广泛,一般包含有工厂的室内照明和户外照明,护外照明又可分为户外装置照明,站、场照明以及地下、道路、警卫、障碍灯照明。
室内照明包含了厂房内部以及办公区域的照明;户外装置照明主要是为户外的各种装置而采取的照明措施,例如石油化工企业置于室外的罐、反应塔、管道等;站、场的照明例如客运站、铁路货运站等;地下照明包含了各种用于储存的地下室、隧道、坑道;道路照明主要是工厂厂区的公路以及宿舍的公共区域;警卫照明主要用于沿厂区周边的警卫区域所设置的照明措施;障碍照明主要针对于厂区内特高的建筑,构筑物以及烟囱[3]。
对于照明方式的选择,如果对于照度要求较高,工作位置密度不大的地方,一般情况下会选择采用混合照明的方式,如果对于作业的要求不高,不适合装设局部照明的区域,则采用一般照明的方式。具体的情况应根据工作的需求来选择局部照明与一般照明相互辅助的方式来进行照明的设计工作。
工厂照明设计的照度值有国家标准,应根据国家标准GB 50034--2004《建筑照明设计标准》的规定选取[4]。该标准规定了十六大类工业建筑的一般照明的照度值。各类工厂更为具体的工作场所的照度标准还应按相关行业的规定。
照明质量是衡量工厂照明设计好坏的标准,其主要内容更包含了如何选择效率高的灯具,具体的措施可根据灯具在厂房里悬挂的高度来进行选择,比如当当RI=0.5~0.8时,宜选用窄配光灯具,当RI=0.8~1.65时,宜选用中配光灯具,当RI=1.65~5时,宜选用宽配光灯具;在光源的选择上要选用色温和显色指数符合生产要求的照明光源;作业区域内还应达到不小于0.7的照度,相邻区域的照度也不应低于0.5;对于眩光做好处理,一般情况下控制在22以内的限制值,如果是作为精细加工需要,其应控制在19;除了上述方式外减小电压的波动,是照明装置在允许的电压下工作也是必须要考虑的因素;对于普通的照明需求,在设计时我们一般采用无极灯、三基色荧光灯,金属卤或高压钠灯一般被应用于层高较高的场所或需要进行大范围照射的场站等区域,光源的选择本着以满足工作需要为主,节能为辅的原则;厂房照明支线一般采用绝缘导线沿(或跨)屋架用绝缘子(或瓷柱)明敷的方式。当大跨度厂房屋面结构采用网架型式时,除上述方式外,还可采用绝缘导线或电缆穿钢管沿网架敷设。爆炸和火灾危险性厂房的照明线路一般采用铜芯绝缘导线穿水煤气钢管明敷[5]。
三、厂房照明系统的发展趋势
科技不断进步和发展,给工业照明也带来了新的发展契机,以LED照明为代表的照明技术发展,使得工业照明系统正进一步的朝低耗能、高光效、智能化的方向发展。这与工业照明本身的需求有密切的关系,首先,工业照明用电比较大,而LED的照明优势最大的特点就是可以节省电能,符合国家的节能减排措施,因此,LED在工业照明渗透率也逐步提高,不过目前产品结构还是以替代为主[6]。其次,工业照明投资回收期时间较短,一般为2-3年,LED能长时间的工作且随着LED照明技术、光效等不断提高、成本降低,我们可以预见,今后LED照明将在逐步在全球照明市场占主流位置。
四、结语
照明系统的选择与控制设计,与工厂的照明好坏有着紧密的关系,在总多的工厂中,每个工厂对于照明系统的要求不一样,自然在选择和设计时也不一样。如何更好的提高照明的效果,更好的达到节能的目的,一直以来就是设计与施工人员不断追求和改进的目标。本文就对上述照明系统的要求与选择做了粗浅的分析,希望能为广大的设计与施工人员提供参考。
参考文献:
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【关键词】火车站公共区;照明设计方法;照明设计软件DIALux
1 引言
由于客站的内部结构复杂,在照明设计过程中,需要根据不同区域、不同位置的功能划分,有效合理地设计布灯方案,让车站的整体照明效果不失灵活性。经验表明,一个好的照明设计方案可以很大程度上提升铁路站房的整体效果。本次照明设计先利用传统计算方法,根据《铁路电力设计规范》中对普通候车厅的照度要求,对站房候车厅进行照度计算,得到照明设计方案;然后使用德国的照明计算软件DIALux 4.7 版本,对本次设计进行核对,核对后进而总结出一套照明设计方案。
2 软件介绍
DIALux是目前国内外业内人士所热衷使用的专业的照明计算软件,广泛应用于住宅、公共建筑、体育馆、博物馆、道路等室内外照明设计。它支持世界上所有的灯具厂家如Philips,BJB,BEGA,ERCO,THORN,OSRAM,雷士等的照明插件,得到业内专业设计人员的一致认可。
3 铁路站房照明设计建模
本次研究设计以某火车站站房照明设计图纸为依据,建立电气照明设计仿真模型。该火车站长120m,宽33.6m,建筑高度18.1m,总建筑面积9,993mm2。共分二层,其中一层为候车厅、旅服、出站厅、变电所、快速进站厅、空调机房和车站办公室。本次照明节能设计主要研究候车厅等大空间,其他功能性部分未考虑在内,在建立三维模型时只建了候车厅部分。
1)候车厅整体建模图
图3-1 候车厅建模图
2)候车厅照明灯具设计
灯具选择飞利浦灯具,光源选择金属卤化物灯,根据传统计算,得到候车厅的灯具布置如下。一层候车厅建筑面积约为1292 m2,空间高度约7.5米,采用的是金属卤化物灯,吸顶式安装,安装高度7.5 m,灯具平面图参考图3-2。
图3-2 一层灯具布置图
如图,一层普通候车厅,共有14 个照明支路,每条支路由4 个灯具构成,一个灯具里有1 盏70W的金属卤化物灯。总功率为
14470=3920W
照明功率密度为3.08W/m2。
二层候车厅建筑面积约2118m2,进站大厅面积为912m2,空间高度为8.0 米,采用的是金属卤化物灯,吸顶式安装,安装高度8.0 m,灯具平面图参考图3-3。
图3-3 二层灯具布置图
如图,二层普通候车厅,共有20 个照明支路,其中4条支路由8个灯具构成,14条支路由5个灯具构成,2条支路由4个灯具构成,每个灯具里有1 盏70W的金属卤化物灯。其中,与一层候车厅共用部分为进站大厅,共14 个照明支路,每条支路由3个灯具构成,每个灯具里有1 盏150W的金属卤化物灯。进站大厅的总功率为
14 3150=6300W 照明功率密度为6.9W/m2。
3)校验照明功率密度值LPD 前面将照明方案进行了阐述,为验证设计结果的正确性,现用DIALux照明设计软件进行照度仿真计算。检验结果的标准是以《铁路电力设计规范》中对普通候车厅的照度值要求为150lx,对进站大厅的照度值要求为200lx。候车大厅一层建模及计算面积示意图。
图3-4 一/二层候车厅及进站大厅灯具布置图各个区域计算结果(见图3-5)综上
一层和二层的候车大厅及其进站大厅三个场所的照度标准值为表4-1。通过表4-1上面的数据,也可以确定DIALux 的照度仿真计算结果是准确的。
4 候车大厅的控制策略
候车厅等公共区设置智能控制单元,对灯具进行合理分组,在技术经济合理时,尽可能细分供电支线及控制区域、控制单元。利用智能照明控制系统预先设置好多个灯光场景,到时根据实际情况调用不同的灯光场景就能实现同一个区域的各种照明控制策略。
5 结论
本文某铁路站房为例,首先用照度计算方法提出照明设计方案,然后选用设计软件DIALux,建立铁路某车站的三维仿真模型,对站房候车大厅进行照明设计方案的仿真分析,寻求最优的铁路公共区的照明设计方法。
参考文献
[1]北京照明学会照明设计专业委员会.照明设计手册.北京:中国电
力出版188-193。
[2]中华人民共和国建设部.建筑照明设计标准GB 50034-2013。