摘要：通过在三维设计平台中进行照明效果的研究，充分利用三维布置设计平台设计模型进行照明设计；直接利用全厂的模型，进行三维的照明照度计算、生成照明效果模型，最终形成了可行的实施方案。
关键词：可视化；照明；光照效果
1.主要研究背景
发电厂厂房内，设备及管道都比较多，容易挡住灯具的光线，光源利用率也随之降低，影响了照明设计的质量。
三维布置设计平台中，可布置完成照明设备的模型，无法展示灯具的照明效果、计算照度数据。而当前主流照明设计工具，只能通过二维平面图纸或者人工搭建简易模型，提供相对粗略的灯光效果、照度值测算，不能与已有的三维模型相结合，生成真实的照明效果图和照度值。
三维照明效果的设计模型，可以直观的展示真实照明光亮强度，充分利用全厂三维设计模型，生成灯具安装效果图、照度效果图，提升照明设计水平。
2.三维照明主要设计过程
技术利用三维设计平台三维模型，直接进行可视化照明设计，开发完成智能照明设计软件，智能布置灯具和布线，实现了照明灯具根据计算照度智能布置设计、可视化的埋管设计，研究导出全厂设计模型和参数，直接利用模型浏览软件设计光照效果，这是火电厂三维照明设计技术的基本原理。
2.1 依托三维平台进行照明的布置设计
根据房间属性，自动计算空间照度、和所需灯具数量、灯具类型、及安装方式、安装高度等，灯具自动布置设计。利用全厂三维模型，实现可视化灯具、开关、插座、布线布置，合理灯具、布线设计，保证灯具方便、灵活的控制、布线路径简洁和合理。
开发智能灯具布置工具，根据定义的房间属性，读取设计标准库中照度、灯具属性等，实现照明灯具的选型；根据照度计算照明灯具数量，照度计算方式：选择利用系数法、功率密度法计算布置灯具数量；读取房间中建筑结构、楼板、墙、屋顶等，实现灯具自动布置。
可视化的埋管设计和照明灯具回路管理。根据定义的回路设备，自动生成回路埋管，自动连接到照明箱并添加照明箱回路，自动添加备用回路，始终保持20%裕量，可视化的查看回路设备，查看设备所在回路。可视化自动生成回路埋管，照明电线最短路径。智能自动创建正常、应急照明箱回路，始终保留20%回路裕量。可视化管理回路灯具、开关、插座等，高亮查看
2.2 导出三维照明灯具模型和参数
导出模型和参数：将列表中所有空间及空间中设备参数导出。并生成空间照度计算书。
方案1：导入到Navisworks模型浏览软件中照明效果设计，直接将生成的RVM格式，导入Navisworks。
方案2：将三维设计的模型，导入到Dialux专业照明计算软件中，进行了照明设计计算和生成效果图的测试。
2.3.生成包含照明设计参数、光照效果的三维照明效果模型
Navisworks进行效果设计：在Autodesk Rendering 模式下，赋予材质，添加广域网灯具，在灯具位置添加光源，生成光照效果图。
DIALux设计进行效果设计：在DIALux软件中，赋予材质，在灯具位置添加光源，生成光照效果图。
2.4.根据遮挡情况修改
生成三维真实可视化的光照效果模型，根据光照遮挡情况，可视化实时优化、调整灯具位置，避免复杂厂房环境下光照遮挡，提高光源利用率。
实时查看可视化精确照度，根据计算结果不断调整方案，使得设计更有根据，更具科学性、节能、安全、环保，极大提升了照明设计质量。可以实时查看照明效果，对于设计师想要达到的亮度、色温等表现的更加直观，并且软件强大的渲染效果也极大提升了照明设计质量。
Ø直接利用全专业三维模型，生成可视化的光照效果模型，根据光照遮挡情况，可视化实时优化、调整灯具位置，避免复杂厂房环境下光照遮挡，提高光源利用率。
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3.主要应用场景
三维模型直接指导现场施工，避免了现场灯具和埋管二次优化的工作，大大降低返工率，降低了施工成本。
3.1可视化施工设计，避免现场二次设计优化
三维模型直接指导现场施工，避免了现场灯具和埋管二次优化的工作，大大降低返工率，降低了施工成本。
可视化施工：三维模型指导现场施工，方便灯具现场施工。研发轻量化模型技术，发布设计模型到现场，直接指导灯具、埋管的施工，无需在现场进行二次重复设计，缩短现场施工工期。
3.2模拟不同场景的光照效果，指导智能照明系统建设
模拟不同场景的光照效果和灯具控制情况，为照明智能控制的建设，提供设计数据支持，按需控制照明，减少电力消耗，延长灯具寿命，节约能源。
可视化管理：设计数据、模型满足数字化、智慧型电厂建设的需求，直接利用三维模型管理灯具，提高照明管理水平。
结合关联的照度计算书、厂家资料等，直接指导现场灯具的施工和管理。可根据需求模拟不同季节场景、模拟一天时间内场景、模拟应急照明场景、模拟局部照明场景、
模拟疏散照明场景等。
为照明智能控制，提供设计数据支持，按需控制照明，减少电力消耗，延长灯具寿命，节约能源可视化管理：设计数据、模型满足数字化、智慧型电厂建设的需求，直接利用三维模型管理灯具，提高照明管理水平。
结合关联的照度计算书、厂家资料等，直接指导现场灯具的施工和管理。为照明智能控制，提供设计数据支持，按需控制照明，减少电力消耗，延长灯具寿命，节约能源。
3.3模拟不同场景的灯具控制情况，灵活、按需控制灯具
Ø使用本技术进行照明设计，各种配电盘明细表、设备明细表、灯具明细表等均可以随意生成，并且可将需要观察的参数加入到明细表中，并且精度足够高，可以进行算量统计的设备材料表等，大大简化了设计、造价的工作。
Ø采用合理的布线方式，减少配电损耗的同时要保证供电的可靠性。
4.技术应用前景
本技术在火电厂照明设计、施工应用推广前景广阔。
首先，同类先进照明设计技术，以平面设计为主，未结合三维模型设计，单纯依赖设计经验，手工粗略计算照度，效率低，准确性差，照明光照容易遮挡，本技术利用可视化照明效果模型，优化灯具布置，设计成品更加直观、详细和人性化，节能降耗；开发完成智能照明设计软件智能三维照明设计，提高了设计效率和准确性。；
其次，利用开发的智能照明设计软件，可视、智能照明布置，节省人工投入，缩短设计周期。从根本上解决电厂照明设计，单纯依赖设计经验和手工粗略计算照度，效率低，准确性差，照明灯具容易遮挡的问题。避免了施工人员现场二次优化工作，大大降低返工率，降低了施工成本，减少施工建设周期。
最后，智能化、智慧型电厂的建设需要，常规二维设计以图纸为主的设计方式，已经难以满足其施工建设要求，特别是各电厂智能照明系统的需求的增多，为照明设计提出了更高的要求。智能三维照明设计技术，是基于三维平台进行的设计和施工，精细化的设计模型，满足建设智能化、智慧型电厂的要求。
同类先进照明设计技术，以平面设计为主，未结合三维模型设计，单纯依赖设计经验，手工粗略计算照度，效率低，准确性差，照明光照容易遮挡，本技术利用可视化照明效果模型，优化灯具布置，设计成品更加直观、详细和人性化，节能降耗；开发完成智能照明设计软件智能三维照明设计，提高了设计效率和准确性。本技术在设计施工智能化、可视化方面有极大的创新性，更加智能、高效，提高设计施工准确性。国内查新表明：未见相关文献报道。
结束语
技术响应国家节能降耗的政策，提高了复杂电厂厂房内照明灯具光照利用率，避免了灯具浪费，大大提高了现场照明施工的质量，在电厂照明设计、施工应用前景广阔。
三维照明设计方案的应用，不仅推动了电气协同设计的发展，也使照明设计更加精细化、标准化。尤其在工程投标等方面充分体现差异化设计优势，更能适应国际化要求，提高市场竞争实力。
论文作者:谢永滨1,武云霞2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
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