摘要：本文对发电厂照度计算在国内外标准中的计算方法进行比较，并以某国外工程汽机房照明为实例，由两种算法得到的结果相差约9.45%，并对造成这种差异的原因进行了详细分析，结果显示，两种照度计算方法的原理是一致的，而光通量和系数选取方法的差异造成了计算结果的差异。
关键词：照度；发电厂；标准；计算
1 引言
照明计算是发电厂照明设计的重要内容，照度计算又是发电厂照明系统功能效果计算的重要组成部分。照度计算的目的是根据需要的照度值，结合其他已知条件（如照明器形式和布置，房间各个面的反射条件和污染情况等）来决定照明器的容量和数量。
对于国外工程，CIE[Commission Internationale de l´Eclairage（法语），国际照明委员会]和EN（European Norm，欧洲标准）相关标准中的照度计算方法应用相对广泛，而DIALux是执行该标准的一款行业内主流的照明设计计算软件。对于国内发电工程，一般采用DL/T 5390-2014《发电厂和变电站照明设计技术规定》中的照度计算方法，即利用系数法，该方法用于计算平均照度与配灯数；
因此，在发电厂照明设计中，应用较多的照度算法有两种：一种是以CIE和EN国外标准为依据的DIALux软件计算法。一种是以国内规范为依据的利用系数法，这两种算法的应用均比较广泛，本文对这两种算法的异同进行分析研究。
2 以CIE和EN国外标准为依据的DIALux软件计算法
CIE 40中工作面上的照度计算按照如下公式进行：
式中：
E4——工作面的平均照度；
（NM） ——室内照明器的个数；
F ——单个照明器总的光通量（包含向上和向下）；
FC4 ——单个照明器的向下照射光通量；
F4 ——所有照明器在工作面上的直射光通量；
A、B——房间的长和宽；
RM41、RM42和RM43——权重因子，通过查CIE 40中表II-1到表II-24得到。
可见，在CIE标准的计算方法中，工作面的平均照度是F、FC4和F4的线性函数。同时，CIE和EN国外标准中对照度分布也有非常详细的计算方法介绍。本文不再详细叙述。
对于复杂的照度计算方法，应用软件进行计算可以节省大量的时间和精力。DIALux是一款基于CIE和EN国外标准的照明设计计算软件，能满足目前几乎所有照明设计及计算的要求。DIALux提供了整体照明系统数据，可精确计算出所需的照度，并提供完整的书面报表。
DIALux软件执行的主要标准如表2所示。
表2 DIALux软件执行的主要标准
可见，DIALux软件主要执行CIE和EN等国际标准，辅以其他国际标准。对于发电厂行业来说，国外工程中经常会应用DIALux软件，用于照度计算。
3 以国内规范为依据的利用系数法
DL/T 5390-2014中给出了照度计算方法，该标准的照度计算采用利用系数法，经过多年实际使用，证明该方法是正确的，在涉外工程中采用也得到国外有关部门的认可。具体计算方法如下：
（1）计算公式为
EC =
式中：
EC——工作面的平均照度（lx）；
Ф——光源光通量（lm）；
N——光源数量（套）；
K——灯具维护系数；
A——工作面面积，m2；
CU——利用系数。
（2）利用系数（CU）的值，决定于室形指数RI和房间的反射情况，包括屋顶反射率（EC）、墙面反射率（
）、地面反射率（
）。各种灯具有自己的利用系数，由制造厂提供。
（3）维护系数（K）决定于房间的污秽等级、房间和灯具的清扫周期。照度维护系数可按下表选取：
表1 照度维护系数
4 两种照度算法的比较
本文以某国外燃油电站汽机房照明为实例，应用两种计算方法进行照度计算，在此基础上进行比较分析。本实例为2X660MW燃油电站，汽机房尺寸为100米 X40米，灯具安装高度为3.5米，单套灯具功率为250瓦，该灯具光通量为19000lm，汽机房内安装灯具80套。
4.1 DIALux软件计算照度
在DIALux软件中，本实例汽机房中80套灯具的布置简图如图1所示。
图1 汽机房灯具布置简图
与此对应，水平工作面上照度分布如图2所示。
图2 水平工作面上照度分布图
DIALux软件计算出照度数值如图3所示。
可见，本实例汽机房水平工作面的照度用DIALux软件计算出来的结果为235lx。
4.2 利用系数法计算照度
根据灯具制造厂提供的数据，利用系数
。根据表1，维护系数
。于是：
可见，本实例汽机房水平工作面的照度用利用系数法计算出来的结果为212.8lx。比DIALux软件计算结果稍小。
4.3 两种计算方法计算结果的比较分析
对于本实例汽机房水平工作面的照度，用DIALux软件计算得到的数值为235lx，用利用系数法得到的数值为212.8lx，两者相差：
事实上，两种照度算法的原理是一致的，均可用下式来理解：
不同的是单个照明器光通量和系数的选取方法。对于光通量的选取，利用系数法使用的是单个照明器总的光通量；而CIE 40中的算法使用的光通量分为单个照明器总的光通量（F）、单个照明器向下照射光通量（FC4）和所有照明器在工作面上的直射光通量（F4）。对于系数的选取，利用系数法中的系数分为两部分，一部分为利用系数、一部分为维护系数，利用系数取决于房间形状和房间的反射情况，由照明器厂家给定，维护系数根据工作场所决定；CIE 40中的算法给出了不同反射比情况下的系数选择表，系数由查表得到。可见，两种算法参数选取方法的差异造成了计算结果的差异，具体哪种算法的计算精度更高，应经大量工程实测值的验证。
此外，利用系数法只能得到平均照度，而DIALux软件可以得到工作面上的照度分布图。
5 总结
本文首先介绍了发电厂中广泛应用的两种照度计算方法，一种是以CIE和EN国外标准为依据的DIALux软件计算法。一种是以国内规范为依据的利用系数法。再以某国外燃油电站的汽机房照明为实例，验证两种计算方法的异同，得到的主要结论如下：
（1）本实例中，应用两种计算方法得到的结果相差9.45%，DIALux软件的计算结果稍大；
（2）两种照度计算方法的原理是一致的，而光通量和系数选取方法的差异造成了计算结果的差异，具体哪种算法的计算精度更高，应经大量工程实测值的验证。
（3）利用系数法只能得到平均照度，而DIALux软件可以得到工作面上的照度分布图。
参考文献：
[1]DL/T 5390-2014，发电厂和变电站照明设计技术规定[S].
[2]CIE 40，Calculations for interior lighting：Basic method[S].
[3]CIE 52，Calculations for interior lighting：Applied method[S].
论文作者:刘变娣,康博
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/17
标签：照度论文; 系数论文; 明器论文; 光通量论文; 汽机论文; 两种论文; 算法论文; 《电力设备》2018年第33期论文;