西安航天神舟建筑设计院有限公司 北京 100070
摘要：工业厂房的照明设计直接关系到工厂的生产安全、生产效率、以及产品质量。本文以某钣金厂房照明设计为例，从工厂照明的照明方式、照度要求、照明光源以及照明灯具等方面入手，简要分析工业厂房照明设计的基本原则、设计思路等。
关键词：工业厂房、照明方式及种类、照度、光源、灯具、节能
1 概述
工业厂房的照明设计主要是为产品的加工、制作以及工人活动服务的。厂房内的所有设施都应该保证生产过程安全、生产产品效率高以及产品有较高的合格率等。
工业厂房按建筑形式可分为单层工业建筑和多层工业建筑。在照明设计中要考虑工业厂房的规模、性质、危险类别等，以便确定厂房内不同区域的照度、光源、灯具类型以及安装方式。
本文主要结合航天某钣金冷作厂房设计简要分析工业厂房的照明设计过程。
航天某钣金冷作厂房属于丁类厂房，建筑面积10742.20m2。主厂房为钢排架结构体系，辅房为钢筋混凝土框架结构体系。主厂房地上一层，辅房地上四层。主厂房北一跨高24.8m；其余主厂房部分高17.5m；东侧辅房（四层）高14.55m。主厂房主要为重型构件生产区、冷作生产区和钣金生产区，辅房主要有变配电室、休息室、工艺室等。
2 工业厂房照明设计原则
1）生产安全：工业厂房照明最重要的功能是保障生产安全、提高生产效率，提升产品合格率。照明设计除需要保证正常照明的配置安全、合理、可靠性高外，还需要设置应急照明，以防止因电源故障导致正常照明切断后引发的安全问题。
2）保障员工健康：充分考虑员工心理感受，避免眩光、减少光污染。如果员工在工作中产生消极的、不愉快的心理，会直接影响到员工身心健康乃至工作效率。
3）节能经济：工业厂房具有能源消耗大的特点，其中照明用能是整个厂房用能的重要部分，在照明设计时要充分考虑节能要求，优先选用高效率灯具，最大程度的利用能源，在条件允许的情况下利用自然光。其中照明控制需要根据不同的场所分别采用分散、集中、手动、自动等方式，以求经济合理的节约照明耗能。
3 工业厂房照明的方式及种类
根据《建筑照明设计标准》GB50034-2013，按照工业厂房的规模、性质、危险类别以及工艺要求等确定工业厂房的照明方式及种类。
1）按照明方式划分：
按照照明方式划分可以分为一般照明、分区一般照明、局部照明和混合照明。在航天某钣金冷作厂房项目中主要的照明方式有一般照明和分区一般照明。一般照明是为照亮整个场所而设置的均匀照明；分区一般照明是对某一特定区域，设计成不同的照度来照亮该区域的一般照明。
2）按照明种类划分：
按照照明种类可以分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明等。
根据建筑的实际情况及工艺要求选择照明种类，航天某钣金冷作厂房为一般的工业建筑，其照明种类有正常照明和应急照明。
正常照明是在正常情况下使用的室内外照明；应急照明是因正常照明的电源失效而启用的照明。应急照明包括疏散照明、备用照明等。
在选择照明方式和种类时要多种方案配合使用，以达到合理的照
明设计要求。
4 工业厂房照度标准
工业厂房的照明设计应依据现行照明标准《建筑照明设计标准》GB50034-2013的规定来进行，不仅需要满足规范对设计照度等各项照明技术指标的规定，还应该满足国家规定的节能标准。
航天某钣金冷作厂房照度标准执行《建筑照明设计标准》的规定，主要房间或场所的设计照度值为如下：
注：引自电气设计技术第46期
由上表可知，三基色荧光灯、金属卤化物灯等光源符合低能耗、长寿命、高光效的要求。围绕照明设计三大原则，安全生产、保障员工身体健康和节约能源角度出发，对于大部分多层工业厂房，楼层高度一般在4米左右，其照明光源可选用三基色荧光灯；对于单层工业厂房，层高在6米以上，其照明光源以金属卤素物灯为宜。
以航天某钣金冷作厂房为例，主厂房北一跨高24.8m；其余主厂房部分高17.5m；东侧辅房（四层）高14.55m。根据厂房具体情况，选用使用寿命长、安全可靠、维护简单方便的光源，光源种类尽量少，以减少光源维护的工作量、节约运行费用，同时考虑到避免眩光和视觉疲劳、色温自然、显色性高等要求。单层生产厂房以金属卤素灯为主要光源，光源显色指数Ra≥80，色温3300K~4000K。其中北一跨高度相对较高，选用1000W金属卤素灯,其单灯光通量不低于80000Lm，显色指数不低于80；其余部分选用400W金属卤素灯,其单灯光通量不低于45000Lm，显色指数不低于80；东侧辅房工艺室、财务室等处照明光源以T8直管三基色荧光灯为主，光源显色指数不低于80，色温3300K~4000K。设备机房、卫生间等处采用紧凑型荧光灯。考虑到安全因素，该厂房设有应急照明，应急照明选用能快速点燃的光源。
5 灯具选择
根据国际照明委员会 (CIE) 的建议，按光通量在上下空间分布的比例，照明灯具分类分为五种：直接型、半直接型、全漫射型、半间接型和间接型。
工业厂房灯具的选择要结合厂房的使用环境和使用需求，在满足眩光限制和配光要求条件下，应选用效率高且安装维护方便的灯具，既要经济合理又要达到必要的建筑美观。同时，还要注意不同场所的防护要求，比如防腐、防震动、防爆、洁净等。
工业厂房照明设计要按照室形条件和视觉要求，合理选择灯具的配光以利于提高光的利用系数和照度均匀度，具体选择可参照下表：
注：最大允许距高比具体数值由灯具制造厂给出
航天某钣金冷作厂房在选用灯具时要分区域考虑。高大空间选用工厂灯；有吊顶场所采用嵌入式荧光灯具；设备机房等无吊顶场所灯具采用吸顶式控照式荧光灯具；疏散指示灯、出口标志灯均采用自带蓄电池的灯具；其中潮湿环境采用防水灯具及防水照明开关。
6 节能
节能是工业厂房设计原则之一。在选择灯具时应选择高效率灯具，同时还需要考虑照明电器附件的选择及照明控制方式。
目前市场上推广使用低损耗、性能优的光源附件。所采用的镇流器种类主要有两种：电子型镇流器和电感型镇流器。灯具采用的镇流器应通过国家强制性产品认证。
一般情况荧光灯配高功率因数的电子镇流器；大功率气体放电灯配节能型电感镇流器，带电容器补偿。
照明控制应根据建筑使用条件和天然采光状况分别采用分散、集中、手动、自动等方式，以求经济合理的节约照明耗能。
7 照明设计过程
下面以航天某钣金冷作厂房的主厂房北一跨为例，阐述照明设计过程如下：
该工业厂房属于丁类厂房，主厂房北一跨高24.8m，长120m，宽24m。该区域属于重型构件生产区，规范中规定其照明照度为300lx。
1）光源的确定
由于该区域属于单层工业厂房，高度为24.8m，光源宜选择金属卤素灯。根据厂房高度及照明要求，选用1000W金属卤素灯。1000W金属卤素灯,其单灯光通量不低于80000Lm，，显色指数不低于80。
灯具的利用系数和维护系数分别取u=0.5、k=0.7。计算灯具数量
N=E×A/φuk=30.8个
2）灯具的确定
灯具吊装高度21m，工作面高度0.75m。
灯具的计算高度H=21-0.75=20.25m
RCR=5×H(L+W)/LW=5.0
RI=LW/H(L+W) =0.98
经计算及查表，该区域宜选择中配光的灯具。
3）实际照度值计算
考虑到灯具均布以及厂房实际安装情况，选用30个1000W金属卤素灯。计算实际照度值
E=nφuk/ A=291.7x
设计照度值与照度标准值在±10%的偏差内，符合规范要求。
4）LPD值校验
实际功率密度LPD=[30x（1000+25)]/(120x24)=10.7W/m2
《建筑照明设计标准》中规定该区域的照明功率密度值的现行值不大于11W/m2，目标值不大于10W/m2。其中6.3.14中规定当房间或场所的室形指数值等于或小于1时，其照明功率密度值应增加，但增加值不应超过限制的20%。主厂房北一跨室形指数为0.98，可适当增加照明功率密度值，且该值未超过限制的20%，所以本厂房该区域的照明设计符合《建筑照明设计标准》中的要求，基本满足节能指标。
8 结语
工业厂房照明设计是工业厂房电气设计的一个重要组成部分。每个设计人员都需要了解照明设计的原则，掌握照明设计的方法。设计人员需要根据工业建筑的特点以及工艺要求，确定照明方式、明确照度要求、合理选择光源以及灯具。
厂房照明设计只有做到照度均匀、光源选择可靠、灯具布置合理才能保证一个工厂的生产产品效率以及合格率，更重要的是可以确保生产过程的安全。
随着社会的发展，照明光源和灯具革新换代的很快，这就需要设计人员与时俱进，时刻了解照明领域的最新动态，取其精华去其糟粕。在设计过程中严格遵守《建筑照明设计标准》GB50034-2013的要求，真正做到合理的照明设计。
参考文献
[1]《建筑照明设计标准》GB50034-2013.
[2]《电气设计技术》第46期.
论文作者:李然
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/2
标签：厂房论文; 灯具论文; 照度论文; 光源论文; 工业论文; 冷作论文; 方式论文; 《基层建设》2017年第28期论文;