照度照明功率密度计算法6.docx

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照度照明功率密度计算法6

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

Φ16×863.2

G5

飞利浦

21W

6500

85

1750

Φ16×863.2

G5

21W

2700-4000

≥80

1900

Φ16×849

G5

欧司朗

21W

6500

≥80

1750

Φ16×849

G5

24W

2700-4000

85

1750

Φ16×563.2

G5

飞利浦

24W

6500

85

1650

Φ16×563.2

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

Φ16×1163.2

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

Φ16×1463.2

G5

飞利浦

35W

6500

85

3100

Φ16×1463.2

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

Φ26×908.8

G13

松下

30W

6500

85

2300

Φ26×908.8

G13

30W

2700-4000

85

2400

Φ26×908.8

G13

飞利浦

30W

6500

85

2300

Φ26×908.8

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

Φ26×1213.6

G13

松下

36W

6500

85

3200

Φ26×1213.6

G13

36W

2700-4000

85

3350

Φ26×1213.6

G13

飞利浦

36W

6500

85

3250

Φ26×1213.6

G13

36W

2700-4000

≥80

3350

Φ26×1200

G13

欧司朗

36W

6500

≥80

3250

Φ26×1200

G13

2.镇流器

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，中性线电流过大以及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进工艺等措施，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。

荧光灯镇流器性能对比表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

≤3.5

≤3.5

4~5.5

重量比

1

0.3~0.4

0.2~0.4

1.5

光效比

0.95~0.98

1.10

1.10

1.02~1.05

开灯浪涌电流比

1.5倍

10~15倍

10~20倍

1.5倍

电磁干扰EMI

无

在允许范围内

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

基本不能承受

无问题

灯电流波峰比

1.58~1.62

1.40~1.60

1.90~2.10

1.50~1.55

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，也是最基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

-

0.65

-

-

0.55

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

0.5

总服务台

0.55

0.50

0.38

-

-

0.60

0.6

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

0.5

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究竟需要多少个灯具，可以采用公式

（2）进行计算。

对于房间中灯具数量的确定，经常会遇到在公式

（2）计算的基础上再作适当的调整。

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。

当进行适当调整后，就与原来所计算的结果不相同，为此需要再利用公式

（1）进行验算，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行计算。

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行计算，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，以及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范围内，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行详细计算，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。

从表面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，选用了高效光源及附件，如果用倒推法取用的LPD值接近于现行值，则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，而是在达到相同的标准值，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

76.0

897

35.872

912

36.48

732

29.26

飞利浦、欧司朗

21W

6500/1750

70.0

826

33.04

840

33.6

674

26.95

24W

2700~4000/1750

62.5

826

29.50

840

30.0

674

24.063

飞利浦、欧司朗

24W

6500/1650

58.928

779

27.814

792

28.585

635

22.687

飞利浦

24W

6500/1600

57.143

755

26.971

768

27.429

616

22.0

欧司朗

28W

2700~4000/2500

78.125

1180

36.875

1200

37.5

963

30.078

国产

28W

6500/2500

78.125

1180

36.875

1200

37.5

963

30.078

28W

2700~4000/2600

81.125

1227

38.291

1248

38.94

1001

31.233

飞利浦、欧司朗

28W

6500/2400

75.0

1133

35.4

1152

36.0

924

28.875

35W

2700/3150

80.769

1487

38.123

1512

38.769

1213

31.096

国产

35W

6500/3050

78.205

1440

36.913

1464

37.538

1174

30.109

35W

2700~4000/3300

84.615

1558

39.938

1584

40.615

1271

32.577

飞利浦

35W

6500/3100

79.487

1463

37.518

1488

38.154

1194

30.602

T8

18W

2700~4000/1350

61.364

637

28.964

648

29.455

520

23.625

飞利浦、欧司朗

18W

6500/1300

59.091

614

27.891

624

28.364

501

22.75

18W

3000~4000/1350

61.364

637

28.964

648

29.455

520

23.625

松下

18W

6500/1300

59.091

614

27.891

624

28.364

501

22.75

30W

3000/2050

69.7

968

32.9

984

33.456

789

26.565

国产

30W

6500/1800

61.2

850

28.89

864

29.376

693

23.485

30W

3000~4000/2550

75.0

1204

35.4

1224

36.0

982

28.875

松下

30W

6500/2300

67.65

1086

31.93

1104

32.472

886

26.045

30W

2700~4000/2400

81.6

1133

38.515

1152

39.168

924

31.416

飞利浦、欧司朗

30W

6500/2300

78.2

1086

36.91

1104

37.536

886

30.107

36W

3000/2750

68.75

1298

32.452

1320

33.0

1059

26.469

国产

36W

6500/2400

60.0

1133

28.32

1152

28.8

924

23.1

36W

3000~4000/3500

83.75

1581

39.53

1608

40.2

1290

32.244

松下

36W

6500/3200

80.0

1510

37.76

1536

38.4

1232

30.8

36W

2700~4000/3350

83.75

1581

39.53

1608

40.2

1290

32.244

飞利浦、欧司朗

36W

6500/3250

81.25

1534

38.35

1560

39.0

1251

31.281

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——规范标准照度值。

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

1.0

1.0

1.0

荧光灯带

0.847

0.833

0.91

荧光灯槽

0.644

0.633

0.69

开启式荧光灯

1.102

1.083

1.182

深照式筒灯

0.932

0.833

0.91

普通筒灯

1.017

1.0

1.091

射灯

0.932

0.916

0.91

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

48.5

Φ9

7W

2700/6400

>83

340

118

37

58.5

Φ9

9W

2700/6400

>83

400

129

37

68.5

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

34.45

78

Φ12

国产

13W

2700/4300/6400

>83

650

141

34.45

98

Φ12

18W

2700/4300/6400

>83

1100

157

34.45

114

Φ12

26W

2700/4300/6400

>83

1500

174.6

34.45

131

Φ12

插拔式节能灯

（4针）

10W

2700/4300/6400

>83

550

121

34.45

78

Φ12

国产

13W

2700/4300/6400

>83

800

141

34.45

98

Φ12

18W

2700/4300/6400

>83

980

157

34.45

114

Φ12

26W

2700/4300/6400

>83

1500

174.6

34.45

131

Φ12

插拔式节能灯

（H型）

36W

2700/4300/6400

>83

2100

410

43.7

380

Φ17

国产

40W

2700/4300/6400

>83

2510

535

43.7

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、对电网及其它用电设备无干扰。

2）色温2700K可用在卧室及商场的蔬菜、食品、首饰、冬季服装的照明、营造温馨氛围，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、清新的氛围；

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