淺談基于DIALux evo軟件仿真的疏散照明設計研究與應用

【摘要】：《建筑設計防火規范》、《消防應急照明疏散指示系統技術標準》、《應急照明設計與安裝》等。對照明場所的地面低照度要求，在日常設計中，通常按照《應急照明設計與安裝》(19D702-7)圖集中的平均照度計算法或點照度計算法進行照明布置?；蛑苯邮褂脩闭彰鳠艟咧圃焐痰恼彰鳒y試表進行燈具布置。無法直觀驗證應急照明設計與安裝(19D702-7)圖集中要求的照明水平是否能通過應用燈壁裝或吸頂安裝來實際達到。無法直觀驗證應急照明設計與安裝(19D702-7)圖集中要求的照明水平是否能通過應用燈壁裝或吸頂安裝來實際達到。對此，本文通過了 DIALux evo軟件仿真分析，仿真驗證疏散照明設計。經案例驗證，DIALux evo軟件的疏散照明模擬設計結果可靠有效。

【關鍵詞】：應急照明；疏散照明；平均照度計算法；點照度計算法；DIALux evo軟件

0前言應急照明是因正常照明電源故障而使用的照明，國家規范和行業標準對應急照明設計有明確要求。其中，應急照明燈具的照明是燈具評價的重要指標。在日常設計中，應急照明燈具的照度通常采用公式計算法、應急照明燈具制造商的照度測試表、天正電氣自帶小程序等計算。當公式計算法中的使用系數不一一對應時，插值計算繁瑣；制造商照明測試表中的安裝度和方法有限；天正電氣自帶小程序的使用系數與光源參數不能對應。此外，上述方法的計算結果不能以等照圖的形式直觀顯示。

文章廣泛應用于照明設計領域 DIALux Evo軟件模擬應急照明中的疏散照明，直觀地以等照圖的形式顯示設計結果，以驗證公式計算的結果。本研究對豐富應急照明設計方法具有重要意義。

1.應急照明概述

應急照明包括疏散照明、安*全照明和備用照明。其中，疏散照明用于確保疏散通道的有效識別和使用；安*全照明和備用照明用于確保潛在危險人員的安*全。疏散照明是指地面水平低照明，應采用點照明法計算；安*全照明和備用照明是指工作面上的平均水平照明值，應采用平均照明法計算。

疏散照明是應急照明的重要組成部分，《建筑設計防火規范》（GB 50016—2014）10.3.二條《消防應急照明及疏散指示系統技術標準》（GB 51309—2018）第3.2.國家標準圖集《應急照明設計與安裝》(19D702-7)表3.2.5中列出了不同地方疏散照明的低水平地面照明要求。同時，圖集《應急照明設計與安裝》也給出了典型場所疏散照明的檢測范圍。疏散照明的設計指出了上述規范和標準的目標和范圍。

2.疏散照明設計要求

疏散照明地面的低水平照明可根據不同的地點而有所不同 1lx、3lx、5lx、10lx。本文以非人口密集場所疏散通道的疏散照明設計為例，進行了設計和驗證。

在選擇應急照明光源時，應滿足顯色性和啟動時間的要求，并根據光源、燈具和鎮流器的效率、效率和使用壽命進行綜合技術經濟分析，然后確定照明方案。在設計疏散照明時，除滿足特殊場所的照明要求外，還應使用LED光源燈，以達到經濟節能效果；選擇色溫燈，可加快人員對周圍事件的反應，提應急疏散效率。照明光源設置在距地上 8m及以下時，應選用A型應急照明燈，其工作電壓不大于DC36V。安裝在天花板上的燈具材料不應使用玻璃，而應使用節能環保材料，以減少燈具損壞對人員的人身威脅。在隧*道和潮濕場所，燈具的保護等級不得低于 IP65。

00001.        照度計算方法

應急照明的照明計算方法包括平均照明計算法和點照明計算法。根據國家標準圖集《應急照明設計與安裝》，疏散照明的檢測范圍為人行道中間線兩側，寬度為人行道寬度的一半（見圖1）。

圖1 走道應急照明布燈和照度檢測范圍示意圖

3.1平均照度計算法

平均照度計算式為：

（1）

式中：Eav -工作面上的平均照度（lx）；

Ф -光源光通量（lm）；

N -光源數量；

U -利用系數；

A -工作面面積（m2）；

K -燈具的維護系數。

平均照度法可計算光源直射光通量和房間各表面反射光通量。通過工作面的平均照度和燈具利用系數等參數，可求得區域內所需的光源數量，即滿足照度要求的燈具數量。具體計算方法如下。

（1）確定原始數據，包括燈具光通量 F，區域的長 L、寬 W、室空間 hr，維護系數 K 和反射率 ρ。

（2）計算室形指數 Ri。

（2）

（3）求有效反射比，疏散照明暫不考慮反射比，即ρ=0。

（4）參考圖集 19D702-7 燈具維護系數表，確定燈具維護系數。

（5）利用圖集 19D702-7 燈具利用系數表，采用內插法求利用系數 Ui。

（6）計算燈具數量 N。

（3）

3.2點照度計算法

點照度計算式為：

（4）

式中： -點光源產生的水平照度（lx）；

-點光源在角度照射方向的光強（cd）；

h 為光源的安裝度（或計算度）（m）；

θ 為地面通過光源的法線與入射光線的夾角（見圖 2）

圖2 點光源的照射關系圖

點照度計算方法可以計算疏散照明區域內的點照度值，點照度僅基于來自燈具的直射光，不考慮房間表面相互反射的影響。該方法為圖集 19D702-7 推薦的疏散照明照度計算方法，具體如下。

（1）確定原始數據。包括光源的安裝度 h，水平距離 r。

（2）計算角度 θ。

（5）

（3）查找燈具發光強度表，獲得對應的發光強度值 。

（4）利用圖集 19D702-7 燈具維護系數表，確定維護系數。

（5）計算水平照度 。

4.案例分享

選取空間大小為 30 m×5 m×3 m（長 × 寬 × ）的非人員密集型場所疏散走道作為布置區域，此區域的地面水平低照度要求為 1 lx。通過兩種照度計算法分別計算所需應急照明燈具數量。

（1）平均照度計算法：選取 3 W 的應急照明燈具，光通量為 360 lm，維護系數通過查表選取 K=0.7；按式（1）計算得 N=3 盞。

（2）點照度計算法：r=5 m 時，按式（4）計算得=1 lx；根據燈具間距布置圖（見圖 3），燈具按照間距D=10.5 m 布置，可使陰影區域的照度值為 1 lx。通過CAD 進行燈具排布可得，疏散走道內應布置 3 盞 3 W的應急照明燈。

圖3 燈具間距布置圖

利用 DIALux evo 仿真軟件對上述案例進行仿真實驗，根據區域內應急照明燈具的照度分布情況，直接判斷選定區域是否滿足要求的地面低水平照度，對兩種照度計算法的計算結果進行驗證。

4.1軟件特性

DIALux 是當今市場上頗具功效的照明計算軟件，能滿足目前所有照明設計及計算的要求。DIALux evo強化了建模和渲染功能，建模更方便、渲染效果更真實、計算更準確。DIALux evo 軟件一方面內置了國際相關的照明標準，可以提供符合標準的算法和指標，提計算的有效性；另一方面，DIALux evo 與眾多照明廠家合作，可直接將廠家提供的帶有完整參數的燈具插件融入軟件進行照度計算，并模擬燈光分布，提了仿真的真實性。

4.2仿真驗證

選取我司 3 W 的 LED 應急照明燈具，其光通量為 360 lm，滿足前述燈具的選型要求。在 DIALux evo 軟件中設置一個 30 m×5 m×3 m（長 × 寬 × ）的走道空間，空間內天花板、墻壁、地板的反射比均設置為 0%。在軟件中導入相應的燈具，燈具采用吸頂安裝方式，安裝度距地 3 m。調整燈具相關參數，按照不同計算方法布置燈具，并對空間進行照度分析。

根據仿真實驗結果可知，燈具在通道中間線兩側各 1.25m 范圍內的照度值大于 1 lx，滿足規范要求（見圖 4）。

圖4 照度分布圖（照度單位：lx；長度單位：mm）

5.安科瑞照度計算表與燈具選型

我司所有應急燈具產品的配光曲線均完善，能使用DIALux evo快速模擬現場照度，選擇適合的燈具滿足要求。

除此以外，我司制作燈具照度計算表（如圖5），直接按安裝方式、燈具功率、安裝稿度進行選擇，自動計算等照度半徑值，同時選擇兩燈中間照度值可直接計算安裝間距，便于客戶更快速、直觀的進行燈具選型。

圖5 安科瑞應急照明燈照度計算表

結合以上照度計算結果已經上述燈具照度計算表，我司對應燈具選型如下：

6.結束語

文章分析了應急照明的要求、燈具選型和計算方法，并以疏散走道應急照明設計為例，通過 DIALux evo建模驗證照度計算的結果。仿真結果表明，通過照度計算設計的應急照明布置滿足規范要求，照度結果表達直觀，實際應用中亦可使用 DIALux evo 軟件對應急照明燈具選型和布置進行設計。

參考文獻

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[6] 曾慶鋒，陳碧君. 《基于 DIALux?evo 軟件仿真的疏散照明設計研究》[J].

[7] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版.

1.       【技術支持唯新：CDD-9888】【公從號：安科瑞能效管理解決方案】

2.       云平臺：變電所運維云平臺、分布式光伏運維云平臺、建筑能耗云平臺、企業能源管控平臺、遠程預付費管控云平臺、宿舍預付費管控云平臺、充電樁收費運營云平臺、智慧消防云平臺、安全用電管理云平臺、環保用電監管云平臺；

3.       系統解決方案：變電站綜合自動化系統、電力監控系統、配電室綜合監控系統、能耗管理系統、電能管理系統、馬達保護與監控系統、動環監控及能效分析系統、智能照明監控系統、消防設備電源監控裝置、防火門監控系統、余壓監控系統、消防應急照明和疏散指示系統；無線測溫系統；

4.       中壓測控裝置：環網柜綜合保護裝置、微機保護裝置、開關柜綜合測控裝置、線路保護裝置、配電變保護裝置、電動機保護裝置、備自投保護裝置、電容器保護裝置、PT檢測裝置、低壓備自投裝置、公共測控裝置、防孤島保護裝置、電流互感器過電壓保護器、溫濕度控制器、無源無線測溫傳感器、CT取電無線測溫傳感器；

5.       電力監控與保護：弧光保護裝置、電能質量在線監測裝置、電氣接點在線測溫裝置（智能濕度巡檢儀）、電動機(馬達）保護器、低壓線路保護器、智能剩余電流繼電器、三遙單元；

6.       電能管理：可編程交流電測儀表、可編程直流電測儀表、多功能全電量電表、精度網絡電力儀表、諧波表、電能質量表、海拔儀表、逆電流監測電表、電子式電能表、導軌式電能表、面板表嵌入式電表、預付費表、多用戶計量箱、物聯網儀表、無線多回路計量交流/直流表、無線多回路環保檢測模塊、正反向直流電能表、無線通訊轉換器、智能照明控制裝置；

7.       電能質量治理：有源電力濾波器、中線安防保護器、諧波保護器、靜止無功發生器、濾波補償裝置、電力電容補償裝置、集成式諧波抑制電力電容補償裝置、投切開關、功率因數補償控制器、自愈式低壓并聯電容器、串聯電抗器；

8.       電氣安全：電氣火災監控探測器、剩余電流探測器、電氣火災監控裝置、在線監控路燈計量、無線測溫顯示單元、故障電弧探測器、故障電弧傳感器、隔離電源絕緣監測裝置、醫療機構絕緣報警顯示儀、醫療醫院用隔離變壓器、工業用絕緣監測裝置、電氣防火限流式保護器；

9.       新能源：光伏采集裝置、電瓶車智能充電樁、汽車充電樁、光伏匯流采集裝置；

10.       數據中心/鐵塔基站：數據采集模塊、機房數據柜監控裝置、多回路電表、母線監控裝置、電力監控屏；

11.       智能網關：通信管理機、無線通信終端（無線通訊轉換器）、數據轉換模塊、串口服務器；

12.       電量傳感器：低壓電流互感器、開口式互感器、一次小電流互感器、0.2級電流互感器、低壓電動機保護器專用互感器、剩余電流互感器、霍爾傳感器、羅氏線圈電流變送器、模擬信號隔離器、有功功率變送器、無功功率變送器、直流電壓傳感器、浪涌保護器；

13.       環保監控：油煙在線監測儀、環保數據采集傳輸裝置；