安科瑞基于DIALux evo软件仿真的疏散照明设计

摘要：应用灯具壁装或吸顶安装等方式实际能否达到《应急照明设计与安装》（19D702-7）图集中要求的照度水平无法直观验证。对此，文章通过DIALux evo软件仿真分析，对疏散照明设计进行仿真验证。经案例验证，DIALux evo软件的疏散照明仿真设计结果真实。

关键词：疏散照明；点照度计算法；DIALux evo软件

   应急照明是因正常照明电源失效而启用的照明，规范和行业标准对应急照明设计有明确要求。应急照明灯具的照度是一项重要的灯具评判指标。在日常中，常使用公式计算法和应急照明灯具厂家的照度测试表、天正电气自带小程序等计算应急照明灯具的照度。公式计算法中利用系数非一一对应时，插值计算烦琐；厂家的照度测试表中的安装高度、方式有限；天正电气自带小程序的利用系数和光源参数无法对应。此外，上述方法的计算结果均无法以等照度图的形式直观展现。

   文章利用在照明设计领域广泛应用的DIALux evo软件，对应急照明中的疏散照明进行仿真设计，将设计结果以等照度图的形式直观展现，以验证公式计算的结果。本研究对丰富应急照明设计的方法具有好的意义。

 

1 应急照明概述

   应急照明包括疏散照明、照明、备用照明。

   疏散照明用于确保疏散通道被辨认和使用；照明和备用照明用于确保处于潜在危险中的人员。疏散照明照度指地面水平低照度，宜采用点照度法计算；照明和备用照明的照度均是指工作面上平均水平照度值，宜采用平均照度法计算。

2 疏散照明设计要求

   疏散照明地面低水平照度根据场所不同而不同，可为 1lx、3lx、5lx、10lx。文章以非人员密集场所疏散通道的疏散照明设计为例，进行设计与验证。

   首先，选择应急照明光源时，应满足显色性、启动时间等要求，并应根据光源、灯具及镇流器等的效率或效能、寿命等进行综合技术经济分析，然后确定照明方案。设计疏散照明时，除满足特殊场所的照度要求外，宜采用LED光源灯具，以达到经济节能效果；宜选用高色温的灯具，可增加人员对周围事件的反应的速度，提高应急疏散的效率。照明光源设置在距地8m及以下时，基于电击防护的考虑，应选择A型应急照明灯具，其工作电压不大于DC36V。吸顶安装的灯具材质不应采用玻璃，宜选用节能环保型材料，可降低灯具损坏对人员的人身威胁。在隧道、潮湿场所，灯具的防护等级不应低于IP65。

3 照度计算方法

   应急照明的照度计算方法有平均照度计算法和点照度计算法。按国标图集《应急照明设计与安装》，疏散照明在走道的检测范围为走道的中间线两侧，宽度为走道宽度的一半（见图1）。

图1 走道应急照明布灯和照度检测范围示意图

3.1平均照度计算法

  平均照度法可计算光源直射光通量和房间各表面反射光通量。通过工作面的平均照度和灯具利用系数等参数，可求得需要区域内所需的光源数量，即满足照度要求的灯具数量。具体计算方法如下。

3.2点照度计算法

θ 为地面通过光源的法线与入射光线的夹角（见图 2）

图2 点光源的照射关系图

   点照度计算方法可以计算疏散照明区域内的点照度值，点照度仅基于来自灯具的直射光，不考虑房间表面相互反射的影响。该方法为图集19D702-7推荐的疏散照明照度计算方法，具体如下。

4 案例分享

   选取空间大小为 30m×5m×3m（长×宽×高）的非人员密集型场所疏散走道作为布置区域，此区域的地面水平低照度要求为1 lx。通过两种照度计算法分别计算所需应急照明灯具数量。

（1）平均照度计算法：选取3W的应急照明灯具，光通量为360 lm，维护系数通过查表选取K=0.7；按式（1）计算得N=3盏。

（2）点照度计算法：r=5m时，按式（4）计算得=1 lx；根据灯具间距布置图（见图3），灯具按照间距D=10.5m布置，可使阴影区域的照度值为1 lx。通过CAD进行灯具排布可得，疏散走道内应布置3盏3W的应急照明灯。

图3 灯具间距布置图

   利用 DIALux evo 仿真软件对上述案例进行仿真实验，根据区域内应急照明灯具的照度分布情况，直接判断选定区域是否满足要求的地面低水平照度，对两种照度计算法的计算结果进行验证。

4.1软件特性

   DIALux evo强化了建模和渲染功能，建模更方便、渲染效果更真实、计算更准确、仿真的真实性、计算的真实值。

4.2仿真验证

   选取我司3W的LED应急照明灯具，其光通量为360 lm，满足前述灯具的选型要求。在DIALux evo 软件中设置一个30m×5m×3m的走道空间，空间内天花板、墙壁、地板的反射比均设置为 0。在软件中导入相应的灯具，灯具采用吸顶安装方式，安装高度距地3m。调整灯具相关参数，按照不同计算方法布置灯具，并对空间进行照度分析。

根据仿真实验结果可知，灯具在通道中间线两侧各1.25m 范围内的照度值大于1 lx，满足规范要求（见图 4）。

图4 照度分布图（照度单位：lx；长度单位：mm）

5 安科瑞照度计算表与灯具选型

   我司所有应急灯具产品的配光曲线均完善，能使用DIALux evo快速模拟现场照度，选择适合的灯具满足要求。

  除此以外，我司制作灯具照度计算表（如图5），直接按安装方式、灯具功率、安装稿度进行选择，自动计算等照度半径值，同时选择两灯中间照度值可直接计算安装间距，便于客户更快速、直观的进行灯具选型。

图5 安科瑞应急照明灯照度计算表

  结合以上照度计算结果已经上述灯具照度计算表，我司对应灯具选型如下：

6 结束语

   文章分析了应急照明的要求、灯具选型和计算方法，并以疏散走道应急照明设计为例，通过 DIALux evo建模验证照度计算的结果。仿真结果表明，通过照度计算设计的应急照明布置满足规范要求，照度结果表达直观，实际应用中亦可使用 DIALux evo 软件对应急照明灯具选型和布置进行设计。

参考文献

[1] GB50116-2014 《建筑设计防火规范》[S].

[2] GB50034-2013《建筑照明设计标准》[S].

[3] GB51309-2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》[S].

[5] 杨国宏.《DIALux软件在室内照明设计中的应用》[J].

[6] 曾庆锋，陈碧君. 《基于 DIALux evo 软件仿真的疏散照明设计研究》[J].

[7] 安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.