高大空间的照明系统

高大空间的照明系统

大连建发建筑设计院1辽宁大连116000

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一、照明设计

高大空间的的照明系统是工程设计与建筑艺术结合最为紧密的电气系统。

1.基本设计原则

1)高大空间照明以功能照明为主,以装饰照明为辅

一方面由于高大空间功能多为交通集散,体育赛事或会展展示,演出集会等,对功能要求高且多样化:另一方面,高大空间装饰风格趋于简略大气,强调整体统一的线条,避免局部繁杂装饰;在商业场所和对高端人群场所,则对装饰性照明成分偏重,照明结合装饰设计。故在高大空间,其照明方式以直接照明为主,以间接照明为辅。既符合高大空间的功能特点,也有利于节能。

2)照度标准及均匀度

建筑内高大空间一般具备多种使用功能,多样化使用功能的场所照明标准应符合国家、行业标准规范,并且一个空间内多种功能场所的照度设计应采用差异化设计:其中功能区域界线明显的如:体育建筑中赛场空间比赛场地、主席台、观众席等;商业建筑大空间可分营业区域、展示区域、交通区域、大厅休闲等;也有功能区域互通的等;会展建筑分展示区域、交通区域、休闲区域等。故照度标准取值应差异化设计、不宜全部按此类场所的最高照度标准取值,对空间功能模糊的场所应在设计中分析需求设定功能区域进行照度设计。

3)差异化设计影响照度的均匀度

体育建筑场馆内的由于有观看比赛和电视转播需求,其场地照明均匀度为同类场所中的最高要求,具体可见《建筑照明设计标准》GB50034-2013以及《体育场照明设计及检测标准》JGJ153-2016要求。功能复杂大空间,其照度均匀度要求较低,也是考虑按其功能不同区域采用照度差异化设计所至,功能相对单一的大空间则相对自动要求提升,满足整体照明要求环境。

4)垂直照度

定义:垂直面上照度。目标:提供最佳辨识度,影响照射目标的立体感。

5)炫光的限制

定义:由于视野中的亮点分布或亮度范围的不合适,或存在极端的对比,以致引起不合适感觉或降低观察细部或目标的能力的视觉现象。炫光包括:1)直接炫光2)反射炫光和光幕反射。高大空间的空间特点决定,不采取有效抑制手段,其直射炫光影响很大:室内网球馆要求:炫光值GR<30比较突出的是体育建筑类的场地照明,其照明系统单灯功率,亮度高,而且需要考虑满足电视转播的高垂直照度,其炫光应综合考虑布灯方式及位置,通过精细计算到达抑制炫光的目的。对于交通类、会展类、文化类等其他类型建筑内高大空间,直接炫光也是需要首先抑制的。措施:控制灯具遮光角采用防炫光灯具和可能条件下优先选择较小功率和表面亮点低的灯具等等。反射炫光和光幕反射:对于功能复杂的高大空间此类炫光比较常见。措施:避免将灯具安装在干扰区内、采用低光泽度的表面装饰材料、照亮顶棚和墙表面,但避免出现光斑、限制灯具亮度等等

2.照明设计计算

照明计算中应综合考虑照度水平、照度均匀度、亮度分布、炫光限制、天然光的利用及各功能照明的控制要求,合理选择照明方案。

3.照明与建筑空间结合

1)高大空间照明设计应充分利用自然光,将自然光和人工照明相结合。

高大空间一般均设置有大尺寸的采光天窗、开启屋面、侧窗、玻璃幕墙,照明设计应重视节能措施,充分利用天然光照明是实现照明节能的重要手段;在严寒地区由于节能需求,采用天窗、侧窗尺寸相对缩小或采用其他措施实现保温,但天然光运用仍是一个效果的手段。

2)高大空间常见广告照明、局部装饰性照明、电子显示屏,他们对一般照明均有贡献,在其设置周边可以适当降低一般照明照度标准,减少一般照明的灯具数量,节省运营成本。同时:高大空间考虑空间亮度的整体分布,结合其他照明指标统一考虑。亮度分布差距不应太大,否则会形成反射炫光和光幕反射,亮度分布差距太小,则会影响目标识别,也会产生凝固、呆板的视觉感受。

3)照明设计与建筑风格协调统一

高大空间与地理环境、建筑风格、当地历史文化相适应,美化建筑,和建筑的有机结合。

1.设计原则

高大空间一般功能复杂、除照明设备,还包括大量机电设备,空调风机,电动窗、帘,电梯扶梯,显示设备,特定设备(如会展的用电设备、体育专业设备)、智能化系统设备(如扩声设备),其配电系统应满足保障人身和财产安全,节约能源,技术先进,功能完善,经济合理的基本原则。

2.配电间设置、电压损失校验

高大空间的功能及装饰要求,除少数的末端照明配电箱外,所有现场配电、控制设备均要求在配电间或控制室、机房内安装。高大空间一般在空间周边区域设置配电间,配电设置注意考虑以下几个方面:1)建筑布局以及防火分区、功能分区设置,2)配电系统合理性,3)运行维护等。设置配电间的一个容易忽视的问题:对配电系统电压损失的校验,尤其是末端部分的。

3.配电线路通道

由于高大空间的空间结构复杂,机电设备众多,用电负荷可变性较强特点,其配电线路通道应结合空间合理设置,考虑安全可靠、经济适用、可维护性高,除一般电缆桥架方式外,还有如下:

1)马道:一般条件许可情况设置马道,安装照明灯具、动力设备、智能化设备(如扬声器)、配电线路,预留电源点等等;封闭的马道应设置照明,且宜纳入安全照明范畴,保障供电可靠性和人身安全。

2)综合管廊:例如:设有大量的赛事及演出的动力设备,用电设备分散、差异大,且机电管道众多,经过综合经济比较,在场馆设置地下综合管沟,沟内设置电缆桥架和密集母线槽等满足配电要求。会展类建筑尤其适合设置地下综合管沟,沟内设置密集母线槽可满足各类临时用电可变性很高要求。

4.供电可靠性

一级负荷:设“专用消防负荷应急母线段、重要负荷备用母线段”、双电源末端切换(如:甲级场馆的场地照明)

二级负荷:两路专用干线交叉供电(如:甲级体育场馆的观众席照明)

5.变配电系统合理配置:冷热源系统设置专用变压器

三、电气消防

一个建筑内供电高大空间常常是多功能集合区域,人员密集区域,其消防安全是建筑物重中之重,必须严格按照国家和行业规范执行,常见高大空间高大超过12m,其电气消防设计重点:

1.高度大于12m的空间应同时选择两种及两种以上火灾参数的火灾探测器(GB50016-2013:12.4.1)常见可选吸气式、光界面、等感烟类火灾探测器,以及图像型火焰、双波段火焰探测器等感光类火灾探测器;其选择应结合建筑功能特点,火灾危险特征、气候条件等等。

2.高大空间设置消防水炮系统,为保证火灾探测早期性、可靠性,应设置独立探测系统,以保证探测准确可靠,同时,为消防炮提供准确的火灾区域参数,并与消防炮自身探测系统有效结合。

3.电气设备应做好火灾预警、防护工作;

高大空间的电气线路应设置电气火灾监控探测器;照明线路应设置具有探测电弧功能的电气火灾监控探测器;设置完备的电气火灾监控系统为高大空间的消防安全提供保障。

四、节能设计

一个建筑物内高大空间常常是建筑物的核心区域,多功能集合区域,其能耗时建筑物一个大户,对于一个建筑物全生命周期节能具有非常重要影响。节能设计师对建筑物全生命周期内节能进行规划,处理好节约能源、营造良好的建筑环境和运营管理之间的关系。

结语:

民用建筑内的高大空间场所电气设计,应通过“照明方式差异化设计、自然光有效利用、节能型光源与灯具合理运用、配电系统高效合理配置、智能化火灾探测手段的应用、高效能源管理系统”等多方面的技术策略,统筹处理建筑全生命周期内“使用功能、环境质量、节能环保、运营管理”直接的辩证关系,为用户提供一个“安全、高效、健康、舒适”的公共空间,创造与自然和谐共处的建筑。

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