徐可

（中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌 330031）

模拟照度仿真及澳洲工程照明设计案例

徐可

（中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌 330031）

利用Calculux Area照明仿真计算软件研究澳洲工程照明设计，对澳大利亚罗克兰兹铜矿选矿厂项目中的摇床重选车间照明数据进行整理分析，与国内照明设计进行对比，得出结论：通过不同的光源在不同高度、不同方位、不同照射角度的配合照明，可以满足正常照明的最低照度值。通过对国内外照明设计的对比，找出了其中的差异以及国内照明需要改进的地方。

照度值；模拟照度计算；等值轮廓线；配光曲线；工作面平均照度

1 国内照明设计现状

国内专业照明设计起步较晚，照度计算往往流于形式，尤其是在工业领域，照明设计一般由电气设计师兼任，遵照《建筑照明设计标准》，参考《照明设计手册》和自身经验及感觉进行设计，与欧美日等发达国家差距较大。目前，国内常用的照度计算有单位容量法、利用系数法和逐点计算法3种方法[1]。由于影响场所照度的因素太多，如：选用光源的的光通量、灯具的配光、灯具的效率、灯具的安装高度、房间的尺寸、房间的反射面的材质等，且计算过程也相对复杂，其中任何一项产生误差，都会导致计算的结果不一致，从而可能使得其房间的照度偏离规定的误差范围 （新照明规定场所的实际照度值与照度标准值可有±10%的误差），所以大部分设计人员并不太愿意进行此类计算。

为了得到大量数据或者实际工程中较为难以获得的数据，可以通过软件仿真计算的方式。国际上知名的照度计算软件有荷兰PHILIPS公司的Calculux Area，德国DIAL公司的DIALux，美国LightingAnalysts公司的Agi32，瑞士Relux Informatik AG公司的Relux系列等。本文以澳大利亚罗克兰兹铜矿选矿厂项目中17 m×60 m摇床重选车间的正常照明为例,对其进行Calculux Area模拟照度仿真计算，以期为国内工业领域的照明设计提供类似参考。

2 澳洲照明案例及Calculux Area仿真

2.1 项目概况

罗克兰兹铜矿位于澳大利亚昆士兰州西北，Mount Isa市以东100 km，Cloncurry镇以西约17 km处。澳大利亚罗克兰兹铜矿选矿厂项目设计规模为年处理矿石3 000 kt,产品方案有自然铜精矿、浮选铜精矿、硫钴精矿及铁精矿。选矿工艺流程为：两段一闭路破碎－高压辊磨－跳汰+螺旋溜槽+摇床重选得自然铜精矿－磨矿－浮选得浮选铜精矿及硫钴精矿－磁选得铁精矿流程。

中国瑞林工程技术有限公司作为设计分包商,在照明设计中需要提供一份具有专业认证的并且在各个方面均满足澳洲标准的设计报告。而使用国内的一般照度计算和相关设计规范均不能达到澳洲照明设计规范所认可的标准，所以只能借助国际上知名的照度模拟软件来进行照明设计并模拟计算出照度值。

2.2 车间照明研究方法

本次工程选用在澳洲广泛使用且获得AS认证[2]的由荷兰 PHILIPS公司开发的模拟照度软件Calculux Area（软件版本：Calculux Area 6.5），可支持大量知名厂商的照明产品信息，同时遵循照明领域的很多国际标准，计算结果也都经过了相关验证。

灯具的排列与布置有4种基本布灯形式，即单侧布灯、中央布灯、交错布灯和对称布灯等。此次设计采取交错布灯的形式，按照《AS NZS 1680.1-2006》澳洲照明规范，此工作区域可以根据一般车间的照明要求进行计算，即工作面正常照度值不小于160 lx。

2.3 仿真计算过程

启动Calculux Area（6.5版）模拟照度软件，将之前已在AutoCAD软件上设计完成的车间平面图导入其中，设定好单位照明面积，设定的单位面积越小，其精准度越高。接下来根据车间的高度和用途从Calculux Area软件的灯具库中选出设计照明时所选用的金属卤化物泛光灯MVF616MB TD70W/942、MVF616MB TD150W/942以及荧光灯TCW 097/236PC 36W/840三种灯具作为此次模拟照度计算所使用的灯具，并将其按照之前在AutoCAD软件上完成的设计定好坐标，输入其安装高度、调整其照射角度及方位等（如图1所示）。根据其各个单位面积上的照度值，再不断地修改调整灯具的位置和高度及增减灯具的个数之后，最后由Calculux Area计算并生成最终版的计算报告书。

2.4 计算结果

Calculux Area计算报告书可以分为6个部分，第一个部分是设计描述，可以按照工程需要，选择视图角度全方位看到所设计照明区域。第二个部分是简要说明，介绍照明设计所使用的灯具型号及个数、工作面照明的最高照度值、最低照度值及平均照度值。第三部分是模拟照度计算的结果（如图2所示），可以看到其单位面积上各个区域的照度值，其中也包括工作面最高、最低照度及平均照度值，各个单位面积上的照度值，以及此工作面的照明等值轮廓线（如图3、图4所示）等详细计算数值。第四部分是所用灯具的详细参数资料（如图5所示），包括灯具的型号、光通量、额定功率和配光曲线等信息。最后的两个部分则是灯具的安装信息和市场价格等信息。

图1 摇床重选车间坐标

图2 照度值详表

图3 Iso Contour（等值轮廓线）

图4 Filed Iso Contour（等值轮廓线）

图5 Luminaire Details（光源明细）

3 对比分析与结论整理

在国内工业领域的照明设计，设计师更多的是遵照《建筑照明设计标准》[3]和依靠《照明设计手册》中的照明功率密度限值[4]以及自身经验及感觉来进行照明设计。国内的设计手册和规范中的限定值指的是工作面照度平均值[5]，在一些工作区域的照度相差很大，离实际照明情况相差甚远,而且灯具的选择也很随意,其设计缺乏科学严谨的理论作为支撑。通过对澳大利亚罗克兰兹铜矿选矿厂项目的照明设计,不难发现澳洲的照明设计相比于国内其照度要求更贴合实际。其规范《AS NZS 1680.1-2006》要求在正常照明的情况下工作面照度的最低值不能低于其限定值[6]，而不是平均值，这样在工作面的任何一个区域都能满足其工作照明。而且澳洲的照明设计,每个工程都必须经过认证过的专业的设计软件所计算出的报告书作为依据,在灯具的选择上也非常规范。从上述模拟照度软件Calculux Area的计算报告书中,可以全面、清晰地反应出该照明区域内的照明情况以及车间工作面上各个单位面积上的照度计算值。这样就可以通过调整灯具的安装高度、照射角度，以及增减灯具的个数来调整和验证其各个单位面积上的照度值，从而使得在工作面上所有区域的照度值都能满足其规定的限定值,这正是国内一般照明设计所缺乏的。

通过这次澳大利亚罗克兰兹铜矿选矿厂项目的照明设计,笔者获得了很多宝贵的设计经验,同时也发现了国内照明设计与国外照明设计的差距。比如,澳洲规定照明设计所使用的灯具必须为AS认证且能够在澳洲本地购买,而本次设计由于条件和软件的限制,灯具库中的所有替工参数型号的灯具均为PHILIPS公司在我国国内销售且未获得AS认证的灯具。因此，在今后的项目施工和采购的过程中,将替换为参数相近且通过认证的澳洲灯具。

4 结语

使用模拟照度软件设计、计算，在国内工业领域的照明设计中并不多见，很大原因是由于专业照明设计软件在国内工业设计领域还没有普及，其软件和资料库也不完善，很多厂商和国家的灯具资料都有待补充。

照度值的高低直接影响着人们的日常生产生活,在强调节能降耗的今天,模拟照度计算对照明设计更是意义重大。因此,在照明设计中加入对照度模拟计算的使用和研究,是有学术价值和现实意义的。

[1] 肖辉.电气照明技术[M].北京：机械工业出版社,2010.

[2] AS 2293 Set-2005 Emergency escape lighting and exit signs Set

[3] GB 50034-2013,建筑照明设计标准[S].

[4] 北京照明学会照明设计专业委员会.照明设计手册[M].2版.北京：中国电力出版社，2006.

[5] JGJ 16-2008,民用建筑电气设计规范[S].

[6] AS NZS 1680.1-2006 Interior and workplace lighting-General principles and recommendations.

Emulation of Simulation Illumination and Design Case of Australia Engineering Illumination

XU Ke
(China Nerin Engineering Co.,Ltd.,Nanchang,Jiangxi 330031,China)

Calculux Area-illumination emulation calculation software is used for study of Australia engineering illumination design,illumination data of shaking table gravity separation workshop for Australia LOCKLANDS copper concentrator project is analyzed and collected and made a comparison with domestic illumination design,the results shows that illumination of the different light sources at the different heights,different positions and different radiation angle can meet the minimum illumination value of normal illumination.By comparison of illumination designs at home and abroad,the differences and some problems need to be improved in domestic illumination can be found.

illumination value;simulation illumination calculation;equivalent contour line;light distribution curve;average illumination of working face

TM923

B

1004-4345(2015)03-0069-03

2014-11-14

徐可（1990—），男，主要从事电力相关设计工作。