走廊及楼梯间照明设计
谈谈走廊和楼梯间的照明设计
余悦兰(国立华侨大学建筑设计院,福建省泉州市362021)
DiscussionabouttheLightingDesignforCorridorsandStaircases
YuYuelan(ArchitecturalDesignInstitute,NationalHuaqiao
University,Quanzhou362021,FujianProvince,China)
Abstract
Takinglightinglayoutmodescommonly
usedintheengineeringdesign
as
an
example,usingpoint
illuminancecalculationmethod,theiUuminaneeofnormallighting
and
emergency
lightingin
thecorridorsand
staircases
are
calculatedindetails.Theresultsshowthat
thelightingdesignmethodsthathavebeenwidelyusedinengineering
design
cannot
meettheiUuminance
requirementsforthecorridorsandstaircasesstipulatedintheexistingcode;andtheilluminanceoftheemergencylighting
cannot
meet
therequirements
oftherelevant
compulsoryarticle.
Key
words
Corridor
Staircase
Inuminance
Emergencylighting
摘要以工程设计中常用的布灯方式为例.采用,最照度计算法详细计算了走廊和楼梯间正常照明和应急照明的照度。结果表明.工程设计中广泛采用的照明设计方式不能满足现行规范对走廊和楼梯间的照度要求.应急照明的照度也不能满足有关强制性条文
的要求。
关键词走廊楼梯间照度应急照明
1引言
走廊和楼梯间作为建筑物内平时人员流动和应急疏散时的通道.是建筑物必不可少的组成部分。作为一个人员流动而非长期工作或停留的场所.人们对走廊和楼梯间照明的要求不高.
“亮一点,暗一点都无
所谓”。设计人员在布灯时往往是凭感觉布几个灯.很少仔细斟酌照度够不够。另一方面。由于灯具厂家不能提供灯具的配光曲线或相关的技术数据.因此也缺乏基本的计算条件。
这样凭感觉布灯的后果往往是实际情况与规范的要求有很大的差距.而走廊和楼梯间应急照明的照度
万方数据
是强制性条文的要求.必须谨慎对待。笔者认为有必要探讨走廊和楼梯问的照明设计问题.希望通过具代表性的案例.得到一些普遍适用的结论。
2走廊和楼梯间布灯方式
走廊和楼梯间的照明设计是建筑物照明设计一个不可或缺的组成部分.应与建筑物整体的功能或使用性质相协调。同其它室内照明一样,其所提供的视觉环境不仅要满足生理的要求.也要满足心理要求.应根据具体情况选用恰当的照明方式。实际工
程应用中,走廊常见的布灯方式有i种:
a.在走廊上按结构梁的分隔布置吸顶灯。这种方式在工程设计中最常采用。适用于宿舍、公寓等居
住建筑或T业、教学、办公、科研类建筑的楼梯间或走廊上.特别是外走廊上。吸顶灯具配备有防尘垫圈.密封性能好,能避免小飞虫进入灯罩.适用于外走廊风尘和蚊虫较多的地方。这种照明方式的照度水平不高。但造价低。正规厂家生产的这类灯具。其灯罩选用的材料透光性能良好.且光线柔和.不易变
色。灯具的效率较高.可以取得较好的效果。设计时应尽量选用优质产品。此种布灯方式,可以采用点照度计算法计算照度值。
b.采用嵌入式筒灯。这种方式适用于有吊顶的宿舍、公寓等居住建筑或宾馆、酒店或其它康乐场所的走廊和楼梯问内.嵌入式筒灯的光源一般采用暖色调小功率节能灯管.用于营造温馨、安祥或浪漫的气氛。以便能与建筑物的整体功能相协调。
由于筒灯灯杯的深浅宽窄不同.筒灯又分为立式筒灯和卧式筒灯。每一种形式又有多种样式.配光曲线各异,一般属于窄配光或中配光的灯具。设计选用时应注意灯具的距高比.避免走廊上照度不均匀有明显的光斑存在。以吊顶高度距地2.5m为例.一般来说,中配光型灯的布灯间距为1.75~2.5m。窄配光
垦塑妻璺垫壁璺囹整璺塑篓生!鱼苎兰)■●-
'1
建筑电乞。
_——_—・—・__BUILDlNG
2口1口年第3期I
ELECTRICITY
型灯的布灯间距为1.25。1.75m。此布灯方式,可以采用点照度计算法计算照度值。
c.采用盒式荧光灯吸顶安装或格栅式荧光灯嵌顶均匀布置。此种方式的照度较高,适用于办公、科研、教学类建筑的内走廊(外走廊宜采用密闭防尘
型),用以营造明亮高效的照明环境。采用利用系数
法可以很方便地计算出走廊和楼梯间的平均照度。
除了上述三种方式.有些特殊建筑物的走廊还应考虑特殊的需要。如医院病房楼的走廊照明设计就有特殊的要求。《照明设计手册》(第二版)286页写
道:
“走廊照明应与其相邻房间的照明相协调,使人
们通过走廊进入房间时不会感到有太大的照度差异。因此.走廊的照度不应低于病房照度的70%。同时还应注意夜间灯光不能射入病室内.影响病人休息。灯具应布置在两病室之间.不应布置在正对门和门上方的位置。夜间使用走廊地脚夜灯,光源应采用白光LED或使用不影响病房的顶灯。走廊内的灯具宜布置在走廊的侧面.以避免对躺在病员推车上的病员通过走廊时产生眩光的烦躁感。”所以,走廊和楼梯间应根据建筑物的使用功能.采用恰当的布灯方式。
3规范对走廊和楼梯间的照度要求
《建筑照明设计标准》(GB50034—2004)5.4.1条对走廊和楼梯问照明的照度规定见表l。
表l
走廊和楼梯间照明标准值
Tab.1
Standardvaluesoflightingincorridorsandstaircases
照度标准值
场所
普通
高档
楼梯.平台
30l】【75lx走廊
50lX
100lX
2004年版《建筑照明设计标准》对走廊和楼梯间的照度要求有了很大的提高.这跟经济的发展和人民生活水平的提高是分不开的。
另一方面,
《建筑设计防火规范》(GB
50016—
2006)第11.3.2条以强制性条文的形式规定了疏散走道(本文称为“走廊”)和楼梯间的应急照明的照度值:疏散走道的地面最低水平照度不应低于0.5
lx:
楼梯问内的地面最低水平照度不应低于5.0l】【。
4走廊和楼梯间照明的照度计算实例
下面以一个教学楼为例.采用工程设计中常用的照明设计方案(上述布灯方式a),计算走廊和楼梯间
●—一Ma~t.婴塑:垫坠!32
万方数据
地面的照度值。
图l是该教学楼的标准层。走廊宽度为3m,净高为3.2m。柱距4.5m。在每个梁间区域布置了一套常用于走廊的扁圆型吸顶灯(①一⑩灯),灯具选用三雄牌的PAKDl4—122BF.光源为22WT5环形管(光通量为l250lm),该灯具的配光曲线如图2所示(曲线的光强值按光通量为l000lm给出,根据三雄公司照度软件提供的该型灯具的配光曲线绘制)。并由此得出对应的光强分布表。见表2。
表2光强分布表
Tab.2
Luminousintensitydistributiontable角度0(o)O
5
lO
15
20
25
30
35
40
45
光强如
12612412212l117115lll1059794
(cd/klm)
角度0(o)5055606570
75808590
光强岛86
80
71676052464036
(cd/klm)
采用点照度计算法计算图l中走廊A。E点的水平面照度值。点照度的计算公式为(计算关系见图3):
E=le×cos0|酣
式中:E——点光源照射在水平面P点上产生的
照度,Ix;
如——照射方向的光强,cd;
R——点光源至被照面计算点的距离,m;
cos口——被照面的法线与入射光线的夹角的
一
余弦。
下面以A点为例.计算过程如下:
a.先求灯具①在A点产生的照度值。此时
d=0.R=h=3.2m,0=0。,COS0=COS00=l,由
表2知南=%。=126,由此可得:
瓯①=to。×cosO。/R2
:126×l/3.22=12.3Ix
式中:霸①——灯具①每千流明在A点产生的照
度值。
b.
同理可求得其余灯具每千流明在A点产生的
照度值.分别为:
EA②=如4.5。×cos54.5。,5.522
:80×0.58/5.522=】.52lx
斗刮斗
①表示吸赝安装的扁圆型灯具及灯号,其余均同
图1
Fig.1
\一走廊中轴线地面上的照度计算点』.其余均同
教学楼标准层走廊灯具布置平面图
on
Layoutplanofthecorridorluminairesthestandardflooroftheteachingbuilding
灯具⑤~⑧在A点产生的照度比毋④还小,故忽略不计。
c.A点的照度值等于走廊上的灯具①一④在该点产生的照度的叠加。灯具①。④每千流明在A点的水平面
照度为:
邑∑=EA①+EA②+EA③+EA④
=12.3+1.52+O.22+0.06
图3点光源计算关系
Fig.3
Calculated
=14.10k
图2灯具配光曲线
d.该22W环形T5灯管的光通
量垂=1250lm.考虑走廊的减光系数
relationshipofthepoint
light
source
Fig.2“gllt
distribution
curves
oftheluminaire
K=0.8.最后得到A点处的实际水
目③=iT0.4。×cos70.4。/9.552
=60×0.335/9.552=0.221)(
平面照度为:
玩=EA∑×K×咖/l
000
=14.10×0.8×1250/l000=14.10lx
霸④=/76.7。×cos76.7。/13.872
=50×0.23/13.870=0.()6
lx
用同样的方法求得B。E点的照度.计算结果列于表3。表4列出了走廊高分别为2.7m。3.2
表3走廊(净高2.5m时)A—E点的计算照度
atpointsA~Einthecorridor(ataclearheightof2.5m)
走廊照明灯编号
会计
m
Tab.3Calculatedilluminance
计算点
灯①
d(m)
£(1x)
12.3
灯②
d(m)4.5O6.752.2513.5
E(1x)1.5212.3O.5l5.630.06
d
灯③
E(1x)O.22
1.52
灯④
d(m)13.5
9
灯⑤
g
d(m)
E(1x)
d
灯⑥
E(1x)
d
灯⑦
E(1x)
d
(m)
灯⑧
E
E£(Ix)
(m)94.511.256.759
(1x)O.060.22
(m)(m)(Ix)
14.10(47.94)
ABCDE
04.52.252.25
1.525.635.63
13.5O.06
15.62(53.11)6.24(21.22)
O.100.5lO.22
11.254.5
0.11.52
O
12.3
4.5
1.52
9
O.22
13.5
O.06
11.87(40.36)15.90(54.06)
注:①d为灯具与计算点的水平距离(m),E为灯具在该点产生的计算照度(Ix)。②“合计”栏括号内的数字为采用双环
形管照明灯具时,各计算点的照度值。
万方数据
堂堡查壁塑壁堡囹堕曼塑篓过!垒苎兰!J■●I
33
建箍电乞。
—_——ll——_—■BUILD}NG
z口1口年第3期lELECTRICITY
表4走廊(净高2.7
Tab.4
m、3.2m时J
at
A—E点计算照度5.1
将部分平时灯具加带应急组件作为消防应急照
CalculatedilluminancePointsA~Einthe
corridor(attheclearheightsof2.7mand3.2m)走廊净离
(m)
2.7
A
明灯具
仍以图1为例,①。④均采用PAK—D01—062J.
各计算点照度值(Ix)
B20.2315.62
C6.636.24
D12.7311.87
E
内装T5/22W环形管,灯具②、⑦、⑩自带蓄电池.作为应急灯具。应急状态下应急灯具②、⑦在各点产
20.26
18.8214.10
生的照度如表3中彩色数字所示。此时。各计算点的应
3.2
15.90
急照明照度值分别为A点:1.53l】【,曰点:12.30lx,
时,A。E点的计算照度值。可见.采用这种常见的布灯方案,走廊地面的照度在lO。20Ix之间.与规
范要求50lx相差甚远。经计算可知.楼梯间的照度
同样也不能满足规范的要求。
采用其它型式的吸顶灯.如同一品牌的PK—D01等系列。由于其配光曲线类似,照度计算的结果差别不大。可见。采用这种经验布灯方式。不能满足规范的要求.
如果将图1中的各灯具改为内装两只环形灯管的吸顶灯。如三雄公司的PAK—D01—062J.该型灯具内装T5/22W+40W两只环形管.总光通量为
4050lm(1250lm+‘2
800lm)。由于照度值与光源的
光通量成正比.且该款灯具较前一款灯具配光曲线上的光强值略高。乘以1.05的校正系数后.走廊上各点的照度将提高到原来的I.05×4050/1
250=3.4
倍。照度计算结果见表3“合计”栏括号内的数字。从这组数据可以看出.走廊上主要交通路线上的照
度在40~55Ix之间,基本上可以满足规范的要求。
同理,楼梯间的照度也较原方案提高了约3.4倍。也能满足规范要求。
5走廊和楼梯间的消防应急照明设计
火灾发生时.消防应急照明能否起到应有的作用.将直接影响到人员的疏散和消防扑救。
走廊和楼梯间的应急照明设计常采用两种方式:其一是将应急照明与平时照明相结合.采用将部分平时灯具加带应急组件(含应急转换装置和蓄电池):其二是采用专用的消防应急照明灯(俗称“双头应急灯”)。不管采用何种应急照明方式都应当保证应急照明的转换时间、持续点亮时间和照度能满足规范的要求。其中应急照明的照度在强制性条文中给出了量化指标(见本文第3章),是必须严格遵守的.但同时也是设计中最难以把握的一环。下面对这两种应急照明方式分别加以讨论。
34
万方数据lx,D点:5.631)【,E点:O.28Ix。很显
b【”
根据现行《消防应急灯具》(GB
17945—2000)
Ix.
Ix,D点:3.94b【,E点:0.20Ix。可
k。事实lx.违
如果将走廊上的灯具②、⑤、⑧作为应急灯具,k。
对于楼梯间.很多设计图纸仅在每层的其中一个F点距离灯⑩的水平距离为d=5
m.
m(高度为半层高).可得
m,0=72.30,COS0=0.30,用内插法由
1。×cOS72.o/R
2=
X
0.30/5.252=0.61IX:0.61
X
0.8×
250/1000=0.61Ix;0.61×70%=0.43Ix。
C点:0.5l然,E点的应急照明照度不符合《建筑设计防火规范》中“疏散走道的地面最低水平照度不应低于O.5的规定。但是不是其它计算点都满足要求了呢?
中第5.1.4的要求“照明灯从主电源转换到应急电源供电时.其光通量应不低于光源在额定电压时光通量的70%”。也就是说.当这些应急灯具转由蓄电池供电时,其光通量将减少,以规范的限度计。光通量最多减少为正常状态的70%。即应急状态下照度值可能会降低到正常状态的70%。此时各点应急照明的照度值可能会降低为A点:1.07Ix,B点:8.61
C点:0.36见,C、E点的应急照明照度值均小于0.5上,E点附近区域的应急照明照度都低于O.5反了强制性条文.
那么同样的方法可以知道.此时除了不在疏散路线上的较偏的C点外。其余点的照度都大于0.5
平台上装设应急照明灯。如图1中,仅将灯⑩设为应急灯具(内装T5/22W环形管)。此时,灯⑩正下方的照度为12.3×70%=8.6lx(12.3为d=0时的
照度计算值:70%为应急状态下照度降低到正常状态的百分比)。楼梯间内未设应急灯的平台处(图1中的F点)的应急照明照度值计算如下。
h=3.2×0.5=1.6
R=5.25表2求得易=如.3。=56.3,参照本文第4章d节的计算方法,并考虑应急状态下光通量的减少后。得灯④在,点的应急照明照度为:172
56.3
l●一Ma—r.2—010一V01.~29堂皇
由上面的计算结果可知.F点处的应急照明的照
度仅为0.43l】【.远小于“楼梯间内的地面最低水平
照度不应低于5.Olx”.违反了该强制性条文。
可见.楼梯间内每层仅其中一个平台装设该款应急灯具是不行的.可以换用其它款应急灯具重新计算。或改为每个平台上均设置该款应急灯具。
5.2采用双头应急灯
设计图纸中凭感觉布置双头应急灯的现象就更普遍了,例如,有的设计图纸中,双头应急灯的安装间
距有二十多m。而有的仅3.5m。究竟双头应急灯安
装间距多少才能满足要求呢?
《消防应急灯具》对于消防应急灯具的应急转换时间、蓄电池的连续供电时间以及充、放电特性等都做了详细的规定.但对于应急灯具的输出光通量或光源功率最小值等这些直接影响应急照明照度值的参数却没有具体的规定。目前各厂家的产品样本对于双头应急灯具一般只提供应急时间、光源功率.而不提供灯具的输出光通量、电池容量等参数。
在这种情况下.设计师无从判定怎样设置双头应急灯具才可以满足“疏散走道的地面最低水平照度不应低于0.5l】【:楼梯间内的地面最低水平照度不应低于5.Ol】【”等强制性规范的要求。甚至于。消防专项审查也只能审查是否按规范设置了应急照明灯.而不能判断应急灯的设置是否足够。是否合理。
有关资料介绍.目前市场上常见的双头消防应急
灯为3.6V、1.8Ah。输出光通量为20lm,光源采用2×3W的充惰性气体的小灯泡。有人将它悬挂于距
地2m处,充电24h后。用照度计测量结果见表5。
表5双头应急灯实测照度值
T小.5
Measuredilluminancevaluesofthe
double.head
emergencylight
距应急灯豹投影距离(m)Ol246
光柱直射范围内.照度测量值(1x)9.07.53.21.6O.4
光柱直射范围外。照度测量值(Ix)
2.52.41.10.8O.3
根据该结果.走廊上任一点距最近的一个双头应
急灯距离不应大于4m.双头应急灯的安装间距不大于8m(均指挂在2m高处),即可以确保走廊上应
急照明的最低照度不低于0.5lx。而对于楼梯间,根据表5中的实测数据.为了确保每个平台处的照度
万方数据
不低于5l】【,每个平台都须装设应急灯具。这只是个
人针对某个产品做出的测试数据,由此可见一斑.仅供参考。
现实的情况是.有些制造商为了保证蓄电池的连续供电时间符合制造标准的要求.将应急光源的功率越做越小,以减小电池容量,从而节约成本。比如市场上有的双头应急灯具选用的蓄电池是2.4V、
1.8从,其输出的光通量就比3.6V、1.8Ah的要小
得多。这种情况下。上述关于应急灯具安装间距“不大于8m”的推论显然不适用。
我们都知道.各有关规范历来对于消防应急标志灯(含疏散指示标志灯和安全出口灯)的安装要求都是具体而明确的。不仅具体地规定了安装位置、安装间距、安装高度、疏散走道转角区的安装方法等要求,甚至还有安装图示。当然。这是由于《消防应急灯具》详细规定了消防应急标志灯的表面亮度、文字笔划的宽度、颜色、分辨率等参数,使得各制造厂生产的消防应急标志灯能在一些关键的技术指标上得以规范和统一。
笔者认为,既然《建筑设计防火规范》第11.3.2条以强制性条文的形式规定了应急照明照度值的量化指标.那么有关设计规范应该参照“消防应急标志灯”的安装要求.对消防应急照明灯的安装也作出具体而明确的规定。这有利于在图纸审查、消防报审和验收的各个环节中,对于消防应急照明灯变现在的只看需不需设计、有没有施工。到检查安装数量够不够、安装位置合不合理以及照度能否满足要求.
当然,这首先要求《消防应急灯具》制造标准中
规范应急照明灯输出的光通量、蓄电池的容量等关系到应急照明效果的技术指标。这一点目前尚为空白。
6结语
综上所述.走廊和楼梯间作为建筑物人员流动的通道同时也是疏散通道.其照明设计及照明效果应该
引起重视.特别是应急照明的照度是强制性条文的要求,仅凭感觉设计,很可能违反强制性条文,从而造成不合格设计。
2009—08—04来稿2010—02—10修回
塑塑壅塞塑壁壁囹笪墨塑丝盐!垒苎兰!‘