照度、照明功率密度计算法

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精彩文档 照度（Eav）、照明功率密度（LPD）简易计算法

中国建筑设计研究院 胥正详

T8,T5,荧光灯管技术参数见表1。

表1 荧光灯管技术参数

荧光灯类型 规格 色温（k） 显色指数（Ra） 光通量（1m) 光源尺寸 灯头型号 备注

T5 21W 2700-4000 85 1900 Φ16×863.2 G5 飞利浦 21W 6500 85 1750 Φ16×863.2 G5

21W 2700-4000 ≥80 1900 Φ16×849 G5 欧司朗 21W 6500 ≥80 1750 Φ16×849 G5

24W 2700-4000 85 1750 Φ16×563.2 G5 飞利浦 24W 6500 85 1650 Φ16×563.2 G5

24W 2700-4000 ≥80 1750 Φ16×549 G5 欧司朗 24W 6500 ≥80 1600 Φ16×549 G5

28W 2700-4000 ≥82 2500 Φ16×1163 G5 国产 28W 6500 ≥82 2500 Φ16×1163 G5

28W 2700-4000 85 2600 Φ16×1163.2 G5 飞利浦

35W 2700-4000 85 3300 Φ16×1449 G5 欧司朗 35W 6500 85 3050 Φ16×1449 G5

35W 2700 ≥82 3150 Φ16×1463 G5 国产 35W 6500 ≥82 3050 Φ16×1463 G5

35W 2700-4000 85 3300 Φ16×1463.2 G5 飞利浦 35W 6500 85 3100 Φ16×1463.2 G5

T8 18W 2700-4000 85 1350 Φ26×604 G13 飞利浦

松下 18W 6500 85 1300 Φ26×604 G13

18W 2700-4000 ≥80 1350 Φ26×590 G13 欧司朗 18W 6500 ≥80 1300 Φ26×590 G13

30W 3000 ≥53 2050 Φ26×908 G13 国产 30W 6500 ≥73 1800 Φ26×908 G13

30W 3000-4000 85 2550 Φ26×908.8 G13 松下 30W 6500 85 2300 Φ26×908.8 G13

30W 2700-4000 85 2400 Φ26×908.8 G13 飞利浦 30W 6500 85 2300 Φ26×908.8 G13

30W 2700-4000 ≥80 2400 Φ26×895 G13 欧司朗 30W 6500 ≥80 2300 Φ26×895 G13

36W 3000 ≥53 2750 Φ26×1213 G13 国产 实用标准文案

精彩文档 36W 6500 ≥73 2400 Φ26×1213 G13

36W 3000-4000 85 3350 Φ26×1213.6 G13 松下 36W 6500 85 3200 Φ26×1213.6 G13

36W 2700-4000 85 3350 Φ26×1213.6 G13 飞利浦 36W 6500 85 3250 Φ26×1213.6 G13

36W 2700-4000 ≥80 3350 Φ26×1200 G13 欧司朗 36W 6500 ≥80 3250 Φ26×1200 G13

2.镇流器

气体放电灯的镇流器主要分两大类，电感镇流器和电子镇流器，电感式镇流器包括普通型和节能型。荧光灯用的交流镇流器包括可控式电子镇流器和应急照明用交流/直流电子镇流器。

直管荧光灯镇流器的选用：依GB50034-2004《建筑照明设计标准》规定：“直管荧光灯应配电子镇流器或节能型电感镇流器”。不应选用普通电感镇流器。

应采取有效措施限制小于25W（包括T8、T5灯管和紧凑型荧光灯）镇流器的谐波含量。25W以下灯管的谐波限制非常宽松，在建筑物内大量应用，将导致严重的波形畸变，中性线电流过大以及功率因数降低的不良后果。

节能型电感镇流器的应用：通过优化铁芯材料和改进工艺等措施，降低自身功耗，一般可降低20%~50%，灯具总的功率之和可降5%~10%。

灯具补偿：由于电感镇流器自然功率因数低，要考虑单灯末端补偿措施。包括单灯补偿或线路集中补偿等方式。

荧光灯镇流器性能对比表2

性能\类别 36W传统电感镇流器 36W国产标准电子镇流器 36W国产H级电子镇流器 36W节能电感镇流器

自身功耗（W） 9 ≤3.5 ≤3.5 4~5.5

重量比 1 0.3~0.4 0.2~0.4 1.5

光效比 0.95~0.98 1.10 1.10 1.02~1.05

开灯浪涌电流比 1.5倍 10~15倍 10~20倍 1.5倍

电磁干扰EMI 无 在允许范围内 有明显干扰超标 无

电源电流谐波 ≤10% ≤10%~13% ≤25%~34% ≤10%

抗电源瞬时过电压 无问题 能承受 基本不能承受 无问题

灯电流波峰比 1.58~1.62 1.40~1.60 1.90~2.10 1.50~1.55

连续使用寿命（年） 10 2~4 1~3 10~20

3．照度计算：

照明设计时，应逐个房间或场所按使用条件确定照度标准，选择光源、灯具、镇流器类型、实用标准文案

精彩文档 规格、计算平均照度，使之符合规定的照度标准值，并使计算照度偏差不超过±10%的规定。

最常用，也是最基本的利用系统法计算平均照度计算公式如下：

Eav = N·φ·U·K

(1)

A

N = Eav·A

(2)

φ·U·K

式中：

Eav — 工作面上的平均照度（Lx）；

φ — 光源光通量（Lm）；

N — 光源数量；

U — 利用系数，其值见厂商样本资料，一般取0.4~0.6；也可参照民用建筑不同功能房间和常用灯具对应的值（利用系数），见表3；

K — 灯具的维护系数，其值见《建筑照明设计标准》GB50034-2004，表4.1.6；

A — 房间面积（m2）。

表3 民用建筑不同功能房间和常用灯具对应的值（利用系数）

房间功能 灯具类型

格栅荧光灯 荧光灯

灯带 荧光灯

灯槽 开启式

荧光灯 深照式

筒灯 普通筒灯 射灯

办公建筑 会议室 0.59 0.50 - 0.65 - - 0.55

办公室 0.59 - 0.38 0.65 - 0.60 -

文档资料室 0.59 - 0.38 0.65 - 0.60 -

商业建筑 营业厅 0.55 0.50 0.38 - 0.55 0.60 0.5

总服务台 0.55 0.50 0.38 - - 0.60 0.6

学校建筑 教室 0.59 0.50 - 0.70 - - -

阅览室 0.59 0.50 - 0.70 - - -

书柜 0.50 0.50 - 0.65 - - -

医疗建筑 治疗室 0.60 - - 0.65 - - -

病房 0.60 - - 0.65 - - -

交通建筑 候车室 0.60 0.50 - 0.65 0.50 0.60 -

售票大厅 0.55 0.50 - 0.65 0.50 0.60 -

其它 公共走0.55 0.50 0.35 0.65 - 0.60 0.5 实用标准文案

精彩文档 道

车库 - - - 0.60 - - -

注：“—”表示该场所不宜采用对应灯具或采用难以满足功能密度值规定节能要求。

公式（1）是当布置了灯具后，计算房间的照度。但开始时往往是需要确定房间中究竟需要多少个灯具，可以采用公式（2）进行计算。

对于房间中灯具数量的确定，经常会遇到在公式（2）计算的基础上再作适当的调整。例如某房间计算出来要布置11个灯，具体布置时，无论横竖怎么布置，总是无法使其有一定规律，因此可能要调整为12个灯具。当进行适当调整后，就与原来所计算的结果不相同，为此需要再利用公式（1）进行验算，看其照度值是多少，是否超出规定照度值的±10%。上述是指手工计算的方式。

在日常的设计中，一般是采用计算机软件进行计算。目前市场上计算机软件主要有两大类：一类是通常用来绘图的计算机软件中所具有的计算程序，主要有博超、浩辰、天正等软件公司的计算软件；另一类是专业照明灯具厂商的计算软件。前者通用性较强，而后者主要是厂商根据自己的产品进行计算，尤其是在大型公共建筑照明空间计算时显得更为突出，如体育场馆的照明计算、立面照明的照度计算、眩光值计算、等照曲线绘制等。

4、照明功率密度（LPD）的计算

《建筑照明设计标准》GB50034-2004规定6.1.1条居住建筑、6.1.2条办公建筑、6.1.3条商业建筑、6.1.4条旅馆建筑、6.1.5条医院建筑、6.1.6条学校建筑、6.1.7条工业建筑为强制性条文。

照明功率密度（LPD），是指单位面积上的照明安装功率（包括光源、镇流器或变压器），单位为瓦特每平方米（W/m2）。

LPD限制是规定一个房间或场所的照明功率密度最大允许值，设计中实际计算的LPD值不应超过标准规定值，计算式如下：

LPD = P = Σ ( PL + PB ) (W/m2) （3）

A A

式中： P — 单个光源的输入功率（含配套镇流器或变压器功耗）（W）；

PL — 单个光源的额定功率（W）；

PB — 光源配套镇流器或变压器的功耗（W）；

A — 房间或场所面积（m2）。

光源的光效ηs(含镇流器)为： 实用标准文案

精彩文档 ηs = φ

（4） P

将（3）式和（4）式代入（1）式，得：

LPD = Eav

（5）

ηs·U·K

从（5）式可知，要降低LPD值应采取以下措施：

 提高光源的光效ηs，包括降低镇流器功耗；

 提高利用系数U，就是要选用效率高的灯具，以及与房间室形相适应的灯具配光，并注意合理提高房间顶棚、墙壁的反射比；

 合理确定照度标准值，设计中，计算照度应尽量控制在标准范围内，并使计算照度偏差不超过标准值±10%。

只要精心设计，优化设计方案，定能实现规定的LPD指标，从而达到节能的目的。有的设计人员没有按照设计的先后顺序，而是图省事，即不作照度计算，而是将规定的LPD值（现行值）当作单位面积安装功率，用倒推法算出光源的数量，这是不对的。如普通办公室标准规定的LPD现行值为11W/m2，他如取小于此值如9 W/m2，然而倒推到房间的总功率，倒推到所需的灯具数量，永远也不会违反强制性条文，布置省时省力，但由于没有对照度进行详细计算，虽然符合LPD值，但却不知道照度是多少。有两种极端情况出现：一是选用的光源等器材效率低，照度达不到标准，因没有采用高光效的光源、高效率的灯具和附件，该房间的实际计算照度可能只有200Lx。从表面上看是不违反强制性条文，但是如果把它换算到照度标准300Lx时，该房间的LPD值为13.5 W/m2，超过现行值11W/m2，实际上它是违反了强制性条文了。