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一、背景
無論是以前的步入式電池艙,還是目前廣泛使用的非步入式電池艙,都需要為調(diào)試、維護(hù)人員提供工作照明。
儲(chǔ)能項(xiàng)目的招標(biāo)技術(shù)規(guī)范書、標(biāo)準(zhǔn)中都有艙內(nèi)的照明設(shè)計(jì)要求:
某招標(biāo):“非步入式儲(chǔ)能艙:艙外長(zhǎng)邊兩側(cè)頂端、消防艙、配電艙頂端配置照明燈具,其照度應(yīng)達(dá)到300Lx?!?
《預(yù)制艙式鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB/T44026-2024 第9.7.5.2條“步入式預(yù)制艙式儲(chǔ)能系統(tǒng)工作面照度不應(yīng)低于100 lx?!?
《儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB51048-20XX (送審后未發(fā)布)第8.4.3條“電氣照明的設(shè)計(jì),應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034、《室外作業(yè)場(chǎng)地照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50582和《火力發(fā)電廠和變電站照明設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DL/T5390的規(guī)定?!?
UL9540:2023 Energy Storage Systems and Equipment “10.16 Lighting shall be provided in enclosed working spaces associated with ESS.The lighting source shall provide at least 100 lux and controlled only manual means.Lighting within an ESS including lighting within a walk-in enclosures shall be installed in accordance with Article 410 of NFPA70 or CSA C22.1 as applicable to the system where the system is installed.”(10.16 需要為儲(chǔ)能內(nèi)部的工作面提供不低于100 lux的照度,且只能手動(dòng)控制。步入式電池艙內(nèi)的照明還需要滿足NFPA70 第410條,或CAS C22.1第30節(jié)的要求。)
以上技術(shù)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn),均沒有明確要求工作面或參考面的位置,照度值是否為平均照度值。在這些不清晰要求的情況下,實(shí)際設(shè)計(jì)是怎么進(jìn)行的,參考面是否為地面,照度值是否為平均照度?
二、術(shù)語
根據(jù)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2024
2.0.7 照度illuminance
入射在包含該點(diǎn)的面元上的光通量dΦ除以該面元面積dA所得之商。單位為勒克斯(lx),1lx=1lm/㎡。
2.0.8 平均照度average illuminance
規(guī)定表面上各點(diǎn)的照度平均值。
2.0.9 維持平均照度 maintained average illuminance
照明裝置必須進(jìn)行維護(hù)時(shí),在規(guī)定表面上的平均照度。
2.0.10 參考平面 reference plane
測(cè)量或規(guī)定照度的平面。
2.0.12 作業(yè)面
在其表面上進(jìn)行工作的表面。
2.0.37 燈具效能 luminaire efficacy
在規(guī)定的使用條件下,燈具發(fā)出的總光通量與其所輸入的功率之比,單位為流明每瓦特(lm/W)。
2.0.39 照度均勻度(U0)uniformity ratio of illuminance
規(guī)定表面上的最小照度與平均照度之比。
2.0.61 照明功率密度(LPD)lighting power density
正常照明條件下,單位面積上一般照明的額定功率(包括光源、鎮(zhèn)流器、驅(qū)動(dòng)電源或變壓器等附屬用電器件)。單位為瓦特每平方米(W/㎡)。
2.0.62 室形指數(shù)(RI)room index
表示房間幾何形狀的數(shù)值。其計(jì)算式為:
式中:RI——室形指數(shù);
S——房間面積(㎡);
L——房間水平周長(zhǎng)(m);
h——燈具計(jì)算高度(m)。
(注:《儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB51048-20XX (送審后未發(fā)布)第8.4.3條“電氣照明的設(shè)計(jì),應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034、《室外作業(yè)場(chǎng)地照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50582和《火力發(fā)電廠和變電站照明設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DL/T5390的規(guī)定。”該條款提及的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)中均有各場(chǎng)所照度標(biāo)準(zhǔn)值要求,而這3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中均有解釋,照度標(biāo)準(zhǔn)值為作業(yè)面或參考平面上的維持平均照度,各類房間或場(chǎng)所不應(yīng)低于規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn)值。)
三、實(shí)際設(shè)計(jì)
電池艙內(nèi)的照明,基本會(huì)被按照參考面為地面、平均照度值計(jì)算,這種做法是否正確?
3.1 利用系數(shù)法
前面提到GB50034對(duì)各場(chǎng)所的照度標(biāo)準(zhǔn)值為考慮維護(hù)系數(shù)的平均照度值,一直以來,建筑設(shè)計(jì)行業(yè)廣泛使用利用系數(shù)法快速計(jì)算平均照度值。該方法考慮了由光源直接投射到工作面上的光通量和經(jīng)過室內(nèi)表面相互反射后再投射到工作面上的光通量。利用系數(shù)法適用于燈具均勻布置、墻和天棚反射系數(shù)高、空間無大型設(shè)備遮擋的室內(nèi)一般照明,但也適用于燈具均勻布置的室外照明。
Eav— 工作面上的平均照度,lx;
N—燈具數(shù)量;
Φ—光源光通量,lm;
U—利用系數(shù)(投射到工作面上的光通量與自光源發(fā)射出的光通量之比,根據(jù)室形指數(shù)和天地墻反射比交叉確定);
K—燈具的維護(hù)系數(shù)(根據(jù)燈具的擦拭次數(shù)確定);
A—工作面面積,㎡(場(chǎng)所不同工作面不同,如走道的工作面為地面,辦公室工作面為0.75m高的辦公桌面);
確定利用系數(shù)需要查的室形指數(shù)和天地墻反射比對(duì)照表,可以參見《照明設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版。利用系數(shù)法計(jì)算工作面的平均照度,也可以采用天正進(jìn)行計(jì)算,更加快捷方便。
3.2 工作面上的垂直照度
垂直照度,這個(gè)術(shù)語的定義并沒有出現(xiàn)在GB50034的術(shù)語中,但是,在《照明設(shè)計(jì)手冊(cè)》術(shù)語定義已有對(duì)水平面照度、垂直面照度的區(qū)分描述:
水平面照度 horizontal illuminance水平面上一點(diǎn)的照度。
垂直面照度 vertical illuminance 垂直面上一點(diǎn)的照度。
雖然,《儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB51048-20XX (送審后未發(fā)布)第8.4.3條“電氣照明的設(shè)計(jì),應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034、《室外作業(yè)場(chǎng)地照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50582和《火力發(fā)電廠和變電站照明設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DL/T5390的規(guī)定。”然而,上述三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并沒有給出儲(chǔ)能電池艙內(nèi)的工作面的照明標(biāo)準(zhǔn)值。UL9540 雖然提到“儲(chǔ)能內(nèi)部的工作面提供不低于100 lux的照度”,但是對(duì)工作面的范圍并沒有進(jìn)行界定,不知道UL9540理解的儲(chǔ)能內(nèi)部的工作面位于何處。
當(dāng)然,目前儲(chǔ)能行業(yè)已經(jīng)幾乎都是非步入式的電池艙,結(jié)合實(shí)際調(diào)試、維護(hù)工作,售后人員的工作面應(yīng)該是電池架的垂直表面。從GB50034中,可以找到相似的例子進(jìn)行說明,如表5.5.1中的精細(xì)件庫 會(huì)備注要求貨架垂直照度不小于50lx,因?yàn)閷?shí)際上工人存取零件是在貨架的立面上進(jìn)行的,因此,對(duì)貨架應(yīng)要求垂直面的照度。
表5.3.1 書庫、書架,要求0.25m垂直面的照度,因?yàn)橐话銜芊艜牡撞烤嗟?.25m左右,所以規(guī)范規(guī)定這一條是為了保證放在最低面的書的書脊處的字能被看見。
從上面兩個(gè)例子可以看到,工作面在垂直面上的時(shí)候,需要對(duì)垂直面的照度提出要求,以保證垂直面上的工作能正常進(jìn)行。
很早之前就想到這個(gè)問題,終于有時(shí)間動(dòng)手,算是將以往的工作經(jīng)歷和如今的工作聯(lián)系起來,通過DIALux分析電池艙電池架垂直照度問題。重新下載裝回軟件,4年多未用,有點(diǎn)生疏了,模型建了快一天。
在電池架表面放置計(jì)算元件(垂直面)計(jì)算垂直照度,以下效果為3個(gè)雷士8W防爆燈具的仿真效果。
謹(jǐn)以此,希望后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)電池艙的照度要求能更加明確、細(xì)化,如電池架垂直照度平均值、工作臺(tái)地面照度平均值。