李鏨 章永志 楊柳

隨著國內三維設計的逐步推廣，設計軟件逐漸趨于完善，對電力三維設計要求更加嚴苛，并且隨著海外市場逐步擴大，業(yè)主除了要求提供負荷計算書外，還需提供廠區(qū)和建筑物照度計算報告，以確定燈具布置的合理性。傳統(tǒng)照明設計中依靠典型方案和經驗值來進行燈具布置的方式難以符合業(yè)主對照度精細化設計的需求。

數字化設計包括信息系統(tǒng)建立、數字化建模、協(xié)同設計、設計成果數字化移交，其成果具有可視化展示、屬性齊全、數據完善等優(yōu)點。OBD全稱Open Building Designer，軟件融合了設計自動化、行業(yè)標準分析接口、各設計專業(yè)之間的相互操作性以及建筑全信息模型等功能，包括配電、照明、火警、通訊、安保系統(tǒng)以及其它建筑配套設施。利用Bentley軟件MicroStation作為基礎設計平臺，存儲格式為DGN文件，數據模型間的相互轉換更為便捷，OBD在當前電力行業(yè)發(fā)展新時期提供了高效準確的照明設計方案，同時三維空間的可視化為成果展示提供支撐。高度自由的平臺設計，使其廣泛適用于各類工程，有效解決各類施工問題。

參考專業(yè)模型

OBD與其它專業(yè)設計軟件共享數據，房屋模型、室內電氣模型、土建結構等可直接從數據庫中參考至OBD，不僅減少了大量重復勞動，同時數據間的貫通聯動使修改變得方便，各專業(yè)協(xié)同設計。

在OBD中放置燈具。模型建立初期已賦予了相關屬性，包括型號、尺寸、功率等，并保存在數據庫內，可在設備目錄中查找，如此一來節(jié)省大量相同模型的重復建模時間。將模型庫內的設備布置在OBD中，設置模型的高度、旋轉角度，由于房屋梁、板、管道等均在三維圖紙中顯示，因此燈具的排列布置若出現碰撞等問題，可以及時調整。

為了方便負荷計算，OBD提供了線纜連接功能，切換到房屋模型的2D映射模式，在設備間連接導線。為了模擬真實的施工情景，導線的長度弧度均可設置，通過三維模型的可視化展示，可以選擇導線的最優(yōu)連接路徑，設備模型、導線、開關等均有對應的屬性標注，為設計人員檢查漏洞發(fā)現問題提供便捷。

將建好的三維模型導入至DIALux中進行照度計算，OBD與專業(yè)照度計算軟件DIALux開通了數據接口，使得OBD中的設備屬性信息在DIALux里同樣適用。在DIALux內新建設計方案，同時為方案填寫設計人以及保存時間。利用自身功能將房屋內模型貼上相應材質，材質的不同對照明結果也有較大的影響，軟件可自動搜索燈具信息，按照搜索結果選擇燈具對應的實物模型。

對于軟件來說，照度計算不同于回路電流計算以及負荷計算，照度計算的輸出結果繁多，結果的準確性關聯了很多因素，不僅需要大量的數據信息，同時也需要提供可視化展示用來檢查、美化、優(yōu)化設計成果。OBD與DIALux的數據貫通，使得照明設計在結果精確的同時更加高效，并能提供三維模型展示給人以直觀的了解。

電氣設備繁亂復雜，建模規(guī)則也各不相同，數據的類別也有所差異，因此模型建立以及數據對接工作較為復雜，目前常見設備如燈具、屏柜、桌椅等已基本完成，可滿足幾乎所有配電室的照明設計。然而我們得利于Bentley軟件共用的SQL Server模型數據庫，各專業(yè)間數據貫通使得設備模型可以共用，OBD只用提供模型屬性的轉換接口，有效識別參考的其他專業(yè)模型，便可為全廠照明提供準確的數據報告。

OBD提出了全新的負荷計算以及回路電流計算解決方案，在三維圖中布置連接導線，軟件直接計算負荷結果，布置計算出圖一體化。在Bentley開發(fā)的Substation軟件中已經用到廠區(qū)負荷計算，而照明系統(tǒng)的負荷計算相對更加簡單，因此在ABD中得以輕松實現。

導線的布置是負荷計算的要點，以便展示完整的施工圖，同時這也為室內繁雜的導線排列提供了直觀的參考，相比以前純理論的計算結果，OBD根據室內實際情況布置導線燈具會更有實用價值，同時直觀的室內導線布置，也減少了施工人員的重復工作，節(jié)約大量工時。

設計結果驗證

為了驗證照度計算結果的準確性，我們在實際房屋中做了照度測驗，測試對象為某辦公室。利用實際數據對辦公室空間環(huán)境進行建模，經測量辦公室?guī)缀纬叽鐬?2.6m×3.25m×2.39m，照明布置方案包括5盞T8高效節(jié)能熒光燈管，每盞燈光通量為2400lm，安裝在靠門側的墻壁上，安裝高度為2.2m。根據DIALux軟件范例提示，本辦公室年使用率較低，為相對干凈的空間，故取燈具維護系數取0.8，桌、椅、柜子等家具直接從DIALux自帶的家具庫中拖取。空間環(huán)境建立完畢后，在DIALux中插入高度為1.2m，5行3列共15點的測量網格，網格與房間的相對位置，通過DIALux計算可得到網格上15個測量點的照度計算模擬值，DIALux軟件生成辦公室三維效果圖。

為了避免外界因素的影響，照度實測的測量時間選定為晚上7點半，將室外光源對房間照度的影響減小到最低。測量時，每個測量點進行三次測量，取三次結果的平均值為照度實測值。軟件計算的測量點平均照度與實測平均照度誤差為4.38%，誤差處于較低范圍內，由此可見通過DIALux軟件進行的照度計算，其結果接近實際值，完全可用于實際工程應用。

利用DIALux軟件不僅可以進行照度計算，使設計人員對所布置的照明方案的效果有直觀明確的了解，還可以幫助設計人員優(yōu)化燈具布置，合理選擇燈具數量，在提升運檢人員使用舒適度的同時，實現節(jié)能經濟環(huán)保。

工程實際應用

以某工程主控室為研究對象，該房間幾何尺寸為10.12m×19.68m×4.6m，。在DIALux中設置參數時，根據《DL/T 5930-2007 火力發(fā)電廠和變電站照明設計技術規(guī)定》中規(guī)定，主控室的照度維護系數設定為0.7，工作面高度設定為0.75m，天花板選擇為標準天花板，反射系數為70%，墻壁選擇為標準墻壁，反射系數為50%，地板選擇為標準地板，反射系數為20%。

方案1 ?選擇iGuzzini 5096 BOS range ceiling luminaires 1×100W作為直流常明燈，共3盞;雷士 NDL482/1×36W T8 電感平蓋支架熒光燈作為屏柜的照明燈具，共27盞;雷士NDL483/2×36W T8 電感平蓋支架熒光燈作為C字形工作臺的照明燈具，共有4行4列16盞。將初版的燈具排列方案導入到DIALux中，通過計算，得到方案一的照度計算報表。

方案一的照明功率密度為14.28W/m2高于《DL/T 5930-2007 火力發(fā)電廠和變電站照明設計技術規(guī)定》中所規(guī)定的照明功率密度的最大值13 W/m2;平均照度達到423lx，也與規(guī)定中所規(guī)定的主控室的照度標準值300lx相差較大，一定程度上造成了電能的浪費。

方案2 ?將3號燈具減少為4行3列，共12盞，相比方案1減少了4盞雷士NDL483/2×36W T8 電感平蓋支架熒光燈，其他照明設備數量和位置與方案1一致。將方案2的燈具排列方案導入到DIALux中，通過計算得到照度計算報表。

通過對比數據可以看出，優(yōu)化燈具排列后，照明功率密度由14.28 W/m2降低為12.54 W/m2，滿足了《DL/T 5930-2007 火力發(fā)電廠和變電站照明設計技術規(guī)定》中對照明節(jié)能的要求。平均照度雖然降為360lx，但仍然符合規(guī)定中對照度的要求。此外，方案2照度均勻度由0.468升高至0.527，提升了運檢人員的照明使用舒適度。 由此可見，照度計算軟件可作為設計人員在照明設計時的輔助，在保證照明質量的同時實現節(jié)能增效的目的。