工业厂房LED照明设计分析

韩云中

【摘要】在普通工业厂房（以轻工电子类厂房为主）照明中引入绿色照明设计的理念十分重要。如果能将照明用电量有效降低，不但能降低生产成本，还能为环保做出贡献，且合理的照明设计也能提高企业的生产力。绿色照明内涵包含高效节能、环保、安全、舒适四项指标。LED光源符合绿色照明的要求，近年来在各个领域被广泛应用。鉴于此，本文就工业厂房LED照明设计展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

【关键词】LED；绿色照明；节能；工业厂房；灯具

厂房是工业建筑中常见的建筑类型，如船厂厂房、飞机装配车间等。厂房层高很高、面积巨大，照明能耗相应地很高，照明灯具的要求也不同于其他建筑。目前LED照明没有在厂房中得到普遍应用，一个重要原因是LED照明应用于厂房的相关研究开展甚少，技术上的可行性还有待验证。

一、工业厂房照明要求

工业厂房照明一般包括普通照明、区域化照明、局部照明、特殊作业照明、应急疏散照明等。一般工业厂房多为层高较高的单层建筑，层高一般在6m以上，结合生产要求，光源一般选择高压气体放电灯，如金属卤化物灯。灯具悬挂高度6～10m时，可采用250～400W高压气体放电灯，10m以上可采用250～1000W高压气体放电灯。灯具类型选用深照型。多层厂房的层高一般在4m左右，光源可选用直管荧光灯。工业厂房照明设计的主要内容如下：（1）依据GB50034—2013《建筑照明设计标准》的相关条款，结合厂房的性质、大小、生产的火灾危险类别等确定厂房内不同区域的照度、照明光源、灯具类型、灯具布置及安装方式等。（2）根据车间、工段或生产线工艺流程进行照明分区，合理设置照明配电箱，确定供电方式，敷设照明干线，确定照明配电系统，当然照明配电箱（控制箱）的设置要便于工作人员操作。

二、照明电气设计

厂房照明电气设计主要包括照明配电箱的装设位置，选择照明线路的导線类型和截面，选择照明线路的控制和保护装置等内容。配电箱的装设位置根据照明分区、接近负荷中心及便于操作和维护等的原则设置，考虑负荷发展的需要，可留1～2条备用回路。根据本工程厂房特点及分区要求，厂房分为9个照明分区。在厂房内设置总照明配电箱，以放射式方式给9个照明分区供电，分支照明控制箱分设在照明分区内便于操作的位置。照明干线采用金属桥架敷设至分配电箱，分支线路沿金属桥架敷设后穿钢管沿钢梁敷设至灯具。照明线路的控制采用微断直接控制。照明线路的选择和相关保护根据回路的负荷计算确定。要注意照明设备的负荷功率统计时，除了灯具光源本身的功率外，还要考虑灯具整流器的类型，一般选用电子型或节能电感型，整流器的功率损耗应计算在内。

大空间工业厂房照明一般选用高压气体放电灯，三相配电，每一相分支回路的电流不宜超过30A，并应按启动和再启动特性选择保护电器和验算线路的电压损失值。例如：本工程厂房照明用高压气体放电灯（金属卤素灯），金属卤素灯从开启到正常工作的启动阶段，有1～2min电流会上升到正常工作电流的两倍，因此确定微断的整定电流时要避开这个电流值。三相照明配电系统中，分配相序时尽量三相保持平衡，三相断路器一般选用三极开关，以避免断零故障烧毁设备。一般工业厂房总箱的进线总开关选用塑壳开关，不要采用微断，因为有可能短路冲击电流较大。

三、案例介绍

某地切割车间面积将近15万平方米，层高19米，是整个车间生产环节的前端部分。车间平时生产任务较为繁重，通常采用两班制甚至三班制的生产模式，车间照明开启时间较长，能耗突出。以某基地切割车间作为研究对象，将现有金卤灯照明节能改造为LED照明，便于展开高大厂房照明节能改造的相关研究。选择车间部分区域进行实验性改造，既可以探索LED照明在厂房应用的可行性，又可以避免大面积设备安装带来的不确定性和对生产进度的干扰。为了防止工人在工作过程中受到区域间照明差异的影响，要求改造区域相对独立，相关区域的工人工作过程并不经常性前往其他区域。经过调查发现，A～B轴，22～26轴区域为切割钢板整理堆放区域，27～31轴区域为钢板局部切割作业区域，工人工作过程都相对独立；且该两个区域都各有1000W金卤灯15盏，安装高度15.4m，对改造工作的经济性要求适中。将此27～31轴区域作为改造对象，选择22～26轴区域作为对照组。厂房节能改造，首先需要选择替代传统光源的新型节能光源，这里选择LED光源。

四、结束语

LED在工业厂房照明中的应用前景是广阔的，其大规模普及是必然的。从照明效果、投资回报和节能环保角度来看，我们都应该选择LED照明。因此，我们应积极地将LED应用到工业厂房照明中，积累相关的设计和实用经验，为将来LED的大规模应用奠定基础。

参考文献

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