2019.12|蔡浩：楼梯疏散照明的设计
楼梯疏散照明的设计蔡 浩（无锡市建筑设计研究院有限责任公司，江苏省无锡市 214001）
摘 要：利用编制的AutoCAD应用程序，解决楼梯疏散照度计算不便的问题；通过计算示例，分析如何进行楼梯疏散照明设计，才能较好地符合相关标准的要求，并对楼梯疏散照明设计中存在的常见设计误区进行分析。
关键词：楼梯；疏散照明；疏散照度计算；AutoCAD应用程序；配光曲线；灯具布置；照明设计；设计误区
0 引言
笔者曾在《建筑电气》2018年第3期上发表了《疏散照度的计算机辅助计算》（以下简称文献［1］）一文，并发布了配套计算程序，较好地解决了同一布灯高度的水平疏散照度计算问题。但受到当时原始数据的限制，编制程序时没有能够依据灯具测试报告中的配光曲线进行计算，导致部分区域照度计算结果偏小，而且不能一次计算不同布灯高度时的照度。为了更好地进行楼梯疏散照度的计算，笔者对程序进行了升级，升级后可以按照灯具配光曲线计算不同布灯高度的地面水平照度。
1 规范依据
楼梯是竖向疏散的生命通道，其重要性不言而喻。做好楼梯疏散照明设计，是保障人员顺利疏散的必备条件。竖向疏散的难度高于水平疏散，因此对于疏散照度的要求也相应较高。
GB 51309-2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》3. 2. 5条规定了不同建筑或场所的楼梯消防应急照明地面最低水平照度标准值（分别为10. 0 lx和5. 0 lx两种），并在条文说明中明确了楼梯中心线两侧1 / 2楼梯宽度范围内的各点水平照度需达到标准值。
2 计算参数及方法
2. 1 灯具参数
为了计算准确，需要对文献［1］的计算程序进行升级，采用灯具配光曲线代替原程序中的模拟曲线。根据厂商提供的灯具检验报告及技术说明，不同功率的灯具采用相同的配光曲线，因此选取一种灯具的光强分布表即可绘制出适用所有功率灯具的配光曲线。根据文献［7］的数据进行处理后得到图1的灯具配光曲线。
不同功率的灯具额定光通量参数见表1。笔者建议工程设计时的光通量可采用灯具型式试验检验报告中的“放电80 min后光通量”参数，该参数反映了灯具应急工作至接近结束时的光通量，从而使计算结果更接近实际工况下的最低照度值。当“放电80 min后光通量”与表1的额定光通量参数不一致时，可通过调整计算时的维护系数达到一致，此时该维护系数相当于考虑了电池放电时的衰减因子。
表1 灯具功率与额定光通量对照表
2. 2 照度计算程序升级说明
楼梯疏散照明灯具布置时，一般需要在楼层和半平台处分别设置照明灯，这两个灯对某一踏步的照度均有贡献，但二者针对计算点的高度是不同的，通过改进文献［1］的程序，实现了支持每个灯具设置不同的计算高度，该计算高度采用灯具图块的属性进行定义，只需编辑图块属性中“HHHH”标签的值，即可定义该灯具的计算高度（内置灯具高度以mm或m为单位均可，程序自动判断）。
3 楼梯疏散照明设计示例
为方便起见，示例中的楼梯疏散照度标准值均取5. 0 lx，如要达到10. 0 lx，只需选择光通量增加1倍的灯具即可。
3. 1 灯具布置
对于双跑或多跑楼梯，楼梯的每一个平台处均应设置疏散照明灯具，不应漏设。为节省照明功率，灯具应尽量靠近梯段布置，但要避免楼梯梁对照射角度的影响。应优先采用顶装照明灯具，如条件限制必须采用壁装灯具时，安装高度不宜过低（壁装灯具照度计算本文暂不涉及）。灯具安装位置的剖面见图2，平面布置可采用图3中的方案A或方案B。
3. 2 疏散照度计算
疏散照明灯具对于每个楼梯踏步的照射高度都是不同的，因此需要分别对每一个踏步进行照度计算。为简化计算，不考虑踏步之间的互相遮挡及楼梯栏杆的遮挡影响。图2中当60°≤θ≤72°时，计算程序中的最大照射角取60°。
图4为剪刀楼梯灯具布置剖面示意图，首先试算D2灯（D2吸顶安装，位置可不必确定）针对向下方向各踏步的照度，得出D2至最远D点（平面位置见图5）的照度均能满足5. 0 lx，因此D点再向下需要计算D2和D1灯叠加的光强，由D点正下方踏步边缘C点至D1灯位置梁底连线与楼梯板相交得点E，D1灯应位于点E的左侧才能照射到C点。将D1灯移至避开平时正常照明灯位处即可，根据对称关系将D2灯也移至与D1对称的恰当位置并复核D点的照度符合要求。
灯具布置完成后，开始计算自D点向下的每个踏步的照度，照明灯具应手动选择D1和D2两个灯。如果整个梯段中心1 / 2宽度范围内的疏散照度存在小于5. 0 lx的情况，可提高灯具的功率或适当移动灯具位置后再验算直至达标。
4 常见楼梯疏散照明设计误区
促使笔者升级计算程序和写作本文的初衷之一是因为在平时的审图工作中，所遇到的绝大多数项目的楼梯疏散照明设计都不能满足规范对最低水平照度的要求。下面举例分析一些常见的楼梯疏散照明设计误区，分析时所采用的灯具均为A型灯具，灯具光通量受限于A型灯具的容量。
误区一：仅在楼层处（如图6中的4. 200标高处）设置疏散照明灯具，半平台处不设灯。此时无论是在A、B、C、D中任一点设置壁灯，或在E点设置吸顶灯，楼梯半平台及部分梯段的最低水平照度均远低于5. 0 lx。
误区二：每个平台设置一个距地2.20m安装的壁灯，灯位选择C（D）点及G（F）点，部分设计还会安装在A（B）点。该做法存在的第一个问题是灯具安装高度偏低，导致照明范围受到限制。从安装位置看，A（B）点显然是不适合的安装点，因为距离梯段最远，照明效果最差；C点和G点因为远离向下方向梯段，即使提高安装高度，也难以达到5. 0 lx的要求。采用D点和F点的方案是可能达到照度要求的，但位置需要优化，首先D点和F点应尽量向梯段方向靠近，宜布置在最靠近向下的第一个踏步处（在梯段上方安装可能获得较理想的照明效果，但不利于检修），且灯具安装位置应尽量提高至靠近楼梯梁下方。
误区三：每个平台设置一个吸顶灯，灯位选择E点和H点。该方案可行，但有优化空间，因为E点和H点位于楼梯上行梯段处，对下行梯段的照明效果较差，为了达到5. 0 lx，需要采用稍大功率的灯具，如按图3的方案优化，则可降低灯具容量。
5 结语
通过升级文献［1］配套的疏散照度计算程序，不但使平面疏散照度计算结果更准确，而且解决了楼梯疏散照度计算的难题；同时举例说明了楼梯疏散照明的设计方法，并分析了常见的设计误区，可供楼梯疏散照明设计时参考。
[*]本文配套计算程序下载（点击链接地址下载）：
[工具软件] 《楼梯疏散照明的设计》配套计算程序
[*]《疏散照度的计算机辅助计算》（《建筑电气》2018年第3期）
[文章介绍] 2018.3|蔡浩：疏散照度的计算机辅助计算
[*]《疏散照度的计算机辅助计算》配套程序
[工具软件] 《疏散照度的计算机辅助计算》配套计算程序
作者信息：蔡 浩，男，无锡市建筑设计研究院有限责任公司，正高级工程师，副总工程师。
本文有删减，全文载于《建筑电气》2019年第12期，详文请见杂志。更多精彩内容，还请关注《建筑电气》杂志2019年第12期。
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太好了，学习了 没有图3。另问怎么把图例导入天正电气？ qiaofeng8880 发表于 2020-4-28 14:05
没有图3。另问怎么把图例导入天正电气？
使用方法详见此帖http://www.jzdq.net.cn/club/thread-121443-1-1.html动画演示！ 实用 学习了 非常好的学习资料！！！
很好的学习资料，谢谢蔡总。 厉害了，希望能有更详细的操作手册。 学习了，希望能把壁灯的计算方法也分享下。 壁灯相当于把顶灯靠墙安装，只有一半配光曲线得到利用。还有一种壁灯是把光源向照射方向旋转大约15度的，因为没有准确的配光曲线，没有纳入，也可以用顶灯的配光曲线旋转得到，但实际计算结果并不很理想，所以一般不推荐采用壁灯。照射方向现场可调的壁灯，无法进行计算。 {:1_430:}{:1_430:}{:1_430:} 有待商榷
1、我认为应该实测再来对比与计算的偏差，照度计算恰恰是最不准的，影响因素较多。
2、5lx应该是平均照度而不是最不利处的要求。
3、按现行照明标准100lx大概对应3.5W/平方，是否可以理解5lx对应0.175W/平方，否则违反照明功率密度限值。
那么一个楼梯间大概20平方左右，对应灯具功率大概4W左右，现在楼梯间灯具大概每层8W左右（出入口处楼层灯+应急照明灯，休息平台疏散灯+应急照明灯），问题是即使这样还嫌不够，累啊，一个楼梯间应急照明就这么费力，那其它场所的。。。这图还画的完吗？能赚几个钱？ 不代表 发表于 2020-10-27 15:56
有待商榷
1、我认为应该实测再来对比与计算的偏差，照度计算恰恰是最不准的，影响因素较多。
2、5lx应该 ...
{:1_420:}应该是最不利点，50%的宽度边侧为准 谢谢分享谢谢分享 T/CECS 693-2020