設計軟件Dialux輔助照明設計課程教學的探索

史媛 張俊蓮 楊傳燕

摘要：本文討論了運用設計軟件Dialux輔助《建筑供配電與照明》課程中照明設計教學的方法。學生可直接運用軟件進行照明設計幫，有助于學生理解抽象的理論知識，同時也有助于驗證計算的正確性，極大的激發了學生的學習興趣。通過本次探索，對于利用設計軟件就《建筑供配電與照明》課程的教學起到積極作用。

關鍵詞：照明;Dialux;設計

《建筑供配電與照明》是建筑智能化技術專業的一門專業必修課，需要通過具體的工程設計使理論知識便于掌握與理解，同時，也利于培養學生運用所學知識解決實際問題的能力。了解并運用有關設計規范和規程，掌握建筑供配電與照明的基本內容及程序。這樣就要求學生能夠運用相關的理論知識，進行照明供配電系統設計、動力配電系統設計與計算、防雷接地系統設計，熟悉并能正確的應用有關設計規范。著重于知識的運用、分析和解決問題的能力的培養和提高，課后需要學生提交設計計算書、相應的設計圖及最終的成果。

在照明設計課程里對于不同工作區室體的照明有著不同的要求，一般情況下，會根據工作區室體內不同的工種設置不同的照度，其中大量燈具的使用和排布都依賴于照度計算，而計算的準確性能直接影響到建筑物后期的耗能。在大力倡導節能減排的今天，如何精確的確定燈具數量和合理的燈具布置方式顯得尤為重要。

為實現最大程度降低能耗，精準的照度計算必不可少。照度的計算是需要在燈具的形式、懸掛高度及布置方案確定之后，根據初步擬訂的照明方案計算工作面上的照度，并參照國家相關標準來計算燈具數目，最終確定布置方案。常見的照度計算方法有四種：利用系數法、概算曲線法、單位容量法和逐點計算法。前三種都只計算水平面上的平均照度;后一種可用來計算任一傾斜面，包括垂直面上的照度。

下面就具體的教學方式進行分析：

一、常規課堂教學

比如課程中進行工廠照度計算：工作區工位室體中的照度與燈具的光通量、照明率、燈管數以及工位室體的長度、寬度、燈具在操作平臺以上的高度以及維護系數等參數有關，其中照明率與燈具效率有關，維護系數與工廠的環境有關。計算照度的常用公式如下：

其中：

E——工位室體所要求照度（lx）

F——每只燈管光通量（lm）

μ——利用系數

N——所需燈管數量（支）

L——工位室體長度

B——工位室體寬度

k——維護系數

照度（E）指單位面積上所接受可見光的光通量，單位勒克斯（Lux 或 lx）。用于指示光照的強弱和物體表面積被照明程度的量。不同的工作區室體會有不同的照度要求，所以每個室體的燈具數量和布置是不同的。

光通量（F）指人眼所能感覺到的輻射功率，它等于單位時間內某一波段的輻射能量和該波段的相對視見率的乘積。它的單位是流明，符號表示為 lm，它是衡量光源輸出光多少的指標。所以日常生活中，常用光通量表示可見光輸出了多少。

隨著燈具的研發，每只燈管的光通量逐步變大，現車間常用燈具光通量為（LED 23W F=3700，18W F=2100，14W F=1400，8 W F=800）。

維護系數（k）是指照明設備使用一定周期后，在工作面上產生的平均照度與該裝置在相同條件下安裝時產生的平均照度之比。該參數與工廠的潔凈程度等條件相關，該系數根據環境特征的不同進行了分類：例如潔凈室具有少量煙塵，該場所燈具維護系數一般可選用0.7;在打磨返修等室體中，具有少量的煙塵，該場所燈具維護系數一般可選用0.6。

利用系數（μ）指于工作面上接收算得之流明光通量對于估計的電燈放射光通量之比值，該系數與室形指數相、燈具、周圍環境有關。室形指數（RI）是指照明計算中表示房間幾何形狀的數值，室形指數的計算公式如下：

其中 H 為燈具計算高度。在照明計算中，設計參數的選擇需要較高的經驗值，如利用系數的確定。在照度相同的情況下，不同利用系數計算所得的燈具數量差異較大，因此用 DIAlux 軟件對該計算過程進行驗證，確保計算結果的準確，并利用該軟件更加直觀的對燈具進行布置，合理規劃設計方案，提高燈具使用效率。

二、Dialux應用于課堂教學

Dialux由德國DIALGmbH.出品，是一款為了模擬計算室內室外照明需求，為實際配置燈具提供比較準確的參考信息的仿真軟件。主要通過運用設計方案中將要采用的燈具的配光曲線文件進行照度計算來得出一些關鍵的照明指標，通過對這些關鍵指標的分析可以提前得出該照明方案的合理性。該軟件采用制造商定制數據庫，仿真數據計算準確;該軟件開放性強，可導入眾多廠家ies格式光度文件，國內使用最廣的照度計算軟件，沒有之一，使用免費，操作簡單，插件豐富，深受廣大照明設計師的喜愛。

第一步，讓學生先按照GB 50034-2013《建筑照明設計標準》要求并根據工廠實際情況，確定照度標準值、功率密度和照度均勻度，然后根據實際情況選擇合適燈具。以工廠為例，目前工廠一般照明都使用的是LED天棚燈，所以選用LED天棚燈。

第二步，熟悉標準，了解實際，合理選擇

在制定燈具布置方案前，用Dialux模擬空間，維護系統0.8，頂棚、墻面、地面反射比分別為0.7、0.5、0.2。燈具安裝方式采用管吊。同一廠房可能會有滿足標準要求的幾種布燈方案，要充分結合廠房的生產特點、安裝條件，并通過對不同布燈方案的節能性、經濟性的對比分析，選出最為合理的方案。

第三步，運用Dialux 建模

先在Dialux 軟件中建立了滿足實際長寬高的工廠模型，并利用燈具插件對該室體進行布置，Dialux軟件可自動完成照度計算，通過方案是否滿足功率密度、照度均勻度和平均照度等可判別方案是否滿足設計要求，Dialux軟件模擬平面燈具布置圖如下：

Dialux軟件通過導入不同產品的燈具，設計出不同的方案。能夠讓學生在減少計算的基礎上，用更短的時間充分了解并設計符合要求方案。

課堂上要求每組學生至少完成三個不同的設計方案，引導學生在滿足功率密度、照度均勻度和平均照度等基本要求上分別從節能性和經濟性對方案進行對比，最終選出最優方案。

因此在教學中使用DIAlux軟件不僅讓學生可以更生動、直觀的掌握整個設計過程，擺脫了枯燥乏味的傳統計算、畫圖等工作，對課程和專業產生了更多興趣，并且使得學生可以提前掌握畢業后從事照明設計工作所必須掌握的設計軟件，極大的提升學生的自身競爭力。