板屋面游泳馆照明设计.doc

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1、目录第一章 摘要 .2第二章 照明方式选择 .2第三章 照度标准确定 .4第四章 光源和灯具类型选择 .4第五章 灯具布置 .7第六章 照明质量评价 .8摘要摘 要:该文介绍大跨度拱形彩钢板屋面游泳馆照明设计利用间接照明和水下照明方式,用单位光通量法进行光源和灯具选择,用流明法进行照度计算和灯具数量校正。关键词:眩光控制;单位光通量法;反射照度; 流明法工程概况: 一游泳馆, 池面按国际标准泳道 50 m 25 m 设计,面积 60 30 m2 ,单侧观众席,观众席下方为设备用房和附属用房,标高 6. 9 m 以上屋顶和山墙为大跨度拱形彩钢板无衍架屋面,半圆形彩钢板屋面中心高 16 m。由于室

2、内空间的复杂性及游泳馆对光环境的特殊要求,给照明设计提出了较大的难题。图 1 游泳馆剖面图照明方式选择游泳馆的照明在某些方面与其他类型的室内体育馆不同之处,在于游泳池水面在游泳时有波浪,自然光或亮度高的灯具在波浪的范围内反射,会产生严重的眩光,使游泳者产生不舒适感和疲劳感,同时由于弦光的作用,当游泳者处于危险境地时,可能不被人发觉而得不到及时抢救,这种眩光在照明设计时,应尽量限制在最低程度。为了降低由于光源的反射所引起的眩光作用,处理好泳池水面反射引起的眩光效应是游泳馆照明设计的关键。由于本工程屋面采用的是厚度仅为 0. 6 mm 厚的大跨度金属彩钢板,无钢屋架结构,如果用传统的直接照明方式将

3、灯具有规律的布置在游泳池上空顶棚上,灯具向下投射,灯具在轻质彩钢板上面无法固定安装,灯具安装高度最高处在池面上方 16 m , 对灯具后期的维护和更换也不利,同时这种照明方式也无法完全避免池面的眩光效应。根据游泳馆的建筑特点和照明设计要求,设计上大胆采用间接照明结合水下照明方式,充分利用建筑物的结构特点,在游泳馆两侧的柱子及山墙同一高度上(见图 1) 按照结构跨度有规律的安装投光灯,投光灯向屋面彩钢板投射光线,光线经顶棚反射后投入水池。这种做法可避免光源在水中的反射,维护管理也比较方便,同时由于彩钢板屋面内壁外刷银白色涂料,反射系数高达 92 % ,有助于提高间接照明效率,这种照明方式要比采用

4、格栅方式的直接照明或其它措施限制眩光更经济。照度标准确定根据 CIE 的建议和我国国标,且考虑到作为普通比赛的需要,游泳池设计平均水平照度 300 lx ,水下池面为 1 000 lx光源和灯具类型选择游泳馆屋面为半圆形屋面,中心高度为 16 m ,适合的光源有卤钨灯、高强度气体放电灯和低压钠灯,经过对几种灯具的技术经济比较可知(见表 1) ,低压钠灯的显色性很差,不宜作为室内照明,而卤钨灯虽然显色性好,但光效偏低且寿命短,不符合绿色照明要求,所以游泳馆大厅设计采用 HID 灯。由于游泳馆外窗采用隔热型玻璃窗(窗体镀了一层深色隔热膜) ,自然光不足,白天也需要依靠人工照明补充。通过对几种 HI

5、D 灯的性能参数的比较,金属卤化物灯色温 5 000 K,用于采光不足的室内环境尤为适合,故设计采用金属卤化物灯作为游泳大厅的主要照明光源。表 1光源种类 光效(lm/ W) 显色指数(Ra) 色温( K) 平均寿命(h) 低压钠灯 200 44 1 700 28 000 石英卤素灯 25 100 3 000 2 0003 000 金属卤化物灯 7595 6592 5 600 10 000 改显型高压钠灯 120 85 2 500 24 000 HID 灯高压汞灯 50 45 3 300 6 000 陶瓷金卤灯 8098 80 90 3 0004 200 15 000 由于采用间接照明方式,因

6、此可以近似认为投光灯为间接型照明器。利用单位面积光通量估算法计算光源功率和数量。室形指数 RI =W1/ h (W+ 1)= 30 60/ 6. 9 (60 + 30)= 2. 8查单位面积光通量计算表得间接型配光灯具0= 3. 2lm/ m2lx P = 0AE/( 为光源光效) = 3. 2 30 60 300/ 85 = 20 329 W,故需 21 盏 1 000 W 金卤灯,光通量 90 000 lm ,光源维护系数 0. 85 。根据照度和照明均匀度的要求,灯具采用飞利浦 DVP311 高效率投光灯具,该灯具具有非对称高效反射罩, 光束垂直角 V = 90, 横向水平角 H =10

7、5,配光准确,高效均匀,无水平以上光线。配光曲线见图 2。由于顶棚的彩钢钢板屋面为褶皱型的粗糙表面,光线入射到顶棚后将无规则射向各个方向(可以近似认为漫反射) ,因此照度计算考虑的是光源发出的光通由顶棚和墙面反射后在池面上产生的照度(称为反射照度 ) ,所以游泳池照度精确的计算必须采用反射照度计算法流明法。图 2 DVP311 配光曲线水平面照度 Eh = N(RRC) K/ A垂直面照度 Ev = N(WRRC) K/ A式中:N 灯数; 光源光通量;RRC 反射的辐射系数;WRRC 墙壁反射的辐射系数 ;K维护系数;A 工作面面积。求 RRC 和 WRRC 是一个很烦琐的计算过程,必须依靠

8、计算机进行。灯具布置在彩钢板拉结柱与彩钢板结合处离地 0. 69 m 处上每个柱上安装一盏投光灯(图 3) ,两边共18 盏,在山墙部位同样高度按照结构跨度各安装 4 盏投光灯,一共装灯 26 盏,总光通量为 26 90 000 0. 85 = 198 900 lm ,此光通量可提供池面照度 326 lx ,为保证灯具投光角准确性,通过专业照明软件对灯具安装位置和投射方向进行精密计算,利用 3D 模型进行现场模拟,得到灯具安装位置和投射方向数据表,现场安装则根据此数据表进行,保证灯具正确安装。图 3 游泳馆平面图照明质量评价照明设计的优劣主要是用照明质量来衡量,通过以上照明设计的综合考虑,由于

9、采用间接照明方式,全部天棚成为一个照明光源,达到柔和无阴影的照明效果,直接眩光和反射眩光都很小,由于选用了不对称配光曲线的灯具,亮度分布、照明均匀度均取得较好效果,同时为了消除频闪效应,灯具配电以三相四线制依次均匀分相保证了照度的稳定性。通过一段时间的使用,反映不错。采用间接照明方式,在室内空间上达到见光不见灯,给游泳者提供了一个明亮舒适无眩光的游泳光环境。施工组织设计1、概况1.1 工程 简 介中心渔港一期工程位于舟山本岛普陀山浦东西两侧。1.1.1 工程内容（1）中心渔港：300-500 吨级浮码头栈桥四条（ 3#栈桥 140.5*6 米，4#栈桥136.5*6 米，5#栈桥 137.1*

10、6 米，6#栈桥 133.3*6 米） ，8 个撑墩。（2）渔政东海基地：千吨级固定码头一座（平台 104.0*10 米，1#栈桥 165.5*6米） ，浮码头 2#栈桥 148.1*6 米，3 个撑墩。1.1.2 工程结构（1）引桥结构：靠岸的九跨采用 800mm 钻孔灌注桩基础，每个排架 2 根，排架间距为9.5-10 米；其余靠海打桩船能进入的地方采用 600*600mm 预应力钢筋混凝土空心方桩。桩上为现浇横梁，横梁上搁置预制空心大板。（2）撑墩结构：采用 600*600mm 预应力钢筋混凝土空心方桩基础，每个撑墩 4 根桩，上部结构为现浇墩台结构。（3）码头结构：1000 吨级码头采

11、用高桩梁板结构。总长 104 米，分为各 52米的 2 个结构段，宽 10 米，桩基为 600*600mm 预应力钢筋混凝土空心方桩，排架间距 7 米，每个排架 4 根桩，桩上为现浇横梁，横梁上搁置纵梁，面板为叠合板。平台前沿设置人员上落的踏步平台及固定钢爬梯。1.1.3 主要工程数量表根据投标文件，本次投标的主要工程数量见下表：主 要 工 程 量 表工程数量序号 工程项目 单位 中心渔港 东海基地 合计1 钻孔桩工作平台 m2 1754 875.8 2629.82 钻孔桩钢护筒埋设 t 22.234 11.12 33.3543 水上钻孔灌注桩成孔 m 2255 1160 34154 800m

12、m 钻孔灌注桩(C30) 根/m 3 72/1347.8 36/729.28 108/2077.15 800mm 钻孔灌注桩钢筋 t 84.528 42.266 126.7946 600*600 预制方桩(C45) m3 949.78 1115.83 2065.617 预应力方桩施打 根 88 108 1968 现浇纵横梁(C30) m3 497.52 768.66 1266.189 现浇混凝土板及板接缝 m3 54.31 63.11 117.4210 现浇码头及引桥面层 m3 525.7 416.5 942.211 现浇引桥墩台 m3 106 26.5 132.512 现浇护轮坎 m3 62

13、 48.3 110.313 现浇撑墩 m3 280.75 105.28 386.0314 制安靠船构件 件/ m 3 16/19.76 16/19.7615 制安水平撑,剪刀撑 件/ m 3 18/22.82 18/22.8216 制安纵梁 件/ m 3 56/181.8 56/181.817 制安空心板 件/ m 3 130/174.46 130/174.4618 制安空心大板 件/ m 3 224/989.96 132/572.4 356/1562.3619 预应力钢筋 t 110.062 122.467 232.52920 预制件钢筋 t 181.283 163.945 345.2282

14、1 现浇钢筋 t 85.821 87.766 173.58722 150KN 系船柱 个 9 9 1823 预埋铁件 t 8.397 9.449 17.84624 橡胶支座 块 936 546 14821.1.4 施工技术标准本工程施工中的所有材料、设备、工艺和施工质量均符合如下技术规范的要求，施工组织设计的编写遵循施工技术规范和工程质量检验评定标准， 本工程施工及验收应遵循的主要施工技术规范和验收标准如下：（1）交通部水运工程混凝土施工规范 （JTJ268-96 ） ；（2）交通部水运工程混凝土质量控制标准 （JTJ269-96） ；（3）交通部港口工程地基规范 （JTJ250-98 ） ；

15、（4）交通部高桩码头设计与施工规范 （JTJ291-98 ） ；（5）交通部港口工程质量检验评定标准 （JTJ221-98 ） ；（6）国家和地方政府颁布的有关技术法规和规范。在工程施工期间，如上述标准或规范有修改或重新颁布业将遵循执行。1.2、自然条件1.2.1 气象工程位于舟山本岛，地处纬度地带，属北亚热带季风海洋性气候。冬季受蒙古高压的控制，盛行偏北和西北风；夏季盛行温热的东南风。该地区常风向为 N、SE，频率为 11%；其次为 NW、NN 向，频率为 9%。实测最大风速为 18m/s（ E、SE、SSE、NW） 。多年平均风速为 3.97m/s。1.2.2 水文码头处的潮汐变化过程属于

16、不规则半日潮型，港域内潮流呈往复流，涨潮由东南向西北，落潮由西北往东南。涨潮流速大于落潮流速，潮流流向与水道走向一致。设计高潮位：+1.96m设计低潮位：-1.65m极端高水位：+2.92m极端低水位：-2.31m根据舟山市水文站提供的高程基准面资料，85 国家基准面在定海潮站基准面以上7.538m。码头位置处的波要素是：H 1%=1.74m，H s=1.15m，波向 135,波长 21.9m，原始波向SE。1.2.3 地质根据所提供的设计图纸的说明，工程区的地质情况，其土质分为 7 个地质单元体：（1）淤泥：层厚度约为 0.3-1.4m，土层压缩性大，物理力学性质较差，不能作为基础持力层。（

17、2）淤泥质粉质粘土：层厚度约为 13.6-36.7m，顶板标高约为 1.2-8.7m，土层压缩性大，含水量较高。（3）粘土：层厚度约为 13.1-14.7m，顶标高约为-22.6- -23.5m ，该土层的地基承载力较高，但土层分布不均匀，大部分钻孔中未见该土层。（4）粉质粘土：层厚度约为 5.4-42.2m，顶标高约为-19.9- -38.5m，土层分布较为均匀，地质承载力较高，是桩基的持力层。（5）砂层：以中细砂、中粗砂为主，层厚度约为 0.7-3.7m，顶标高约为-31- -45.6m，分布不均匀，多夹在粉质粘土中。（6）粘土混砂砾、砂砾混粘土及碎石土层。（7）风化基岩(J3)：棕红、肉

18、红色，钻进厚度约为 1.4-2.4m，顶标高约为-42.2- -43.5m。2、施工总体安排根据本工程的结构型式和现场的施工条件，总体施工安排上作如下考虑：分两部份，采用二种不同的施工工艺，基本上同时进行施工。一、陆上施工部分1施工范围：（1）16#栈桥的全部钻孔灌注桩。（2）上述桩的现浇横梁。（3）16#栈桥的全部预制空心大板。（4）16#栈桥的全部现浇面层砼。2施工顺序：3、主要施工方法：由岸上向海逐跨搭设施工工作平台由海向岸逐跨施工钻孔灌注桩由海向岸逐跨浇注横梁由海向岸逐跨拆除施工作业平台由岸向海逐跨安装预制空心大板由海向岸逐段浇注面层砼（1）施工作业平台搭设平台采用支撑在钢管桩上的型钢

19、横梁、纵梁、木板面层结构，宽度 6 米，长度满足各栈桥施工作业需要。同时搭设两座平台。搭设方法：用兵 1525 吨履带吊机吊加 30KW电动振动锤，由岸向海逐跨搭设。（2）钻孔灌注桩施工每座平台上二台钻机，由海向陆逐跨施工，下钢筋笼和浇注砼既可以用钻机的起重设备，又可用吊机辅助作业。（3）横梁浇注紧跟桩基逐跨施工，利用平台纵、横梁悬吊底侧模，人工手推车浇注砼。（4）空心大板预制在海堤后方的陆上适当位置建设临时预制场。（5）空心大板安装用贝雷片组装成双导梁架桥机，由岸向海逐跨安装。二、水上施工部分1施工范围（1）全部预应力钢筋混凝土空心方桩的沉桩。（2）1#6#栈桥方桩基础的横梁施工。（3）全部

20、撑墩的施工。（4）千吨级固定码头的施工。2、施工方法与常规的码头施工相同。以上总体施工安排的优点是：两部分同时施工，互不影响，有利于缩短工期。缺点是：投入较大。无论是设备和管理力量的投入都比较大。但我单位有足够的设备和管理能力，实施上述施工方案，总工期可以缩短 21 天。3、施工总流程图3.1.钻孔灌注 桩基础栈桥 施工流程图测量放线平台钢管桩施打 平台钢管桩加工搭设平台平台材料加工施放钻孔桩桩位钻孔桩钢护筒埋设钻机定位、钻孔泥浆检查清孔，测孔深、沉淤沉放钢筋笼钢筋笼制作下导管，第二次清孔灌注砼配制砼 钻机移位泥浆循环废渣土外运3.2.千吨级码头 施工流程 图4、主要工程项目施工方法4.1 施

21、工 测 量及试验 和试验设备4.1.1 施工基线和水准点的布设根据业主提供的平面控制点和高程控制点，在施工区域内布置并测设施工基线和水准点，程序如下：（1）复核业主提供的平面布置控制点和水准点；（2）布置并测设施工基线和水准点，基点布设在通视良好，不易被干扰和损坏的地方并能有效覆盖整个施工区域。考虑到施工现场情况，基点用混凝土墩做成（混凝土墩下打木桩现浇横梁平台拆除空心大板安装测量基线布置方桩水上沉桩 预应力方桩预制水上夹桩靠船构件安装现浇下横梁纵梁、水平撑、剪刀撑安装现浇上横梁实心板预制实心板安装现浇封头面板现浇面板现浇护轮坎系船柱安装预制场台座建设靠船构件预制纵梁、水平撑、剪刀撑预制现浇踏步板桩头处理施工准备施工船舶进场