建筑工程密闭灯箱散热孔施工技术

论文作者:匿名 论文来源:http://www.bgsywzz.cn/ 发布时间:2020/11/07

  摘要:通过对建筑工程密闭灯箱散热孔散热原理分析及试验验证,结合工程典型密闭灯箱构造,详细阐述了建筑工程密闭灯箱散热孔的开孔施工技术和应注意的问题。


  关键词:密闭灯箱;热对流;散热孔;开孔中图分类号:TU文献标识码:A文章编号:(2020)-03-355


  引言


  随着人们对建筑装饰效果的要求不断提高,装饰空间内用来展现各种装饰效果的密闭灯箱(如软膜天花照明、灯带照明等)应用越来越广。密闭灯箱由于空间密闭且内部有热源不断积蓄热量,在灯箱内部和周边会形成一定的温升区域,施工不当会给工程留下安全隐患。


  本文针对目前典型的全封闭、半封闭LED灯带、一体化LED支架灯、T5和T8荧光灯等密闭灯箱的散热特性和施工工艺等进行了研究,并通过多项工程实践应用,形成密闭灯箱散热孔施工技术,现将该施工技术总结成文以期能对类似工程应用提供借鉴。


  1工程典型密闭灯箱构造


  建筑工程中典型的密闭灯箱分为灯箱式和灯带式两种,前者多应用于较大型的面式发光灯箱,后者多应用于线型造型灯带式灯箱。密闭灯箱的构造框架参见图1.1和图1.2,灯箱框架所采用的板材类型和厚度由设计确定。


  灯箱框架制作完毕后,对于较大型的灯箱框架竖向利用独立通丝吊杆吊装固定,承受灯箱荷载,横向和吊顶板连接固定,完成整个灯箱的安装固定;对于较小型的灯箱框架(如灯带式)则可直接利用次龙骨和主龙骨固定连接,再利用次龙骨安装固定灯箱框架板材。最后根据灯箱的外部电源进线位置,在相应的侧板位置开好电源进线孔。


  2密闭灯箱散热孔散热原理


  依据热量对流交换原理在密闭灯箱的表面设置散热孔(如图2.1)。密闭灯箱内由于空气受热膨胀,产生热浮力,通过设置散热孔在箱体内形成微速度差,使空气在空间内形成微循环,从而使得箱体内热空气与箱体外的冷空气进行对流换热,从而改善并均衡密闭灯箱内部及周边的空间温度分布。


  3密闭灯箱散热孔散热效果验证


  为验证密闭灯箱设置散热孔的散热效果,通过建立对应的装饰密闭灯箱热源模型,对设置的散热措施进行了实验分析,通过现场对实际的装饰密闭灯箱空间进行了实测验证。


  灯箱和荧光灯的物理模型依据灯箱实际尺寸和T5灯的实际尺寸建立,材料属性的设定依据下表,初始温度为20℃。


  当前照明用LED的光电转换效率约为30%,亦即70%左右的LED输入功率转换成热量。荧光灯是一种低汞蒸气压放电灯,通过低压汞蒸气放电,在气体放电中消耗的电能转变为人眼看不见的紫外辐射和少量可见光,其中约占65%的电能转化为波长185nm、254nm和365nm等紫外线,3%的电能直接转化为波长405nm、436nm、546nm和577nm等可见光,其余部分大多数以热量的形式消耗。即约32%的输入功率转化成热量。荧光灯的功率为21W,模型中灯的热载荷为21*0.32=6.72W。


  通过试验模拟分析表明,在采取上表面或侧面开孔的方式,箱体内由于空气受热膨胀,产生热浮力,在箱体内形成微速度差,使空气空间上产生流动,利于热空气与箱体外的冷空气进行对流换热,通过开设散热孔,有效改善了装饰灯具密闭空间的散热情况。


  4密闭灯箱散热孔施工技术


  4.1散热孔开孔数量计算和开孔位置设置


  散热孔开孔前,专业技术人员依据密闭灯箱的表面积参数和灯具类型,设计计算散热孔的开孔数量和位置设置。


  4.1.1灯箱式密闭灯箱(光源采用较大功率荧光灯)


  专业人员根据灯箱设计尺寸计算出密闭灯箱的上表面积S上和侧表面积S侧


  其中上表面开设散热孔总面积S上散≥S上×1.5%公式(1-1)


  其中侧表面开设散热孔总面积S侧散≥S侧×1.5%公式(1-2)


  设定单个散热孔开孔直径为25mm,计算出单个散热孔开孔面积S单孔


  根据公式(1-1)和公式(1-2)可计算出


  上表面散热孔开孔数量N上=<S上散/S单孔>公式(1-3)


  侧表面散热孔开孔数量N侧=<S侧散/S单孔>公式(1-4)


  (符号<>代表对计算结果向上取整)


  专业技术人员根据计算出的开孔数量结合灯箱设置散热孔开孔位置,按照N上的数量对灯箱上表面均布开孔,开孔前需注意开孔位置避开光源安装位置;按照N侧的数量在灯箱侧面距离顶面2/3高度均布开设散热孔。


  4.1.2灯带式密闭灯箱(光源采用LED灯带)


  专业人员根据灯具设计尺寸计算出密闭灯箱的两侧表面积S侧


  两侧表面开设散热孔总面积S侧散≥S侧×1.5%公式(2-1)


  設定单个散热孔开孔直径为25mm,计算出单个散热孔开孔面积S单孔


  根据公式(2-1)可计算出


  两侧表面散热孔开孔数量N侧=<S侧散/S单孔>公式(2-2)


  符号<>代表对计算结果向上取整


  专业技术人员根据计算出的开孔数量结合灯带设置散热孔开孔位置,按照N侧的数量对灯带侧表面均布开孔,在灯带两侧面距离上端1/3高度的位置沿带状路径设置散热孔。


  4.2散热孔开孔


  散热孔数量和位置确定后,专业技术人员详细技术交底给操作工人,操作工人首先根据技术交底测定开孔位置,然后现场使用开孔钻头根据测定位置进行开孔。所有开孔完成后,对所有散热孔开孔部位(包括电源进线孔)补刷防火涂料2遍。最后在所有散热孔外侧固定一层防虫网,防止飞虫飞入灯箱内部。


  5结语


  通过本文分析,可以得出以下结论:


  (1)密闭灯箱内由于长期热源存在,如不采取有效的散热措施,长期运行会导致热量积聚,严重时可能导致安全隐患;


  (2)密闭灯箱散热孔是通过空气热对流交换和在箱体内形成微循环,加速了密闭箱体内部和外部的热量交换,从而达到散热的效果;


  (3)密闭灯箱通过在上侧和侧面等部位开设设定数量和规格的散热孔,能有效的提高密闭灯箱的散热性能和使用安全性能。

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