建筑工程密閉燈箱散熱孔施工技術

論文作者:匿名 論文來源:http://www.jiuzhousihai.com/ 發布時間:2020/11/07

  摘要:通過對建筑工程密閉燈箱散熱孔散熱原理分析及試驗驗證,結合工程典型密閉燈箱構造,詳細闡述了建筑工程密閉燈箱散熱孔的開孔施工技術和應注意的問題。


  關鍵詞:密閉燈箱;熱對流;散熱孔;開孔中圖分類號:TU文獻標識碼:A文章編號:(2020)-03-355


  引言


  隨著人們對建筑裝飾效果的要求不斷提高,裝飾空間內用來展現各種裝飾效果的密閉燈箱(如軟膜天花照明、燈帶照明等)應用越來越廣。密閉燈箱由于空間密閉且內部有熱源不斷積蓄熱量,在燈箱內部和周邊會形成一定的溫升區域,施工不當會給工程留下安全隱患。


  本文針對目前典型的全封閉、半封閉LED燈帶、一體化LED支架燈、T5和T8熒光燈等密閉燈箱的散熱特性和施工工藝等進行了研究,并通過多項工程實踐應用,形成密閉燈箱散熱孔施工技術,現將該施工技術總結成文以期能對類似工程應用提供借鑒。


  1工程典型密閉燈箱構造


  建筑工程中典型的密閉燈箱分為燈箱式和燈帶式兩種,前者多應用于較大型的面式發光燈箱,后者多應用于線型造型燈帶式燈箱。密閉燈箱的構造框架參見圖1.1和圖1.2,燈箱框架所采用的板材類型和厚度由設計確定。


  燈箱框架制作完畢后,對于較大型的燈箱框架豎向利用獨立通絲吊桿吊裝固定,承受燈箱荷載,橫向和吊頂板連接固定,完成整個燈箱的安裝固定;對于較小型的燈箱框架(如燈帶式)則可直接利用次龍骨和主龍骨固定連接,再利用次龍骨安裝固定燈箱框架板材。最后根據燈箱的外部電源進線位置,在相應的側板位置開好電源進線孔。


  2密閉燈箱散熱孔散熱原理


  依據熱量對流交換原理在密閉燈箱的表面設置散熱孔(如圖2.1)。密閉燈箱內由于空氣受熱膨脹,產生熱浮力,通過設置散熱孔在箱體內形成微速度差,使空氣在空間內形成微循環,從而使得箱體內熱空氣與箱體外的冷空氣進行對流換熱,從而改善并均衡密閉燈箱內部及周邊的空間溫度分布。


  3密閉燈箱散熱孔散熱效果驗證


  為驗證密閉燈箱設置散熱孔的散熱效果,通過建立對應的裝飾密閉燈箱熱源模型,對設置的散熱措施進行了實驗分析,通過現場對實際的裝飾密閉燈箱空間進行了實測驗證。


  燈箱和熒光燈的物理模型依據燈箱實際尺寸和T5燈的實際尺寸建立,材料屬性的設定依據下表,初始溫度為20℃。


  當前照明用LED的光電轉換效率約為30%,亦即70%左右的LED輸入功率轉換成熱量。熒光燈是一種低汞蒸氣壓放電燈,通過低壓汞蒸氣放電,在氣體放電中消耗的電能轉變為人眼看不見的紫外輻射和少量可見光,其中約占65%的電能轉化為波長185nm、254nm和365nm等紫外線,3%的電能直接轉化為波長405nm、436nm、546nm和577nm等可見光,其余部分大多數以熱量的形式消耗。即約32%的輸入功率轉化成熱量。熒光燈的功率為21W,模型中燈的熱載荷為21*0.32=6.72W。


  通過試驗模擬分析表明,在采取上表面或側面開孔的方式,箱體內由于空氣受熱膨脹,產生熱浮力,在箱體內形成微速度差,使空氣空間上產生流動,利于熱空氣與箱體外的冷空氣進行對流換熱,通過開設散熱孔,有效改善了裝飾燈具密閉空間的散熱情況。


  4密閉燈箱散熱孔施工技術


  4.1散熱孔開孔數量計算和開孔位置設置


  散熱孔開孔前,專業技術人員依據密閉燈箱的表面積參數和燈具類型,設計計算散熱孔的開孔數量和位置設置。


  4.1.1燈箱式密閉燈箱(光源采用較大功率熒光燈)


  專業人員根據燈箱設計尺寸計算出密閉燈箱的上表面積S上和側表面積S側


  其中上表面開設散熱孔總面積S上散≥S上×1.5%公式(1-1)


  其中側表面開設散熱孔總面積S側散≥S側×1.5%公式(1-2)


  設定單個散熱孔開孔直徑為25mm,計算出單個散熱孔開孔面積S單孔


  根據公式(1-1)和公式(1-2)可計算出


  上表面散熱孔開孔數量N上=<S上散/S單孔>公式(1-3)


  側表面散熱孔開孔數量N側=<S側散/S單孔>公式(1-4)


  (符號<>代表對計算結果向上取整)


  專業技術人員根據計算出的開孔數量結合燈箱設置散熱孔開孔位置,按照N上的數量對燈箱上表面均布開孔,開孔前需注意開孔位置避開光源安裝位置;按照N側的數量在燈箱側面距離頂面2/3高度均布開設散熱孔。


  4.1.2燈帶式密閉燈箱(光源采用LED燈帶)


  專業人員根據燈具設計尺寸計算出密閉燈箱的兩側表面積S側


  兩側表面開設散熱孔總面積S側散≥S側×1.5%公式(2-1)


  設定單個散熱孔開孔直徑為25mm,計算出單個散熱孔開孔面積S單孔


  根據公式(2-1)可計算出


  兩側表面散熱孔開孔數量N側=<S側散/S單孔>公式(2-2)


  符號<>代表對計算結果向上取整


  專業技術人員根據計算出的開孔數量結合燈帶設置散熱孔開孔位置,按照N側的數量對燈帶側表面均布開孔,在燈帶兩側面距離上端1/3高度的位置沿帶狀路徑設置散熱孔。


  4.2散熱孔開孔


  散熱孔數量和位置確定后,專業技術人員詳細技術交底給操作工人,操作工人首先根據技術交底測定開孔位置,然后現場使用開孔鉆頭根據測定位置進行開孔。所有開孔完成后,對所有散熱孔開孔部位(包括電源進線孔)補刷防火涂料2遍。最后在所有散熱孔外側固定一層防蟲網,防止飛蟲飛入燈箱內部。


  5結語


  通過本文分析,可以得出以下結論:


  (1)密閉燈箱內由于長期熱源存在,如不采取有效的散熱措施,長期運行會導致熱量積聚,嚴重時可能導致安全隱患;


  (2)密閉燈箱散熱孔是通過空氣熱對流交換和在箱體內形成微循環,加速了密閉箱體內部和外部的熱量交換,從而達到散熱的效果;


  (3)密閉燈箱通過在上側和側面等部位開設設定數量和規格的散熱孔,能有效的提高密閉燈箱的散熱性能和使用安全性能。

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