电气照明 照明计算解析
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第七章 照明计算
第一节 平均照度计算---利用系数法
一、基本计算公式
U f
7-1
s
U---利用系数；Φf ---工作面光通； Φs---光源总光通
Eav
s NUK A
7-2
N Eav A sUK
K---维护系数；N---灯数； Φs---每个灯光通；A---工作面面积 二、利用系数有关概念
1.空间系数
（1）室空间系数： RCR 5hrc (l w) 7---3 lw
（2）顶棚空间系数：
CCR 5hcc(l w) lw
（3）地板空间系数：
FCR 5hfc (l w) lw
7---5
l---室长；w—室宽； hrc---室空间高度；
hcc---顶棚空间高度； hfc----地板空间高度
d
dAn l2
其中dω为面元dAn对光源S所张的立体 角。按立体角的定义可知：
En
d dAn
I l2
Eh
I l2
cos
hθ L
h l cos
Eh
I h2
cos3
由于配光曲线是按 光通量为1000lm 给出的，考虑维护 系数K，水平照度 公式为：
Eh
KI 1000l 2
cos
Eh
KI 1000l 2
P----总功率；P0---单位面积功率 A----总面积；E----房间照度
第三节 点光源直射照 度的计算
光源尺寸与被照物距离 相比可以忽略不计时，光 源可以看作点光源。某点 的照度应为直射照度和反 射照度之和。如有多盏灯 时，某点的照度应为各光 源产生的照度之和。
一、点光源水平照度计算
d I d
三、实用计算图表
1、空间等照度曲线
只要知道高度h和水平距离d即可查出照度。 Eh
eK 1000
K为维护系数。
2、平面相对等照度曲线
只要知道高度d/h和水平距离d即可查出照 度。
K
Eh 1000 h2
四、逐点计算法举例
有一接待室长6.6m， 宽4.4m，净高3m， 采用JXDS-2平圆吸 顶灯6只，房间顶棚 反射比为0.7。墙面 的平均反射比为0.5， 求房间内A点上的照 度。
L
Lw
ce
L——墙的某表面亮度； LW 墙 的平均亮度；ρ——墙的某表面 的反射比；ρce—墙的加权平均 反射比
第八节 室外场地泛光照明的 计算——有效光通量法
光强大于最大光强值的 10%的光通称为有效光通φs。
Ll2
r secn
cosn
cosda
I 0 Lr
1
cosn
0
cosda
1
令 Fx cosn cosda
0
En
I 0 Lr
Fx
I 0 r
Fx
Eh
En
cBiblioteka Baidus
I 0 Lr
h r
Fx
I 0 h Lr2
Fx
I 0 h
cos2 Fx
Eh
I 0K Lr
1000
c
osFx
I 0K 1000Lh
cos2 Fx
K----实际采用的维护系数
K‘----概算曲线上的假设维护系数
E-----设计所要求的平均照度，lx
单位容量法
见教材附录7-6，方法是根据表格查出每平米面积所需的功率， 然后乘以总面积获得总功率。再用总功率除以一个灯的功率即为 灯的个数。灯的个数不为整数可以取整数。
单位容量法公式：
p p0 AE 7-9
dx cosn
I0dx cosn
dEn
dI l2
cos
I 0dx cosn
Ll2
cos
En
1 0
I 0dx cosn
Ll2
cos
x r tan dx r sec2 d
r / l cos l r / cos cos cos h / r
r h2 d 2
En
1 0
I 0dx cos2
2.有效空间反射比
e
As
A0 As
A0
7---6
A0---顶棚（或地板）平面面积（m2）；A s—顶棚或地 板空间内所有表面的总面积（m2） ； ρ---顶棚或地板空 间各表面的平均反射比
平均反射比由7-7计算 3.确定利用系数的步骤
i Ai Ai
7---7
1）确定房间的各特征量。2）确定顶棚空间的有效反射比 。 3）确定墙面平均反射比 。 4）确定地板空间有效反射比。
三、被照点在不同情况下的计算
EP1 EAD EAB
四、线光源等照度曲线
根据线光源等照度曲线 查出e后再计算Eh
Eh
K e
1000 h
五、计算举例
例3. 由四盏YQ701 三管荧光灯具 （3×36W）组成一 条光带，如图所示。 求P点的照度。
第七节 平均亮度的计算 墙壁的初始亮度Lw可 以用下式求出：
对于倾斜面的照度，可以 设Ey为零，只有水平照度 Eh和垂直照度EX倾斜面与 水平面的夹角为δ即θ=δ， α=900-δ，则有
Ei Ex cos Eh cos Ex sin Eh cos
Eh
(cos
P h
sin
)
若δ角增大可能照到倾斜 面反面，则公式变为
Ei
Eh (cos
P h
sin )
第四节 线光源直射照度计算（方位系数法）
一、线光源的光强分布 线光源光强一般分为两个面表示，见 图示。
I I0 f ( ) 7-33
I I 0 f ( ) 7-34
一般情况下Iθα具有如下形式：
I I 0 cosn
几种Iθα光强 曲线分类图 二、基本计算方法
二、基本计算方法
dI
I 0 L
cos3
二、任意倾斜面照度计算 在实际工作中，工作面不一定都是水平的，往往是任意倾斜面， 故需要计算任意倾斜面（包括垂直面）上的照度。
若En为P点的法向照度， 其在三个坐标轴上的投影 为：
Ey En cos Ex En cos Ez En cos
反之，还可以将En表达为：
En Ex cos Ey cos Ez cos
顶棚的初始亮度Lc可 以用下式求出：
Lw
Ns (U )c Aw
Lc
Ns (U )c Ac
式中 φs-----光源光通量 N-----灯数 （ρU）w （ρU）c为墙面或
顶棚表面的反射比，U为相应该表面的利用系数，二者乘积为亮度利用系数。 AW，AC为墙和顶棚面积。
各表面的近似亮度L 可以用下式求出：
5）确定利用系数。（查表，内插法。）
四、概算曲线与单位容量法
为简化计算，把利用系数法计算的结果制成曲线，假设被 照面的平均照度为100lx时，求出房间面积与所用灯具数量的 关系曲线称为概算曲线。
n EK N 100K
n----实际灯数，个 7-8 N----由概算曲线上查得的灯具个数，个
第一节 平均照度计算---利用系数法
一、基本计算公式
U f
7-1
s
U---利用系数；Φf ---工作面光通； Φs---光源总光通
Eav
s NUK A
7-2
N Eav A sUK
K---维护系数；N---灯数； Φs---每个灯光通；A---工作面面积 二、利用系数有关概念
1.空间系数
（1）室空间系数： RCR 5hrc (l w) 7---3 lw
（2）顶棚空间系数：
CCR 5hcc(l w) lw
（3）地板空间系数：
FCR 5hfc (l w) lw
7---5
l---室长；w—室宽； hrc---室空间高度；
hcc---顶棚空间高度； hfc----地板空间高度
d
dAn l2
其中dω为面元dAn对光源S所张的立体 角。按立体角的定义可知：
En
d dAn
I l2
Eh
I l2
cos
hθ L
h l cos
Eh
I h2
cos3
由于配光曲线是按 光通量为1000lm 给出的，考虑维护 系数K，水平照度 公式为：
Eh
KI 1000l 2
cos
Eh
KI 1000l 2
P----总功率；P0---单位面积功率 A----总面积；E----房间照度
第三节 点光源直射照 度的计算
光源尺寸与被照物距离 相比可以忽略不计时，光 源可以看作点光源。某点 的照度应为直射照度和反 射照度之和。如有多盏灯 时，某点的照度应为各光 源产生的照度之和。
一、点光源水平照度计算
d I d
三、实用计算图表
1、空间等照度曲线
只要知道高度h和水平距离d即可查出照度。 Eh
eK 1000
K为维护系数。
2、平面相对等照度曲线
只要知道高度d/h和水平距离d即可查出照 度。
K
Eh 1000 h2
四、逐点计算法举例
有一接待室长6.6m， 宽4.4m，净高3m， 采用JXDS-2平圆吸 顶灯6只，房间顶棚 反射比为0.7。墙面 的平均反射比为0.5， 求房间内A点上的照 度。
L
Lw
ce
L——墙的某表面亮度； LW 墙 的平均亮度；ρ——墙的某表面 的反射比；ρce—墙的加权平均 反射比
第八节 室外场地泛光照明的 计算——有效光通量法
光强大于最大光强值的 10%的光通称为有效光通φs。
Ll2
r secn
cosn
cosda
I 0 Lr
1
cosn
0
cosda
1
令 Fx cosn cosda
0
En
I 0 Lr
Fx
I 0 r
Fx
Eh
En
cBiblioteka Baidus
I 0 Lr
h r
Fx
I 0 h Lr2
Fx
I 0 h
cos2 Fx
Eh
I 0K Lr
1000
c
osFx
I 0K 1000Lh
cos2 Fx
K----实际采用的维护系数
K‘----概算曲线上的假设维护系数
E-----设计所要求的平均照度，lx
单位容量法
见教材附录7-6，方法是根据表格查出每平米面积所需的功率， 然后乘以总面积获得总功率。再用总功率除以一个灯的功率即为 灯的个数。灯的个数不为整数可以取整数。
单位容量法公式：
p p0 AE 7-9
dx cosn
I0dx cosn
dEn
dI l2
cos
I 0dx cosn
Ll2
cos
En
1 0
I 0dx cosn
Ll2
cos
x r tan dx r sec2 d
r / l cos l r / cos cos cos h / r
r h2 d 2
En
1 0
I 0dx cos2
2.有效空间反射比
e
As
A0 As
A0
7---6
A0---顶棚（或地板）平面面积（m2）；A s—顶棚或地 板空间内所有表面的总面积（m2） ； ρ---顶棚或地板空 间各表面的平均反射比
平均反射比由7-7计算 3.确定利用系数的步骤
i Ai Ai
7---7
1）确定房间的各特征量。2）确定顶棚空间的有效反射比 。 3）确定墙面平均反射比 。 4）确定地板空间有效反射比。
三、被照点在不同情况下的计算
EP1 EAD EAB
四、线光源等照度曲线
根据线光源等照度曲线 查出e后再计算Eh
Eh
K e
1000 h
五、计算举例
例3. 由四盏YQ701 三管荧光灯具 （3×36W）组成一 条光带，如图所示。 求P点的照度。
第七节 平均亮度的计算 墙壁的初始亮度Lw可 以用下式求出：
对于倾斜面的照度，可以 设Ey为零，只有水平照度 Eh和垂直照度EX倾斜面与 水平面的夹角为δ即θ=δ， α=900-δ，则有
Ei Ex cos Eh cos Ex sin Eh cos
Eh
(cos
P h
sin
)
若δ角增大可能照到倾斜 面反面，则公式变为
Ei
Eh (cos
P h
sin )
第四节 线光源直射照度计算（方位系数法）
一、线光源的光强分布 线光源光强一般分为两个面表示，见 图示。
I I0 f ( ) 7-33
I I 0 f ( ) 7-34
一般情况下Iθα具有如下形式：
I I 0 cosn
几种Iθα光强 曲线分类图 二、基本计算方法
二、基本计算方法
dI
I 0 L
cos3
二、任意倾斜面照度计算 在实际工作中，工作面不一定都是水平的，往往是任意倾斜面， 故需要计算任意倾斜面（包括垂直面）上的照度。
若En为P点的法向照度， 其在三个坐标轴上的投影 为：
Ey En cos Ex En cos Ez En cos
反之，还可以将En表达为：
En Ex cos Ey cos Ez cos
顶棚的初始亮度Lc可 以用下式求出：
Lw
Ns (U )c Aw
Lc
Ns (U )c Ac
式中 φs-----光源光通量 N-----灯数 （ρU）w （ρU）c为墙面或
顶棚表面的反射比，U为相应该表面的利用系数，二者乘积为亮度利用系数。 AW，AC为墙和顶棚面积。
各表面的近似亮度L 可以用下式求出：
5）确定利用系数。（查表，内插法。）
四、概算曲线与单位容量法
为简化计算，把利用系数法计算的结果制成曲线，假设被 照面的平均照度为100lx时，求出房间面积与所用灯具数量的 关系曲线称为概算曲线。
n EK N 100K
n----实际灯数，个 7-8 N----由概算曲线上查得的灯具个数，个