第 3 章 照度计算篇

• 光强分布；配光 distribution of luminous intensity 用曲线或表格表示光源或灯具在空间各方向上的发光强 • 对称光强分布 symmetrical luminous intensity distribution • 旋转对称光强分布 rotationally symmetrical luminous intensity distribution 平面上极坐标的光强分布曲线绕轴旋转所得的光强分布。
• 仰角 tilt ，inclination 灯具出光口平面自水平面向上倾斜的角度。 • 悬挑长度 overhang 灯具的光中心至邻近一侧路缘石的水平距离。 • 灯臂长度 bracket projection 从灯杆的垂直中心线至灯臂插入灯具那一点之间的水平 距离。 • 路面的有效宽度 effective road width of road surface 用于道路照明设计的路面理论宽度。它与道路的实际宽 度，灯具的悬挑长度和灯具的布置方式等有关。该量的符号 为Weff。
•
照明功率密度 lighting power density（LPD） 单位面积上的照明安装功率（包括光源、镇流器或变 压器等），单位为瓦特每平方米（W/m2）。简称LPD。
• 路面平均亮度 average road surface luminance 按照国际照明委员会（CIE）有关规定，在路面上预 先设定的点上测得的或计算得到的各点亮度的平均值。 该量的符号为Lav。 • 路面亮度总均匀度 overall uniformity of road surface luminance 路面上最小亮度与平均亮度比值。 • 路面亮度纵向均匀度 longitudinal uniformity of road surface luminance 同一条车道中心线上最小亮度与最大亮度的比值。
• 照度均匀度 uniformity ratio of illuminance 通常指规定表面上的最小照度与平均照度之比。有时 也用最小照度与最大照度之比。 • 平均柱面照度 average cylinderical illuminance 光源在给定的空间一点上一个假想的很小圆柱面上产生 的平均照度。圆柱体轴线通常是竖直的。该量的符号为 Ec。 • 平均半柱面照度 average semi-cylindrical illuminance 光源在给定的空间一点上一个假想的很小半个圆柱面上 产生的平均照度。圆柱体轴线通常是竖直的。该量的符 号为Esc。
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总光通量 total luminous flux 光源在4π球面立体角内的光通量总和。 下射光通量 downward luminous flux 光源或灯具在水平面以下的2π立体角内的总光通量。 上射光通量 upward luminous flux 光源或灯具在水平面以上的2π立体角内的总光通量 直接光通量 direct luminous flux
间接光通量 indirect luminous flux 表面上由其他表面反射之后所得到的光通量。
• 参考平面 reference surface • 工作面 working plane • 灯具计算高度 calculating height of luminaire • 利用系数 utilization factor 投射到参考平面上的光通量与照明装置中的光源的光通 • • • • 室空间比 room cavity ratio 表征房间几何形状的数值 室形指数 room index 表征房间几何形状的数值，
N: 灯具数
A:
工作面积
Ф: 每个灯具中光源额定总光通量(lm) K: 维护系数 U: 利用系数
维护系数K
利用系数表
表明了灯具的效率
室空指数
表面反射系数 在设计师用光通量方法计算 灯具数量时非常重要
3、利用系数的概念
cw
顶棚空间
c
hcc
灯具开口平面
w
室空间 工作平面
hrc
fw
• （道路照明）亮度系数 luminance coefficient of road lighting 路面上某一点的亮度（L）和该点的水平照度（E）之 比。该量的符号为q，即 q=L/E。用它来表示路面的反 光性能。 亮度系数除了和路面材料有关外，还取决于 观察者和光源相对于路面所考察的那一点的位置，即 q=q(β,γ),其中β为光的入射平面和观察平面之间的角度,γ 为入射光线的垂直角度。
i
A A
i i
i
（3）确定利用系数的步骤 1）确定房间的各特征量： 室空间比、顶棚空间比、地板空间比； 2）确定顶棚空间有效反射比； 3）确定墙面平均反射比； 房间在求利用系数时，墙面反射比应该采用其加权平均 值； 4）确定地板空间有效反射比； 5）确定利用系数。在求出室空间比 RCR 、顶棚有效反 射比 cc ，墙面平均反射比 w 以后，按所选用的灯具 从计算图表可查得其利用系数 U 。
• 平均亮度 average luminance • 最小照度 minimum illuminance • 最大照度 maximum illuminance 规定表面上的照度最大值。
• 水平照度 horizontal illuminance 水平面上的照度。 • 垂直照度 vertical illuminance 垂直面上的照度。 • 维持平均照度 maintained average illuminance 照明装置必须进行维护时，在规定表面上的平均照度值。 • 初始平均照度 initial average illuminance 照明装置新装时在规定表面上的平均照度。初始平均 照度由规定的维持平均照度值除以维护系数值求出。
眩光计算
一、平均照度计算 —— 利用系数法
1、利用系数
U
f s
式中 U — 利用系数； f — 由灯具发出的最后落到工作面上的光ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ量； 单位：lm；
s — 每个灯具中光源额定总光通量，单位：lm。
2、室内平均照度计算(利用系数法)
Eav
NUK A
Eav : 工作面平均照度(lx)
ρ w =0.5
ρ fc =0.2
• 4．查灯具维护系数 查得K=0.8。 • 5．查利用系数表 查得数值后，RCR=4，U=0.41 RCR=5，U=0.37 经内插 RCR=4.58， U=0.39 6．计算平均照度
第3 章
第2 节 学习单元2
技术设计
照明设计与计算 照明计算
学习目标
1、了解照明计算方法 2、了解照明设计软件类型 3、掌握用照明软件计算一般室内场所照度
相关知识
1、照明计算基本方法 2、照明设计软件 3、照明工程设计软件
第一部分
照明术语和概念
•
平均照度 average illuminance
• 阈值增量 threshold increment 失能眩光的度量。表示为存在眩光源时，为了达到同 样看清物体的目的，在物体及背景之间的对比所需增 加的百分比。该量的符号为TI。 • （道路照明）环境比 surround ratio of road lighting 车行道外边5m宽的带状区域内的平均水平照度与相邻 的5m宽的车行道上平均水平照度之比。该量的符号为 SR。
hcc—顶棚空间高，m
h fc —地板空间高，m；
（2）有效空间反射比
A0 e (1 ) As A0
(1 )
As A0
A0 —顶棚(或地板)平面面积，单位为 m 2 ；

—顶棚(或地板)空间各表面的平均反射比；
假如空间由若干表面组成，以 Ai 、 i 分别表示为第 个表面的面积和反射比。
举例：某房间长6m，宽4m，高3.0m。室内表面反射比分别为：顶棚 0.7，墙面0.5，地面0.2。采用MENLO C 155型灯具照明，光源为环 形T5-1x55W，灯具利用系数见表1。顶棚上均匀布置2个灯具，灯具 吸顶安装，求距地面0.8m高的工作面上的平均照度。 解：1. 填写原始数据 灯具类型MENLO C 155、光源光通量φ =4000lm、安装灯数N=2、室长 l=6m、室宽b=4m、顶棚空间高hc=0m、顶棚反射比ρ c =0.7、室空间高 hτ =2.2m、墙面反射比ρ w =0.5、地板空间高hf =0.8m、地板反射比 ρ f =0.2。 2．计算空间比
• （光源的或灯具的）光中心 light center (of a light source or luminaire) 测定和计算时作为原点用的光点。 • 灯具间距 spacing of luminaire 相邻灯具的中心线间的距离。 • 灯具安装高度 mounting height of luminaire 灯具底部至地面的距离。 • 灯具距高比 spacing height ratio of luminaire
5hr (l b) 5 2.2 (6＋4) RCR 4.58 l b 6 4 5h f (l b) 5 0.8 (6 4) FCR 1.67 l b 6 4 CCR 0
• 3．求有效反射比 要求精度不高时，ρ cc = ρ c =0.7
• 灯具最大允许距高比 maximum permissable spacing height ratio of luminaire 保证所需的照度均匀度时的灯具间距与灯具计算高 度比的最大允许值。
• 利用系数法 method of utilization factor；流明法 lumen method 使用利用系数计算平均照度的计算方法。 • 逐点法 point method 使用灯具的光度数据，逐一算出各点直射光照度的计算方 • 等光强曲线 iso-luminous intensity curve 在以光源的光中心为球心的假想球面上，将发光强度相等 的那些方向所对应的点连接成的曲线，或是该曲线的平面 • 等照度曲线 iso-illuminance curve • 等亮度曲线 iso-luminance curve
• （道路照明）简化亮度系数 reduced luminance coefficient of road lighting 为便于计算路面亮度而导出的一个系数。该量的符 号为r，定义为某一类路面的简化亮度系数值通常以表 格形式给出，并将该表称为r表。
第二部分
照明照度计算
照明计算
照度计算
亮度计算
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路面平均照度 average road surface illuminance 按照国际照明委员会（CIE）有关规定，在路面预先设 定的点上测得的或计算得到的各点照度的平均值。 • 路面照度均匀度 uniformity of road surface illuminance 路面上最小照度与平均照度的比值。 • 路面维持平均亮度（照度） maintained average luminance (illuminence) of road surface 即路面平均亮度（照度）维持值，它是在计入光源计 划更换时光通量的衰减以及灯具因污染造成效率下降等因 素（即维护系数）后设计计算时所采用的平均亮度（照度） 值。
f
地板空间
hfc w
l 图 5-1 房间的空间特征
（1）空间系数
1）室空间系数
2）顶棚空间系数
3）地板空间系数
l —室长，m； hrc —室空间高，m；
l w h fc FCR 5h fc RCR lw hrc w —室宽，m；
lw lw l w hcc CCR 5hcc RCR lw hrc RCR 5hrc
• 维护系数 maintenance factor 照明装置在使用一定周期后，在规定表面上的平均照度 或平均亮度与该装置在相同条件下新装时在规定表面上 • 点光源 point light source 发光体的最大尺寸与它至被照面的距离相比较非常小的光 源。 • 线光源 line light sourec 一个连续的带状发光体的总长度数倍于其到照度计算点 之间距离的光源。 • 面光源 area (surface) light source 发光体宽度与长度均大于发光面至受照面之间距离的光源。