第五章照明计算 5 1平均照度计算5 2点光源直射照度计算5 3线光源直射照度计算5 4面光源直射照度计算5 5平均亮度计算5 6不舒适眩光计算 5 1平均照度计算 利用系数法一 基本计算公式1 利用系数式中 利用系数 由灯具发出的最后落到工作面上的光通量 单位 lm 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 N 灯具数A 工作面积 S 每个灯具中光源额定总光通量 lm K 维护系数U 利用系数 工作面平均照度 lx 3 维护系数K 二 利用系数计算 见图5 1 1 室形指数 1 矩形房间 2 正方形房间 3 圆形房间 房间的长度 m 房间的宽度 m 房间的宽度 m 圆形房间的半径 m 灯具开口平面距工作面的高度 m 二 利用系数计算 见图5 1 2 室空间比 1 室空间比的计算1 室空间系数2 顶棚空间系数3 地板空间系数 室空间高 m 地板空间高 m 顶棚空间高 m 2 有效空间反射比 顶棚 或地板 平面面积 单位为 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 分别表示为第个表面的面积和反射比 3 室内平均照度的确定 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 确定利用系数 在求出室空间比 顶棚有效反射比 墙面平均反射比以后 按所选用的灯具从计算图表 表5 2 中 即可查得其利用系数 5 确定地板空间有效反射比 6 确定利用系数的修正值 三 概率曲线与单位容量法1 概算曲线 应用概算曲线应已知以下条件 1 灯具类型及光源的种类和容量 不同的灯具有不同的概算曲线 2 计算高度 即灯具开口平面离工作面的高度 3 房间的面积 4 房间的顶棚 墙壁 地面的反射比 实际采用的灯具数量可按下列公式进行换算 实际采用的灯具数量 根据概算曲线查得的灯具数量 实际采用的维护系数 概算曲线上假设的维护系数 设计所要求的平均照度 单位为lx 三 概率曲线与单位容量法 1 换算公式实际采用的灯具数量可按下列公式进行换算 实际采用的灯具数量 根据概算曲线查得的灯具数量 实际采用的维护系数 概算曲线上假设的维护系数 设计所要求的平均照度 单位为lx 三 概率曲线与单位容量法 2 确定平均照度的步骤1 确定灯具的计算高度h 2 室内面积A 3 根据室内面积A 灯具计算高度h 在灯具概算曲线上查出灯具的数量 4 根据 计算所需灯具数量n 或所要求的平均照度E 2 单位容量法1 光源比功率法2 估算光源的安装功率 一 逐点计算法 平方反比法 1 水平面照度计算如图5 4该面积上的光通量为 其中 为光源投向面积元的立体角 按立体角的定义 图5 4点光源在水平面上的照度 5 2点光源直射照度计算 光源在指向平面上P点所产生的法线方向照度为光源在水平面上P点所产生的照度为或式中 水平面照度 单位为lx 光源 灯具 照射方向的光强 单位为cd 实际所采用灯具的光源光通量 单位为lm 平方反比定律 点光源在照射距离大于光源最大尺寸的十倍及以上 定理成立 100lux 11lux 25lux 1m 2m 3m 即点光源在水平面上产生的照度符合平方反比定律 3 任意倾斜面照度计算若为P点的法线照度 在x y z三个坐标轴上的分量分别为式中 分别为P点法线照度矢量与x y z轴之间的夹角 2 垂直面照度光源在垂直面V上P点所产生垂直照度为 任意倾斜面上照度完整的计算表达式为式中 A点的水平照度 lx 倾斜面 背光 与水平面的夹角 灯具在水平面上的投影点至情斜面与水平面的交线的垂直最短距离 灯具至水平面的距离当 角进入arccos P h 范围内时 上式右边第二项取负号 二 等照度曲线计算法 空间等照度曲线在采用旋转对称配光的灯具的场所 可利用 空间等照度曲线 图进行水平面照度值的计算 但所查得的照度值是 假设水平照度 计算点处的实际水平照度为式中 水平面照度 lx 每个灯具中的总光通量 lm 维护系数 各灯具对计算点所产生的假设水平照度的总和 lx 2 平面相对等照度曲线对非对称配光的灯具可利用 平面相对等照度曲线 进行计算 平面相对等照度曲线 是假设计算高度为 而绘制的 式中 水平面照度 lx 每个灯具中的总光通量 lm 维护系数 各灯具所产生的相对照度的总合 lx 计算高度 三 举例 5 3线光源直射照度计算 一 直射照度计算 方位系数法 1 方位系数线光源的直射照度计算计算通常采用方位系数法 以角度坐标为基础编制 2 线光源的光强分布 1 各种线光源的横向光强分布曲线可用下面公式表示 式中 方向上的光强 cd 在线光源发光面法线方向上的光强 cd 2 各种线光源的纵向光强分布曲线表示为 实际应用的各种线光源的纵向光强分布曲线 可利用下列五类理论光强分布曲线来表示 A类 B类 C类 D类 E类 如图5 14 计算点P的光强以及法线照度为 整个线状光源在点P处产生的法线照度和水平照度为 二 连续线光源的照度计算 实际计算公式 计算点不在线光源端部的照度计算 如图5 14所示计算点位于P1或P2点 则照度可利用如下计算 三 断续线光源的照度计算 四 实例 5 4面光源直射照度计算 二 等亮度面光源的照度计算1 多边形光源 由产生的P点的水平照度为对于多边形光源 可近似表达为 多边形的边数 面光源亮度值 第条边对点处所张的夹角 rad 第条边和点组成的三角形与受照面所形成的夹角 rad 一 形状因数法又称为立体角投影率法 2 矩形光源 1 被照点在光源顶点向下作的垂线上P点的水平照度P点垂直照度 2 被照点在光源顶点向下作的垂线以外的地方 则P点水平照度 5 5平均亮度计算 一 顶棚空间平均亮度 二 墙面的平均亮度 5 6不舒适眩光计算 一 统一眩光评价系统式中 眩光源亮度 背景亮度 眩光源的立体角 位置系数 小结照明计算方法 照明计算小结 照度计算方法1 利用系数法 平均照度计算2 平方反比法 点光源逐点照度计算3 方位系数法 线光源照度计算法不舒适眩光计算 UGR