建筑電氣照明之照明計算(超好)

第五章照明(zhàomíng)計算5.1平均照度計算5.2點光源直射照度計算5.3線光源直射照度計算5.4面光源直射照度計算5.5平均亮度計算5.6不舒適(shūshì)眩光計算精品資料照度是評價照明的最重要的指標。照度計算目的：根據(jù)照明需要及其他已知條件(照明器型式及布置、房間各個面的反射條件及污染情況等)，決定照明器數(shù)量及電光源容量，確定照明器布置方案(fāngàn)。在照明器型式、布置及光源的容量已確定情況下，通過照明計算來定量評價實際場合的照明質(zhì)量。精品資料最基本的照度計算主要有點照度計算和平均照度計算。平均照度是以整個被照面為對象，按被照面所得到的光通量除以被照面面積來計算被照面上的照度平均值。平均照度計算方法，即利用系數(shù)法；以及簡便計算方法，即燈數(shù)概算法和單位容量法平均照度計算方法用于計算平均照度以及所需燈的數(shù)量，它適用于燈具(dēngjù)布置較均勻、墻和頂棚反射比較高、且無大型設備遮擋的室內(nèi)一般照明。精品資料逐點計算法，是以被照面上的一點為對象，計算不同形狀、不同位置的光源在該點產(chǎn)生的直射照度（不考慮反射光通量產(chǎn)生的照度），這種計算方法稱作逐點計算法。內(nèi)容包括點光源、線光源和面光源的直射照度的基本計算公式、實用計算公式及簡化計算公式。適用于房間高大、反射光較少的場所，一般用于驗算(yànsuàn)工作點的照度和被照面照度分布的均勻度。精品資料平均照度計算法是按照光通量進行照度計算的。它是根據(jù)房間的幾何形狀、照明器數(shù)量和類型來確定工作面平均照度的計算法。一、基本計算公式燈具發(fā)出的光通量中最后落到工作面上的部分，該值與工作面的面積(miànjī)之比，稱為工作面上的平均照度。直射部分：從燈具發(fā)出的光通量中直接落到工作面上的部分。間接部分：從燈具發(fā)出的光通量經(jīng)室內(nèi)表面反射后最后落到工作面上的部分。5.1平均照度(zhàodù)計算精品資料1、利用系數(shù)（Utlizationfactor）表示照明光源(guāngyuán)光通量被利用的程度，等于經(jīng)照明器的照射和墻、頂棚等的反射而投射到工作面上的光通量，與房間內(nèi)所有光源(guāngyuán)發(fā)射出的總光通量之比。對于每個燈具來說，最后落到工作面上的光通量與光源(guāngyuán)發(fā)出的額定光通量之比稱為光源(guāngyuán)光通量利用系數(shù)(簡稱利用系數(shù))。精品資料一、基本計算公式1、利用系數(shù)式中—利用系數(shù)；—由燈具發(fā)出的最后落到工作面上的光通量；單位：lm；—每個燈具中光源額定總光通量，單位：lm。利用系數(shù)與照明器的光強分布（配光特性）、照明器的效率、照明器的懸掛高度、房間的大小及形狀和室內(nèi)(shìnèi)各反射面的反射比等因素有關。精品資料2、室內(nèi)平均(píngjūn)照度計算(利用系數(shù)法)N:燈具(dēngjù)數(shù)A:工作面積Ф:每個燈具(dēngjù)中光源額定總光通量(lm)K:維護系數(shù)U:利用系數(shù):工作面平均照度(lx)

若已知房間特性、照明要求的情況下，計算所需照明器數(shù)精品資料3、維護系數(shù)燈具在使用過程中，因光通量的衰減、燈具和房間(fángjiān)的污染引起照度下降?！督ㄖ彰髟O計標準》：照明裝置在使用一定周期后，在規(guī)定表面上的平均照度或平均亮度與該裝置在相同條件下新裝時在同一表面上所得到的平均照度或平均亮度之比。維護系數(shù)K精品資料二、利用系數(shù)法(一)室形指數(shù)(RoomIndex)用來表示照明(zhàomíng)房間的幾何特征，記作RI矩形(jǔxíng)房間：正方形房間：圓形房間：h－燈具開口平面距工作面的高度，單位為m精品資料(二)室空間比燈具開口平面：通過燈具光中心(zhōngxīn)的一個水平面；工作平面：人們坐著工作時的平面是離地0.75m的水平面；當人站著工作時，把離地0.85m的水平面看作工作面。圖5-1房間的空間(kōngjiān)特征精品資料頂棚空間(kōngjiān)：燈具開口平面到頂棚之間的空間(kōngjiān)；地面空間(kōngjiān)：工作面到地面之間的空間(kōngjiān)；室空間(kōngjiān)：燈具開口平面到工作面之間的空間(kōngjiān)。圖5-1房間(fángjiān)的空間特征精品資料1、室空間比的計算室空間比是用來表示(biǎoshì)室內(nèi)空間的比例關系室空間(kōngjiān)比(RoomCoefficientRatio)頂棚空間比(CeilingCoefficientRatio)地板空間比(FloorCoefficientRatio)hrc-室空間高度hcc-頂棚空間高度hfc-地板空間高度精品資料2、有效空間反射比頂棚空間：一部分光被吸收，一部分光經(jīng)多次反射從燈具開口平面射出。ρc、ρcw－ρcc地面空間：地面放置家具、機器，光線(guāngxiàn)也會被吸收、反射。ρf、ρfw－ρfc墻面：開窗、開門ρw－ρaw精品資料(1)平均反射比ρ以Ai、ρ分別表示為第i表面及其反射比，則ρ由下面(xiàmian)公式求出：As-頂棚(或地板)空間內(nèi)所有(suǒyǒu)表面的總面積，單位為m2精品資料(2)有效(equivalence)空間(kōngjiān)反射比ρeAs－頂棚(或地板)空間內(nèi)所有(suǒyǒu)表面的總面積，單位為m2A0－頂棚(或地板)平面面積，單位為m2ρ－頂棚(或地板)空間各表面的平均反射比精品資料(三)室內(nèi)平均照度的確定1、確定房間的各特征量計算RI、RCR、CCR、FCR2、確定頂棚(dǐngpéng)空間有效反射比ρccρc－頂棚表面(biǎomiàn)實際反射比、ρcw－頂棚空間內(nèi)墻面實際反射比精品資料3、確定墻面(qiánɡm(xù)iàn)平均反射比ρwa若用窗面積與室空間(kōngjiān)墻的總面積之比值表示Aw－室空間部分包括門窗在內(nèi)的總面積，單位為m2Ag－玻璃窗的面積，單位為m2ρg

－玻璃的反射比，近似取0.1ρw

－墻面的實際反射比(沒有開門窗)精品資料4、確定利用系數(shù)(lìyònɡxìshù)URCR、ρcc、ρw(a)－查表得出U如果不是表中的整數(shù)，用內(nèi)插法求出U表中接近RCR的兩個數(shù)組(RCR1,U1)、(RCR2,U2)精品資料5、確定地板空間有效(yǒuxiào)反射比ρfcρf－地面實際反射比、ρfw－地面空間(kōngjiān)內(nèi)墻面實際反射比精品資料6、確定利用系數(shù)的修正值γ表中利用系數(shù)的數(shù)值是按ρfc=20%計算的如果不是表中的整數(shù)，用內(nèi)插法求出γ表中接近RCR的兩個(liǎnɡɡè)數(shù)組(RCR1,γ1)、(RCR2,γ2)

7、確定室內(nèi)平均照度Eav精品資料【例5-1】某辦公室，長20m，寬10m，高2.75m，頂棚反射比0.7、墻面(qiánɡm(xù)iàn)反射比0.65、地面反射比0.275，窗總寬19m、高1.7m，采用嵌入頂棚式Y(jié)G701-3型3管熒光燈照明器照明，每支燈管額定光通量是2000lm，要求滿足國際標準的照度，求所需的燈數(shù)。精品資料【解】(1)確定室空間比、頂棚(dǐngpéng)空間比、地板空間比室空間的高度hrc=2.75-0.75=2m精品資料(2)確定(quèdìng)ρcc、ρwa、U頂棚空間有效反射比ρcc＝ρc=0.7窗戶面積Ag=wghg=19×1.7=32.3m2室空間的墻面積Aw=2hrc(l+w)=2×2×(20+10)=120m2兩者比值R=Ag/Aw=32.3/120=0.269墻面平均反射比ρwa=ρw(1-R)+ρgR=0.65×(1-0.269)+0.1×0.269=0.502取ρcc=0.7,ρwa=0.5，RCR=1.5查表得☆(RCR1,U1)=(1,0.48)、(RCR2,U2)=(2,0.43)利用系數(shù)U=0.455精品資料(3)確定(quèdìng)ρfc、γ因為(yīnwèi)ρfc≠0.2,取ρfc=0.3,ρcc=0.7,ρwa=0.5RCR=1.5查表得(RCR1,γ1)=(1,1.07)、(RCR2,γ2)=(2,1.057)

精品資料(4)需要(xūyào)照度CIE推薦的大進深普通辦公室平均照度值是500-750-1000lx，我國普通辦公室標準是100-150-200lx。根據(jù)題意，并考慮到我國國情取Eav=500lx。(5)照明器數(shù)維護系數(shù)取K=0.73取5行10列共50個照明器，實際平均照度精品資料(6)驗算距高比行距

列距最大允許(yǔnxǔ)距高比查得▓：

均大于實際距高比，能滿足照度均勻度的要求。精品資料三、概算曲線與單位容量法(一)概算曲線為簡化計算，把利用系數(shù)法計算的結(jié)果制成曲線，并假設受照面上的平均照度為100lx，求出房間(fángjiān)面積與所用燈具數(shù)量的關系曲線，該曲線稱為概算曲線。這種方法使設計人員計算工作量大為減少，但精度低于通常的利用系數(shù)法，常作為照明初步設計時近似計算用。精品資料①燈具類型及光源的種類和容量②計算高度hrc(燈具開口平面離工作面的高度)③房間面積④房間的頂棚、墻壁、地面(dìmiàn)的反射比1、應用概算曲線應已知以下(yǐxià)條件圖5-2YG1-1型1×40W熒光燈具的概算曲線精品資料2、換算公式概算曲線是在假設受照面上的平均照度為100lx，維護系數(shù)為K′的條件下繪制的。實際需要(xūyào)的平均照度為E、實際采用的維護系數(shù)為K，實際采用的燈具數(shù)量n

n－實際采用的燈具數(shù)量N－根據(jù)概算曲線查得的燈具數(shù)量K－實際采用的維護系數(shù)K′－概算曲線上假設的維護系數(shù)(取0.7)E－設計所要求的平均照度，單位為lx精品資料3、確定平均照度的步驟①確定燈具的計算高度h②室內(nèi)的面積③根據(jù)室內(nèi)面積、燈具計算高度h，在燈具概算曲線上查出燈具的數(shù)量。如果計算高度h處于圖中h1與h2之間，采用內(nèi)插法進行(jìnxíng)計算。④用以下公式計算出所需燈具的數(shù)量n(或所要求的平均照度E)精品資料(二)單位容量法單位容量法對照明用電量進行估算(ɡūsuàn)，即根據(jù)不同類型燈具、不同室空間條件，列出“單位面積光通量/(lm/m2)”或“單位面積安裝電功率/(W/m2)”的表格，以便查用。單位容量法的依據(jù)也是利用系數(shù)法，是一種簡單的計算方法，只適用于方案設計時的近似估算(ɡūsuàn)。精品資料1、光源比功率(gōnglǜ)法以(W/m2)來表示，指單位面積上照明光源的安裝電功率(gōnglǜ)。p－光源的比功率，單位為(W/m2)n－燈具數(shù)量PN－每個燈具的額定功率(édìnɡɡōnɡlǜ)，單位為WA－房間面積，單位為m2精品資料YG1-1型熒光燈的比功率(gōnglǜ)精品資料2、估算光源的安裝功率由已知條件(計算高度、房間面積、所需平均(píngjūn)照度、光源類型)可從表中查出p。受照房間的光源總功率為每盞燈的功率為或燈具數(shù)量為精品資料點光源：指圓形發(fā)光體的直徑小于其至受照面垂直距離的1/5，或線形發(fā)光體的長度小于照射距離(斜距)的1/4，可視為點光源。點光源直射照度計算的是受照面上任(shàngrèn)一點的照度值。當采用多盞燈照明時，計算點的照度應為各燈對該點所產(chǎn)生照度之和。5.2點光源直射(zhíshè)照度計算精品資料一、逐點計算法(平方反比法)（一）水平面照度(zhàodù)計算點光源S、被照面為N，通過S作N的垂線，垂足為P。點光源S在被照面N上的P點處產(chǎn)生的直射照度(zhàodù)稱為點光源S的指向平面照度(zhàodù)(簡稱法線照度(zhàodù))，用En表示。圖5-4點光源在水平(shuǐpíng)面上的照度精品資料

dω－光源S投向(tóuxiànɡ)面積元dAn的立體角Iθ－光源照射方向的光強，單位為cdl－光源與計算點之間的距離，單位為mh－計算高度，單位為m圖5-4點光源在水平(shuǐpíng)面上的照度

點光源S垂直投射到包括P點的指向平面N上，該面單元面積dAn上的光源光通量精品資料水平面照度計算公式：被照點P位于(wèiyú)水平面H上。點光源S在水平面H上P點產(chǎn)生的直射照度就是水平面照度，用Eh表示。cosθ－光線(guāngxiàn)入射角的余弦，其值為h/l圖5-4點光源在水平面上的照度精品資料由于燈具的配光曲線(qūxiàn)是按光源光通量為1000lm給出的，同時考慮維護系數(shù)K，故水平面照度按下式計算Ф－實際(shíjì)所采用燈具的光源光通量，單位為lm精品資料（二）垂直面照度被照點P位于(wèiyú)垂直面V上。點光源S在垂直面V上P點產(chǎn)生的直射照度就是垂直面照度，用Ev表示。EvlIθdωPdAvSH面EhohdV面圖5-5點光源在垂直面上的照度(zhàodù)精品資料點光源直射照度(zhàodù)計算公式匯總精品資料（三）任意傾斜面照度計算若為P點的法線照度，在x、y、z三個坐標軸上的分量(fènliàng)分別為式中，α、β、θ分別為P點法線照度矢量與x、y、z軸之間的夾角。精品資料任意傾斜面上照度完整的計算表達式為式中—A點的水平照度，lx—傾斜面（背光）與水平面的夾角(jiājiǎo)—燈具在水平面上的投影點至情斜面與水平面的交線的垂直最短距離—燈具至水平面的距離當δ角進入arccos(P/h)范圍內(nèi)時，上式右邊第二項取負號。精品資料二、等照度曲線計算法(一)空間等照度曲線在采用(cǎiyòng)旋轉(zhuǎn)對稱配光的燈具的場所，若已知計算高度h計算點到燈具間的水平距離d從“空間等照度曲線”圖查得該點水平面照度值e計算點處的水平照度Eh－水平面照度，單位為lxΦ－實際所采用燈具(dēngjù)的光源的總光通量，單位為lmK－維護系數(shù)∑e－各燈具(dēngjù)產(chǎn)生假設水平照度的總和，單位為lx，可從對應的空間等照度曲線中查得精品資料圖5-6JXD5-2型平圓吸頂燈具1×100W的空間(kōngjiān)等照度曲線e1.6=12lxe2.5=4.2lxe3.4=0.9lx精品資料（二）平面相對等照度曲線適用于具有非對稱配光特性的照明器。令光通量為1000lm、維護系數(shù)為1、計算(jìsuàn)高度1m根據(jù)計算(jìsuàn)點的d/h及計算(jìsuàn)點的平面位置角β，可從曲線上查得“相對照度ε”式中—水平面照度，lx；—每個燈具中的總光通量，lm—維護系數(shù)；—各燈具所產(chǎn)生的相對照度的總合，lx；—計算(jìsuàn)高度，ｍ。圖5-8不對稱燈具(dēngjù)示例精品資料【例5-4】有一接待室長6.6m，寬4.4m，凈高3.0m，采用JXDS-2平圓吸頂燈6只，房間頂棚的反射比為70%，墻面(qiánɡm(xù)iàn)的平均反射比為50%，求房間內(nèi)A點桌面上的照度。精品資料【解】方法一:利用配光特性求解(qiújiě)(1)燈2、5對A點產(chǎn)生的照度

查表得I26.57=79.1cd方法(fāngfǎ)二:查等照度曲線求解按d=1.1m，h=2.2m查空間等照度曲線得e1.6=12lx精品資料(2)燈1、6對A點產(chǎn)生(chǎnshēng)的照度

查表得I48.19=65.2cdh=2.2m查空間等照度(zhàodù)曲線得e1.6=4.2lx精品資料(3)燈3、4對A點產(chǎn)生(chǎnshēng)的照度

查表得I64.15=53cdh=2.2m查空間(kōngjiān)等照度曲線得e1.6=0.9lx精品資料(4)A點的實際(shíjì)照度

精品資料▓1平均(píngjūn)照度計算精品資料取ρcc=0.7,ρwa=0.5，RCR=1.5

☆1平均(píngjūn)照度計算精品資料ρfc=0.3,ρcc=0.7,

ρwa=0.5，RCR=1.51平均照度(zhàodù)計算精品資料2點光源直射照度(zhàodù)計算εh1=180lxεh2=120lx圖5-7YG2-2型簡式熒光燈照明器平面相對等照度(zhàodù)曲線★精品資料2點光源直射照度(zhàodù)計算JXD5-2型平圓形吸頂燈配光特性(tèxìng)(1000lm)I26.57=79.1cdI48.19=65.2cd

I64.15=53cd精品資料5.3線光源直射(zhíshè)照度計算一、線光源的光強分布1、各種線光源的橫向光強分布曲線可用下面公式表示：

式中—方向上的光強，cd；—在線光源發(fā)光(fāɡuānɡ)面法線方向上的光強，cd；2、任意線狀燈具在通過燈縱軸的各個平面上的光強分布曲線，可用下面一般形式表示：精品資料實際應用的各種線光源的縱向光強分布(fēnbù)曲線，可利用下列五類理論光強分布(fēnbù)曲線來表示。A類：B類：C類：D類：E類：精品資料如圖5-14，計算(jìsuàn)點P的光強以及法線照度為：整個線狀光源在點P處產(chǎn)生的法線照度和水平照度為：二