LED燈具照明設(shè)計(jì)及IES報(bào)告解讀(內(nèi)部資料)

LED燈具照明設(shè)計(jì)及IES報(bào)告解讀Sam內(nèi)容提要1.光度學(xué)根底知識(shí)2.燈具坐標(biāo)系3.燈具光度測(cè)試報(bào)告解讀4,燈具光度中心確實(shí)定1.光度學(xué)根底知識(shí)燈具定義及分類(lèi)光通量照度亮度發(fā)光強(qiáng)度光度學(xué)根底知識(shí)燈具又稱(chēng)照明器，其主要作用是照明。在我們的日常生活中，可以看見(jiàn)多種多樣的燈具，而燈具的分類(lèi)也是多種多樣的。按照使用目的可以分為：功能性燈具裝飾性燈具室內(nèi)燈具室外燈具燈具又稱(chēng)照明器，其主要作用是照明。光度學(xué)根底知識(shí)在我們的日常生活中，可以看見(jiàn)多種多樣的燈具，而燈具的分類(lèi)也是多種多樣的。按照使用目的場(chǎng)合分為：光度學(xué)根底知識(shí)燈具本身的根本作用是提供與光源的電氣連接，但還有許多其它的重要功能如光源的防護(hù)、適宜的機(jī)械特性、殼體的防護(hù)要求、電氣平安要求、熱要求、標(biāo)志要求和光度功能要求。而一般情況下，用戶(hù)最關(guān)心的是這一盞燈是否能夠照亮我們希望它照亮的地方，不照亮它不該照亮的地方。其次便是它是否使我們感覺(jué)舒適。而這可以由配光曲線(xiàn)和眩光等參數(shù)所描述，這也就說(shuō)明了我們?yōu)槭裁匆獪y(cè)量配光曲線(xiàn)。什么是配光曲線(xiàn)？配光曲線(xiàn)又叫發(fā)光強(qiáng)度分布曲線(xiàn)，是描述光源或燈具發(fā)光的空間分布特性的一條曲線(xiàn)。這種方法通常用于描述室內(nèi)和道路的燈具的光分布。它很形象地以極坐標(biāo)的原點(diǎn)表示燈具的光中心，以一定方向的矢量表示光強(qiáng)的大小，以極坐標(biāo)的角度表示光強(qiáng)矢量與光軸之間的夾角；極坐標(biāo)表示法配光曲線(xiàn)通常有兩種表示方法：極坐標(biāo)表示法的好處就是形象，直觀。長(zhǎng)度表示光強(qiáng)角度表示測(cè)量方向與極軸的夾角此方法通常用于描述泛光燈和配光非常窄的燈具和光源光的分布。用直角坐標(biāo)的原點(diǎn)表示光中心，用橫坐標(biāo)表示方向角，用縱坐標(biāo)表示光強(qiáng)。直角坐標(biāo)表示法配光曲線(xiàn)通常有兩種表示方法：直角坐標(biāo)表示法的好處是便于查不同角度的光強(qiáng)數(shù)值。配光曲線(xiàn)從它的對(duì)稱(chēng)性質(zhì)來(lái)說(shuō)可以分為：軸向?qū)ΨQ(chēng)、對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)3種。投光類(lèi)燈具還可以根據(jù)其光束的寬窄分為：窄光束；寬光束；中等光束等。一般來(lái)說(shuō)：

窄光束：光束角<20°

中等光束：光束角：20°～40°

寬光束：光束角：>40°

α=

立體角的單位叫球面度〔sr〕，1球面度是半徑為1米的球面上，1平方米的球面對(duì)球心所張的立體角。lαAoB(a)sAA＇r(b)orΩΩ=

平面角和立體角平面角的單位叫弧度，1弧度是半徑為1米的園上，1米長(zhǎng)的圓弧對(duì)圓心所張的角。光度學(xué)根底知識(shí)光通量光通量是光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光量，也即為輻射通量〔或輻射功率〕能夠被人眼視覺(jué)系統(tǒng)所感受的那局部有效當(dāng)量。一只40W的日光燈輸出的光通量大約是2100流明。光通量符號(hào)Φ，單位lm；常見(jiàn)電光源的發(fā)光效率，是指1W的電功率能轉(zhuǎn)化成多少光通量。

常見(jiàn)光源的大致效率〔流明/瓦〕

白熾燈，15

日光燈，50

鈉燈，120光度學(xué)根底知識(shí)發(fā)光強(qiáng)度光度學(xué)根底知識(shí)光源在給定方向的單位立體角中發(fā)射的光通量定義為光源在該方向的(發(fā))光強(qiáng)(度)。Ι=dΦ/dΩ單位：cd1cd＝1lm/1sr

實(shí)際光源或燈具各方向的發(fā)光強(qiáng)度不同。為了描述其發(fā)光的空間分布特性，需要用發(fā)光強(qiáng)度分布曲線(xiàn)〔又叫配光曲線(xiàn)〕來(lái)表示。它是照明計(jì)算和設(shè)計(jì)的一個(gè)重要依據(jù)。照度定義：外表上一點(diǎn)的照度是入射在包含該點(diǎn)面元上的光通量dφ除以該面元面積dS之商。單位〔lx〕

單位為勒克斯〔lx〕，1lx=1lm/m2常見(jiàn)照度〔勒克司〕：

陽(yáng)光直射〔正午〕下，110,000陰天室外，1000

商場(chǎng)內(nèi)，500 普通房間燈光下，100

滿(mǎn)月照射下，0.2 燭光〔20cm遠(yuǎn)處〕，10～15LUX。距60W臺(tái)燈60cm桌面，300LUX；黃昏室內(nèi)，10LUX； 夜間路燈，0.1LUX；光度學(xué)根底知識(shí)ΦEIΦ=E·SΦ=I·ΩI=E·l2光通量Φ〔lm〕光強(qiáng)I〔cd〕照度E〔lx〕常用光度學(xué)單位及其相互關(guān)系亮度亮度〔L，Luminance〕，單位尼特，即nit，或cd/m2。

定義：光源體在某一方向上,每單位投影面積上所發(fā)出的光強(qiáng)。常見(jiàn)發(fā)光體的亮度〔尼特〕：

太陽(yáng)外表，2,000,000,000 白熾燈燈絲，10,000,000

陽(yáng)光下的白紙，30,000 眼能習(xí)慣的亮度，3,000

滿(mǎn)月外表，2,500

人眼能比較好的分辨出顏色的亮度，1

滿(mǎn)月下的白紙，0.07 無(wú)月夜空，0.0001光源體在某一方向上,每單位投影面積上所發(fā)出的光強(qiáng)。光度學(xué)根底知識(shí)TypeBTypeCGMS2000/GMS1800介紹2.燈具坐標(biāo)系不同光源、燈具向空間各個(gè)方向射出的光通量是很不一樣的?？臻g圖最能直觀地描繪光分布的特性．方法是把各個(gè)方向上測(cè)得的光強(qiáng)，以一條條矢徑的形式畫(huà)在一個(gè)球坐標(biāo)系上。假定光源就在坐標(biāo)系的極點(diǎn)上，這些矢量合起來(lái)就構(gòu)成了“光分布體”。燈具的光強(qiáng)通常在許多平面中測(cè)得。在各式各樣可能的測(cè)試平面中，有三種平面系統(tǒng)已被證明特別有用。TypeC

在TypeC坐標(biāo)系統(tǒng)中，極軸是垂直的，如下圖。在垂直軸半平面測(cè)量的角度是γ角度，在水平軸半平面的測(cè)量的角度是C角度。燈具發(fā)光口面通常瞄準(zhǔn)坐標(biāo)系中的〔c0，γ0〕點(diǎn)。γ角度范圍從0°到360°〔一整圈〕。C角度范圍從0°到180°〔相當(dāng)于測(cè)量了一整圈〕，如下圖。在光度學(xué)中C0參考平面位置，通常是平行于燈具的輔助軸線(xiàn)。C型光度數(shù)據(jù)目前是最流行的并得到廣泛的成認(rèn)。大多數(shù)光度數(shù)據(jù)，包括室內(nèi)燈和路燈，使用TypeC格式。TypeCTypeCTypeCTypeBB型坐標(biāo)系統(tǒng)的說(shuō)明如圖。極軸在水平方向。水平半平面內(nèi)的角度數(shù)據(jù)叫做H角度，到此平面的垂直角度是V角度。使用〔H，V〕坐標(biāo)指示球面上的某點(diǎn)。H0°在赤道圈上。燈具口面通常瞄準(zhǔn)點(diǎn)〔0，0〕。平面垂直于燈具口面。H角度的范圍是從-90°至90°。V角度范圍從-90°到90°，測(cè)量時(shí)-90°在最低點(diǎn)，90°在最高點(diǎn)。泛光燈光度數(shù)據(jù)通常使用TypeB坐標(biāo)系。TypeBTypeBTypeB三，燈具光度測(cè)試報(bào)告解讀室內(nèi)燈具投光燈路燈報(bào)告根本信息和數(shù)據(jù)配光曲線(xiàn)眩光等級(jí)室內(nèi)燈利用系數(shù)概算曲線(xiàn)室內(nèi)燈具報(bào)告根本信息室內(nèi)燈具數(shù)據(jù)[C0~180]LEFT指的是C180面[C90~270]LEFT指的是C270面最大光強(qiáng)?最大光強(qiáng)平面等照度曲線(xiàn)圖中粉色點(diǎn)代表了只有一盞燈的時(shí)候，水平照度值為最大照度值一半的點(diǎn)。最大距高比即為：S/2H最大距高比上射光通比=燈具的上射總光通燈具總光通下射光通比=燈具的下射總光通燈具總光通光通比室內(nèi)燈具型號(hào)劃分表型號(hào)名稱(chēng)光通比上半球下半球A直接型0～10100～90B半直接型10～4090～60C均勻擴(kuò)散型40～6060～40D半間接型60～9040～10E間接型90～10010～00～10%100～90%10～40%90～60%40～60%60～40%60～90%40～10%90～100%10～0%環(huán)帶光通數(shù)據(jù)表照度距離圖表亮度限制曲線(xiàn)是CIE推薦的作為評(píng)價(jià)室內(nèi)一般燈具直接眩光的標(biāo)準(zhǔn)和方法。眩光：在視野范圍內(nèi)有亮度極高的物體或亮度比照過(guò)大，或空間和時(shí)間上存在著極端的比照，就可引起不舒適的視覺(jué)，或造成視功能下降，或同時(shí)產(chǎn)生這兩種效應(yīng)的現(xiàn)象。眩光是影響照明質(zhì)量的最重要因素。眩光照明質(zhì)量的優(yōu)劣與燈具的亮度限制有關(guān)。在視野范圍內(nèi)假設(shè)亮度過(guò)高，可產(chǎn)生不舒適眩光，甚至產(chǎn)生失能眩光，嚴(yán)重的眩光直接影響勞動(dòng)生產(chǎn)率甚至誘發(fā)眼疾。眩光程度主要與燈具發(fā)光面大小、發(fā)光面的亮度、背景亮度、視看方向和位置有關(guān)，因此在燈具設(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮限制燈具的亮度。一般情況下人們?cè)谑覂?nèi)眼睛停留最多的位置是水平方向，因此燈具在60°~90°區(qū)域內(nèi)最易受眩光影響。一般產(chǎn)生直接眩光的區(qū)域?yàn)?5°~90°區(qū)域內(nèi)。眩光限制等級(jí)眩光程度視覺(jué)要求和適用場(chǎng)所示例A很高質(zhì)量無(wú)眩光感很?chē)?yán)格的視覺(jué)要求如手術(shù)室、病房、計(jì)算機(jī)房、有視覺(jué)顯示裝置的辦公室、展室。B高質(zhì)量有很弱眩光感視覺(jué)要求高的作業(yè)或高等視覺(jué)作業(yè)但要求注意力高度集中。如教室、閱覽室、比賽大廳C中等質(zhì)量有輕微眩光感中等視覺(jué)要求的作業(yè)或要求注意力一般且工作人員沒(méi)有一定程度的流動(dòng)性。如會(huì)議室、營(yíng)業(yè)廳、餐廳、觀眾廳、休息廳、候車(chē)廳、廚房D低質(zhì)量有眩光感視覺(jué)要求或要求注意力集中程度較低的作業(yè)，工作人員在有限區(qū)域內(nèi)頻繁走動(dòng)。如通道E很低質(zhì)量有較強(qiáng)眩光感視覺(jué)要求低且工作人員不限于一個(gè)工作崗位而是來(lái)回走動(dòng)或不是由同一批人連續(xù)使用的房間。如倉(cāng)庫(kù)、儲(chǔ)藏間、汽車(chē)庫(kù)根據(jù)在照明使用中對(duì)照明質(zhì)量的不同要求，CIE將室內(nèi)一般燈具直接眩光分為5個(gè)質(zhì)量等級(jí)。燈具有發(fā)光側(cè)邊的界限曲線(xiàn)室內(nèi)燈具利用系數(shù)燈具的利用系數(shù)是指燈具在規(guī)定的條件下送到工作面上的光源光通量與總光通量之比，所以與照明燈具的設(shè)計(jì)、安裝高度、房間的大小和反射率的不同相關(guān)。高的利用系數(shù)和低的眩光這是照明設(shè)計(jì)人員追求的重要目標(biāo)之一，室內(nèi)燈具的利用系數(shù)是在考慮燈具對(duì)工作面的直射照度的奉獻(xiàn)上，還考慮了四壁、頂棚和地板的相互反射對(duì)工作面照度的奉獻(xiàn)房間系數(shù)ＲＣＲ〔RoomCavityRatio〕RCR=5hRC(L+W)/L*W室內(nèi)照明計(jì)算是把房間看作直六面體，能表征房間尺寸的表式就是室空間比〔室指數(shù)〕。越是低而寬敞的房子，可得到的光通利用率越高，越是狹而高的房間，光通利用率越低。針對(duì)不同的RCR系數(shù)，和不同的四壁、頂棚反射率系數(shù)，我們可以計(jì)算出室內(nèi)燈具的利用率系數(shù)。室內(nèi)燈具利用系數(shù)RHOCC天花板反射系數(shù)，RHOW墻壁反射系數(shù)，RCR房間系數(shù)，地板反射系數(shù)恒等于20.平均照度=燈具數(shù)量=室內(nèi)燈具概算光源光通量×燈具數(shù)量×CU×維護(hù)系數(shù)長(zhǎng)×寬平均照度×長(zhǎng)×寬光源光通量×CU×維護(hù)系數(shù)室內(nèi)燈具概算圖表在報(bào)告的最后，會(huì)附上光強(qiáng)數(shù)據(jù)表。直角坐標(biāo)配光曲線(xiàn)等光強(qiáng)曲線(xiàn)投光燈直角坐標(biāo)配光曲線(xiàn)半峰發(fā)散角——在選定的通過(guò)最大光強(qiáng)的平面上，兩個(gè)為50%最大光強(qiáng)的光強(qiáng)之間的夾角半峰邊角——在選定的通過(guò)最大光強(qiáng)的平面上，最