第七章 照明计算.ppt
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1、第七章第七章 照明计算照明计算1、平均照度计算、平均照度计算2、点光源直射照度计算点光源直射照度计算 照明计算内容照明计算内容:u照度计算照度计算u亮度计算亮度计算u眩光计算眩光计算照明计算发展方向:简单、迅速、准确照明计算发展方向:简单、迅速、准确第七章第七章 照明计算照明计算 照度是评价照明的最重要的指标。照度是评价照明的最重要的指标。照度计算目的:照度计算目的:u根据照明需要及其他已知条件根据照明需要及其他已知条件(照明器照明器型式及布置、房间各个面的反射条件及污型式及布置、房间各个面的反射条件及污染情况等染情况等),决定照明器数量及电光源容量,决定照明器数量及电光源容量,确定照明器布置
2、方案。确定照明器布置方案。u在照明器型式、布置及光源的容量已在照明器型式、布置及光源的容量已确定情况下,通过照明计算来定量评价实确定情况下,通过照明计算来定量评价实际场合的照明质量。际场合的照明质量。第七章第七章 照明计算照明计算 最基本的照度计算主要有最基本的照度计算主要有点照度计算点照度计算和和平平均照度计算均照度计算。平均照度平均照度是以整个被照面为对象,按被照是以整个被照面为对象,按被照面所得到的光通量除以被照面面积来计算被面所得到的光通量除以被照面面积来计算被照面上的照度平均值。照面上的照度平均值。平均照度平均照度计算方法计算方法,即利用系数法;以及,即利用系数法;以及简便计算方法,
3、即灯数概算法和单位容量法简便计算方法,即灯数概算法和单位容量法 平均照度计算方法用于计算平均照度以及平均照度计算方法用于计算平均照度以及所需灯的数量,它适用于灯具布置较均匀、所需灯的数量,它适用于灯具布置较均匀、墙和顶棚反射比较高、且无大型设备遮挡的墙和顶棚反射比较高、且无大型设备遮挡的室内一般照明。室内一般照明。第七章第七章 照明计算照明计算 逐点逐点计算法,计算法,是以被照面上的一点为对是以被照面上的一点为对象,计算不同形状、不同位置的光源在该点象,计算不同形状、不同位置的光源在该点产生的直射照度(不考虑反射光通量产生的产生的直射照度(不考虑反射光通量产生的照度),这种计算方法称作逐点计算
4、法。照度),这种计算方法称作逐点计算法。内容包括内容包括点光源点光源、线光源和面光源的直、线光源和面光源的直射照度的基本计算公式、实用计算公式及简射照度的基本计算公式、实用计算公式及简化计算公式。化计算公式。适用于房间高大、反射光较少的场所,适用于房间高大、反射光较少的场所,一般用于验算工作点的照度和被照面照度分一般用于验算工作点的照度和被照面照度分布的均匀度。布的均匀度。第七章第七章 照明计算照明计算平均照度计算法是按照光通量进行照度平均照度计算法是按照光通量进行照度计算的。计算的。它是根据房间的几何形状、照明器数量它是根据房间的几何形状、照明器数量和类型来确定工作面平均照度的计算法。和类型
5、来确定工作面平均照度的计算法。一、基本计算公式一、基本计算公式灯具发出的光通量中最后落到工作面上灯具发出的光通量中最后落到工作面上的部分,该值与工作面的面积之比,称为工的部分,该值与工作面的面积之比,称为工作面上的平均照度。作面上的平均照度。直射部分:从灯具发出的光通量中直接落到工作直射部分:从灯具发出的光通量中直接落到工作面上的部分。面上的部分。间接部分:从灯具发出的光通量经室内表面反射间接部分:从灯具发出的光通量经室内表面反射后最后落到工作面上的部分。后最后落到工作面上的部分。1 平均照度计算平均照度计算1、利用系数(、利用系数(Utlization factor)表示照明光源光通量被利用
6、的程度,等表示照明光源光通量被利用的程度,等于经照明器的照射和墙、顶棚等的反射而投于经照明器的照射和墙、顶棚等的反射而投射到工作面上的光通量,与房间内所有光源射到工作面上的光通量,与房间内所有光源发射出的总光通量之比。发射出的总光通量之比。对于每个灯具来说,最后落到工作面上对于每个灯具来说,最后落到工作面上的光通量与光源发出的额定光通量之比称为的光通量与光源发出的额定光通量之比称为光源光通量利用系数光源光通量利用系数(简称简称利用系数利用系数)。1 平均照度计算平均照度计算1 平均照度计算平均照度计算U利用系数利用系数f由灯具由灯具发发出的最后落到工作面出的最后落到工作面上的光通量,上的光通量
7、,单单位位为为lms每个灯具中光源每个灯具中光源额额定定总总光通光通量,量,单单位位为为lm 利用系数与照明器的光强分布(配光特性)利用系数与照明器的光强分布(配光特性)、照明器的效率、照明器的悬挂高度、房、照明器的效率、照明器的悬挂高度、房间的大小及形状和室内各反射面的反射比间的大小及形状和室内各反射面的反射比等因素有关。等因素有关。美国的美国的“带域空间法带域空间法”法国的法国的“实用照明计算法实用照明计算法”国际照明委员会的国际照明委员会的“CIE法法”2、室内平均照度、室内平均照度1 平均照度计算平均照度计算Eav工作面平均照度,单位为工作面平均照度,单位为lxN灯具数灯具数A工作面面
8、工作面面积积,单单位位为为m2K维护维护系数,系数,查查表表若已知房间特性、照明要求的情况下,若已知房间特性、照明要求的情况下,计算所需照明器数计算所需照明器数3、维护系数、维护系数灯具在使用过程中,因光通量的衰减、灯具在使用过程中,因光通量的衰减、灯具和房间的污染引起照度下降。灯具和房间的污染引起照度下降。建筑照明设计标准建筑照明设计标准:照明装置在使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同一表面上亮度与该装置在相同条件下新装时在同一表面上所得到的平均照度或平均亮度之比。所得到的平均照度或平均亮度之比。
9、1 平均照度计算平均照度计算维护系数维护系数K二、利用系数法二、利用系数法(一一)室形指数室形指数(Room Index)用来表示照明房间的几何特征,记作用来表示照明房间的几何特征,记作 RI1 平均照度计算平均照度计算矩形房间:矩形房间:正方形房间:正方形房间:圆形房间:圆形房间:h灯具开口平面距工作面的高度,单位为m(二二)室空间比室空间比灯具开口平面:灯具开口平面:通过灯具光中心的通过灯具光中心的一个水平面;一个水平面;工作平面:工作平面:人们坐着工作时的人们坐着工作时的平面是离地平面是离地0.75m0.75m的的水平面;当人站着工水平面;当人站着工作时,把离地作时,把离地0.85m0.
10、85m的水平面看作工作面。的水平面看作工作面。1 平均照度计算平均照度计算图图5-1 房间的空间特征房间的空间特征顶棚空间:顶棚空间:灯具开口平面到顶棚灯具开口平面到顶棚之间的空间;之间的空间;地面空间:地面空间:工作面到地面之间工作面到地面之间的空间;的空间;室空间:室空间:灯具开口平面到工灯具开口平面到工作面之间的空间。作面之间的空间。1 平均照度计算平均照度计算图图5-1 房间的空间特征房间的空间特征1、室空间比的计算、室空间比的计算室空间比是用来表示室内空间的比例关系室空间比是用来表示室内空间的比例关系1 平均照度计算平均照度计算室空间比室空间比(Room Coefficient Ra
11、tio)顶棚空间比顶棚空间比(Ceiling Coefficient Ratio)地板空间比地板空间比(Floor Coefficient Ratio)hrc-室空间高度室空间高度hcc-顶棚空间高度顶棚空间高度hfc-地板空间高度地板空间高度2、有效空间反射比、有效空间反射比顶棚空间:一部分光被吸收,一部分光顶棚空间:一部分光被吸收,一部分光经多次反射从灯具开口平面射出。经多次反射从灯具开口平面射出。c、cw cc地面空地面空间间:地面放置家具、机器,光:地面放置家具、机器,光线线也会被吸收、反射。也会被吸收、反射。f、fw fc墙墙面:面:开窗、开开窗、开门门w aw1 平均照度计算平均照
12、度计算(1)平均反射比平均反射比以以Ai、分分别别表示表示为为第第i表面及其反射比,表面及其反射比,则则由下面公式求出:由下面公式求出:1 平均照度计算平均照度计算As-顶棚顶棚(或地板或地板)空间内所有表面的总面积,单位为空间内所有表面的总面积,单位为m2(2)有效有效(equivalence)空间反射比空间反射比e1 平均照度计算平均照度计算As顶棚顶棚(或地板或地板)空间内所有表面的总面积,单位为空间内所有表面的总面积,单位为m2A0顶棚顶棚(或地板或地板)平面面积,单位为平面面积,单位为m2 顶棚顶棚(或地板或地板)空间各表面的平均反射比空间各表面的平均反射比(三三)室内平均照度的确定
13、室内平均照度的确定1、确定房间的各特征量、确定房间的各特征量计算计算RI、RCR、CCR、FCR2、确定顶棚空间有效反射比、确定顶棚空间有效反射比cc1 平均照度计算平均照度计算c顶棚表面实际反射比顶棚表面实际反射比、cw顶棚空间内墙面实际反射比顶棚空间内墙面实际反射比3、确定墙面平均反射比、确定墙面平均反射比wa1 平均照度计算平均照度计算若用窗面积与室空间墙的总面积之比值表示若用窗面积与室空间墙的总面积之比值表示Aw室空间部分包括门窗在内的总面积,单位为室空间部分包括门窗在内的总面积,单位为m2Ag玻璃窗的面积,单位为玻璃窗的面积,单位为m2g 玻璃的反射比,近似取玻璃的反射比,近似取0.
14、1w 墙面的实际反射比墙面的实际反射比(没有开门窗没有开门窗)4、确定利用系数、确定利用系数U RCR、cc、w(a)查查表得出表得出U 如果不是表中的整数,用如果不是表中的整数,用内插法内插法求出求出U 表中接近表中接近RCR的两个数的两个数组组(RCR1,U1)、(RCR2,U2)1 平均照度计算平均照度计算 5、确定地板空间有效反射比、确定地板空间有效反射比fc1 平均照度计算平均照度计算f地面实际反射比地面实际反射比、fw地面空间内墙面实际反射比地面空间内墙面实际反射比6、确定利用系数的修正值、确定利用系数的修正值 表中利用系数的数值是按表中利用系数的数值是按fc=20%计计算的算的
15、如果不是表中的整数,用如果不是表中的整数,用内插法内插法求出求出 表中接近表中接近RCR的两个数的两个数组组(RCR1,1)、(RCR2,2)7、确定室内平均照度、确定室内平均照度Eav1 平均照度计算平均照度计算【例例5-1】某大进深办公室,长某大进深办公室,长20m,宽,宽10m,高,高2.75m,顶棚反射比,顶棚反射比0.7、墙面反射比、墙面反射比0.65、地、地面反射比面反射比0.275,窗总宽,窗总宽19m、高、高1.7m,采用,采用嵌入顶棚式嵌入顶棚式YG701-3型型3管荧光灯照明器照明,管荧光灯照明器照明,每支灯管额定光通量是每支灯管额定光通量是2000lm,要求满足国,要求满
16、足国际标准的照度,求所需的灯数。际标准的照度,求所需的灯数。1 平均照度计算平均照度计算【解解】(1)确定室空间比、顶棚空间比、地板空间比确定室空间比、顶棚空间比、地板空间比室空间的高度室空间的高度 hrc=2.75-0.75=2m1 平均照度计算平均照度计算1 平均照度计算平均照度计算(2)确定确定cc、wa、U顶顶棚空棚空间间有效反射比有效反射比ccc=0.7窗窗户户面面积积Ag=wghg=191.7=32.3m2室空室空间间的的墙墙面面积积Aw=2hrc(l+w)=22(20+10)=120m2两者比两者比值值R=Ag/Aw=32.3/120=0.269墙墙面平均反射比面平均反射比wa=
17、w(1-R)+gR =0.65(1-0.269)+0.10.269=0.502取取cc=0.7,wa=0.5,RCR=1.5查查表得表得(RCR1,U1)=(1,0.48)、(RCR2,U2)=(2,0.43)利用系数利用系数 U=0.455 1 平均照度计算平均照度计算(3)确定确定fc、因为因为fc0.2,取取fc=0.3,cc=0.7,wa=0.5 RCR=1.5查查表得表得(RCR1,1)=(1,1.07)、(RCR2,2)=(2,1.057)1 平均照度计算平均照度计算(4)需要照度需要照度CIE推荐的大推荐的大进进深普通深普通办办公室平均照度公室平均照度值值是是500-750-10
18、00lx,我国普通,我国普通办办公室公室标标准是准是100-150-200lx。根据。根据题题意,并考意,并考虑虑到我国国情取到我国国情取Eav=500lx。(5)照明器数照明器数维护维护系数取系数取K=0.73取取5行行10列共列共50个照明器,个照明器,实际实际平均照度平均照度1 平均照度计算平均照度计算(6)验验算距高比算距高比行距行距列距列距最大允最大允许许距高比距高比查查得得:均大于均大于实际实际距高比,能距高比,能满满足照度均匀度的要求。足照度均匀度的要求。三、概算曲线与单位容量法三、概算曲线与单位容量法(一一)概算曲线概算曲线为简化计算,把利用系数法计算的结果为简化计算,把利用系
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