建筑电气照明照明计算.pptx
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1、第五章 照明(zhomng)计算 5.1 平均照度计算(j sun)5.2 点光源直射照度计算(j sun)5.3 线光源直射照度计算(j sun)5.4 面光源直射照度计算(j sun)5.5 平均亮度计算(j sun)5.6 不舒适眩光计算(j sun)第一页,共67页。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: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(照明器型式及布置、房间各个照明器型式及布置、房间各个面的反射条件及污染情况等面的反射条件及污染情况等),决定,决定(judng)照明器数量及照明器数量及电光源容量,确定照明器布置方案
2、。电光源容量,确定照明器布置方案。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际场合的照明质量。算来定量评价实际场合的照明质量。第二页,共67页。最基本的照度计算主要有点照度计算和平均照度计算。最基本的照度计算主要有点照度计算和平均照度计算。平均照度是以整个被照面为对象,按被照面所得到的光通量除以平均照度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照面上的照度平均值。被照面面积来计算被照面上的照度平均值。平均照度计算方法,即利用系数法;以及简便计算方法,即灯数平均照度计算方法,即利用系数法;以及
3、简便计算方法,即灯数概算法和单位容量概算法和单位容量(rngling)法法 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、墙和顶棚反射比较高、且无大型设备遮挡的室内于灯具布置较均匀、墙和顶棚反射比较高、且无大型设备遮挡的室内一般照明。一般照明。第三页,共67页。逐点计算法,是以被照面上的一点为对象,计算不同形状、不逐点计算法,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产生的直射照度同位置的光源在该点产生的直射照度(zho d)(zho d)(不考虑反射光通量(不考虑反射光通量产生的照度产生的照
4、度(zho d)(zho d)),这种计算方法称作逐点计算法。),这种计算方法称作逐点计算法。内容包括点光源、线光源和面光源的直射照度内容包括点光源、线光源和面光源的直射照度(zho d)(zho d)的基本的基本计算公式、实用计算公式及简化计算公式。计算公式、实用计算公式及简化计算公式。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度(zho d)(zho d)和被照面照度和被照面照度(zho d)(zho d)分布的均匀度。分布的均匀度。第四页,共67页。平均照度计算法是按照光通量进行照度计算的。平均照度计算法是按照光通量
5、进行照度计算的。它是根据房间的几何形状、照明它是根据房间的几何形状、照明(zhomng)器器数量和类型来确定工作面平均照度的计算法。数量和类型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的部分,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,称为工作面上的平均照该值与工作面的面积之比,称为工作面上的平均照度。度。直射部分:从灯具发出的光通量中直接落到工直射部分:从灯具发出的光通量中直接落到工作面上的部分。作面上的部分。间接部分:从灯具发出的光通量经室内表面反间接部分: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。
6、射后最后落到工作面上的部分。5.1 平均平均(pngjn)照度照度计算计算第五页,共67页。1、利用系数(、利用系数(Utlization factor)表示表示(biosh)照明光源光通量被利用的照明光源光通量被利用的程度,等于经照明器的照射和墙、顶棚等的程度,等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,与房间内反射而投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。所有光源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
7、通量利用系数(简称利用系数简称利用系数)。第六页,共67页。一、基本计算公式一、基本计算公式 1、利用系数、利用系数 式中式中 利用系数;利用系数;由灯具发出的最后落到工作面上的光通量;由灯具发出的最后落到工作面上的光通量;单位:单位:lm;每个灯具中光源额定每个灯具中光源额定(dng)总光通量,总光通量,单位:单位: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、房间的大、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等因素有关。小及形状和室内各反射面的反射比等因素有关。第七页,共67页。2 2、室内
8、平均照度计算、室内平均照度计算(j sun)(j sun)(利利用系数法用系数法)N:灯具数 A:工作面积(min j):每个灯具中光源额定总光通量(lm)K:维护系数 U:利用系数:工作面平均工作面平均(pngjn)(pngjn)照度照度(lx)(lx)若已知房间特性、照明要求的情况下,计算所需若已知房间特性、照明要求的情况下,计算所需照明器数照明器数第八页,共67页。3、维护系数、维护系数灯具在使用过程中,因光通量的衰减、灯具和房间的污染引灯具在使用过程中,因光通量的衰减、灯具和房间的污染引起照度下降。起照度下降。建筑照明建筑照明(zhomng)设计标准:照明设计标准:照明(zhomng)
9、装置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同一表面上所得到的平均照度或平均亮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。度之比。维护系数维护系数K第九页,共67页。二、利用系数二、利用系数(l yn x sh)法法(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 RI矩形矩形(jxng)房间:房间:正方形房间正方形房间(fngjin):圆形房间:圆形房间:h灯具开口平面距工作面的高度,单灯具开口平面距工作面的高度
10、,单位为位为m第十页,共67页。(二二)室空间比室空间比灯具开口平面:灯具开口平面:通过灯具光中心的一个水通过灯具光中心的一个水平面;平面;工作平面:工作平面:人们人们(rn men)坐着工作坐着工作时的平面是离地的水平面;时的平面是离地的水平面;当人站着工作时,把离地的当人站着工作时,把离地的水平面看作工作面。水平面看作工作面。图图5-1 房间的空间房间的空间(kngjin)特征特征第十一页,共67页。顶棚空间:顶棚空间:灯具开口平面灯具开口平面(pngmin)到顶棚之到顶棚之间的空间;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
11、灯具开口平面(pngmin)到工作面到工作面之间的空间。之间的空间。图图5-1 房间房间(fngjin)的空间的空间特征特征第十二页,共67页。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空间比是用来表示(biosh)室内空间的比例关系室内空间的比例关系室空间室空间(kngjin)比比(Room Coefficient Ratio)顶棚顶棚(dngpng)空间比空间比(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第十
12、三页,共67页。2、有效空间、有效空间(kngjin)反射比反射比顶棚空间顶棚空间(kngjin):一部分光被吸收,一部: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。分光经多次反射从灯具开口平面射出。c、cw cc地面空间地面空间(kngjin):地面放置家具、机器,:地面放置家具、机器,光线也会被吸收、反射。光线也会被吸收、反射。f、fw fc墙面:墙面:开窗、开门开窗、开门w aw第十四页,共67页。(1)平均平均(pngjn)反射比反射比以以Ai、分别表示为第分别表示为第i表面及其反射比,则表面及其反射比,则由下面公式求出:由下面公式求出:As-顶棚顶棚(或地板或地板)空间空间
13、(kngjin)内所有表面的总面积,单内所有表面的总面积,单位为位为m2第十五页,共67页。(2)有效有效(equivalence)空间空间(kngjin)反射比反射比eAs顶棚顶棚(或地板或地板(dbn)空间内所有表面的总面积,单空间内所有表面的总面积,单位为位为m2A0顶棚顶棚(或地板或地板(dbn)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(dbn)空间各表面的平均反射比空间各表面的平均反射比第十六页,共67页。(三三)室内平均照度的确定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、确定顶棚空间有效
14、(yuxio)反射比反射比ccc顶顶棚表面棚表面实际实际(shj)反射比、反射比、cw顶顶棚空棚空间间内内墙墙面面实际实际(shj)反射比反射比第十七页,共67页。3、确定墙面平均、确定墙面平均(pngjn)反射比反射比wa若用窗面积与室空间墙的总面积之比值若用窗面积与室空间墙的总面积之比值(bzh)表表示示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玻璃玻璃(b l)窗的面积,单位为窗的面积,单位为m2g 玻璃玻璃(b l)的反射比,近似取的反射比,近似取w 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)第十八页,共67页。4、确定利用系
15、数、确定利用系数U RCR、cc、w(a)查表得出查表得出U 如果不是如果不是(b shi)表中的整数,用内插法求表中的整数,用内插法求出出U 表中接近表中接近RCR的两个数组的两个数组(RCR1,U1)、(RCR2,U2)第十九页,共67页。5、确定地板空间、确定地板空间(kngjin)有效反射比有效反射比fcf地面地面实际实际反射比、反射比、fw地面空地面空间间(kngjin)内内墙墙面面实际实际反射比反射比第二十页,共67页。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%计算的计算的 如果不是表中的整数如果不是表中的整数(zhng
16、sh),用内插,用内插法求出法求出 表中接近表中接近RCR的两个数组的两个数组(RCR1,1)、(RCR2,2)7、确定室内平均照度、确定室内平均照度Eav第二十一页,共67页。【例【例5-1】某办公室,长某办公室,长20m,宽,宽10m,高,顶,高,顶棚反射比、墙面反射比、地面反射比,窗总棚反射比、墙面反射比、地面反射比,窗总宽宽19m、高,采用嵌入顶棚式、高,采用嵌入顶棚式YG701-3型型3管荧光灯照明器照明,每支灯管额定光通量管荧光灯照明器照明,每支灯管额定光通量是是2000lm,要求满足,要求满足(mnz)国际标准的国际标准的照度,求所需的灯数。照度,求所需的灯数。第二十二页,共67
17、页。【解】【解】(1)确定室空间比、顶棚空间比、地板确定室空间比、顶棚空间比、地板(dbn)空间空间比比室空间的高度室空间的高度 hrc=2.75-0.75=2m第二十三页,共67页。(2)确定确定cc、wa、U顶棚空间有效反射比顶棚空间有效反射比cc窗户面积窗户面积室空间的墙面室空间的墙面(qin min)积积Aw=2hrc(l+w)=22(20+10)=120m2两者比值两者比值墙面墙面(qin min)平均反射比平均反射比wa=w(1-R)+gR取取cc=0.7,,查表得,查表得(RCR1,U1)=(1,0.48)、(RCR2,U2)=(2,0.43)利用系数利用系数 U=0.455 第
18、二十四页,共67页。(3)确定确定(qudng)fc、因为因为(yn wi)fc0.2,取取fc=0.3,cc=0.7,wa=查表得查表得(RCR1,1)=(1,1.07)、(RCR2,2)=(2,1.057)第二十五页,共67页。(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500-750-1000lx,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,并考虑虑到我国到我国国情国情(guqng)取取Eav=500lx。(5)照明器数照明器数维护维护系数取系数取取取5行行10列共列共50个照明器,个
19、照明器,实际实际平均照度平均照度第二十六页,共67页。(6)验验算距高比算距高比行距行距(hngj)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。第二十七页,共67页。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,把利用系数法计算的结果(ji gu)制成制成曲线,并假设受照面上的平均照度为曲线,并假设受照面上的平均照度为100lx,求出房间面积与,求出房间面积与所用灯具数量的关系曲线,该曲线称为概算曲线。所用灯具数量的关系曲线,该曲线称为概
20、算曲线。这种方法使设计人员计算工作量大为减少,但精度低于这种方法使设计人员计算工作量大为减少,但精度低于通常的利用系数法,常作为照明初步设计时近似计算用。通常的利用系数法,常作为照明初步设计时近似计算用。第二十八页,共67页。灯具类型及灯具类型及光源的种类和容量光源的种类和容量 计算高度计算高度hrc(灯具开口平面灯具开口平面离工作面的高度离工作面的高度)房间面积房间面积(min j)房间的顶棚、房间的顶棚、墙壁、地面的反射墙壁、地面的反射比比1、应用概算曲线、应用概算曲线(qxin)应已知以下条应已知以下条件件图图5-2 YG1-1型型140W荧光灯具的概算荧光灯具的概算(i sun)曲线曲
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