第三章照度计算ppt课件.ppt

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1、1、点光源的点照度计算,2、线光源的点照度计算,3、平均照度计算,第三章 照度计算,主要介绍:,一、指向平面照度,二、水平面照度,三、倾斜面和垂直面照度,五、实用计算图标表,四、实际照度计算公式,1、点光源的点照度计算,小 结,六、点光源直射照度计算举例,1. 含义,点源在N平面P点产生的En与光源射向被照点的光强I成正比 与光源至被照点距离l的平方成反比,一、指向平面照度,与入射光垂直的平面,用N表示,指向平面照度：光源在N平面上某点所产生的法线方向照度En,2. 计算公式,3. 结论,点光源,N平面上一点,含P点的面元,光源对面元所形成的立体角,入射光与光轴的夹角,点照度计算的距离平方反比

2、定律,点源在H平面P点产生的Eh与光源射向被照点的光强I及被照面与入射光线的夹角的余弦成正比, 与光源至被照点距离 l 的平方成反比,1. 含义,二、水平面照度,水平面照度：光源在水平面H上某点所产生的法线方向照度Eh,2. 计算公式,3. 结论,而 ，,则,或,H平面与N平面的夹角，也是Eh与En之间的夹角,1. 点光源在不同平面上P点的照度比,三、倾斜面和垂直面照度,2. 倾斜面照度Ei,3. 垂直面照度Ev,则,得,将90代入下式,得,倾斜照度系数,倾斜角：倾斜面的背光面与水平面之间的夹角,点源在不同平面同一点的照度比为点源至该平面的垂线长度之比,四、实际照度计算公式,1. 点照度计算公

3、式回顾,2. 实际照度计算公式,理论推导,或,灯具配光特性的绘制条件是光源光通 量为1000lm, 若I 从配光特性上查取 则需按实际光源光通量进行换算,实际应用中的减光问题：光源光通量 随点燃时间衰减、灯具老化积尘其效 率减少、房间积尘引起其反射光减少,考虑灯具的维护系数K,Eh 为水平面照度，lx;I 为灯具内光源总光通量为1000lm时方向光强，cd;为灯具内实际光源的总光通量，lm;K 为维护系数。,1. 空间等照度曲线,光源总光通量为1000lmh1m， K1,五、实用计算图表,Eh与P点坐标(h,d)的关系曲线,2. 平面相对等照度曲线,绘制条件,计算公式,光源总光通量为1000l

4、m维护系数K1,绘制条件,计算公式,Eh与P点坐标(d/h,)的关系曲线,例4-1 有一接待室长6.6m，宽4.4m，净高3.0m，桌面高度为0.8m，采用6只JXDS-2平圆吸顶灯照明。已知房间顶棚的反射比为0.7，墙面的平均反射比为0.5。求房间内桌面上A点的照度。,六、点光源直射照度计算举例,解 按点源水平照度计算公式计算,灯1(或灯4)对A点产生的E1,4,灯2(或灯5)对A点产生的E2,5,灯3(或灯6)对A点产生的E3,6,A点的实际照度EA,本节小结:,一、指向平面照度：,二、水平面照度：,五、实用计算图标表：照度曲线,四、实际照度计算公式：,计算举例,或,三、倾斜面照度： 垂直

5、面照度：,K等于照明装置在使用一定周期后，规定表面上的平均照度(亮 度)与该装置在相同条件下新安装时,在同一表面上所得到的平 均照度(亮度)之比,K小于1设计余量，其值可查表(表4-1),维护系数概念,主要介绍:,一、线光源在水平面的点照度计算,二、线光源在垂直面的点照度计算,三、特殊情况下的照度计算,五、计算举例,四、应用线光源等照度曲线计算,2、线光源的点照度计算,小 结,1. 公式推导思路,假设：光源在ABP平面与横向平面 的交线方向的光强为I,0,一、线光源在水平面的点照度计算,则该方向上的单位光强为,取线元dx：并设dx指向P点方向与 横向平面之间的夹角为,则：,假设：纵向平面的光强

6、分布为,(A、C、D、E类),纵向配光函数f()cosn, 则：,假设：dx在P点产生的指向A端的 法线照度为,假设：点源dx在P点产生的法线照度为,一、线光源在水平面的点照度计算,求：线光源在P点产生的法线照度,水平方位系数,一、线光源在水平面的点照度计算,整理En：,2. 实际计算公式,求水平照度Eh：,和,和,考虑实际光源总光通量和减光因素,二、线光源在垂直面的点照度计算,1. 公式推导思路,线光源在P点产生的垂直面照度Ex公式，可借助线光源在P点产生的水平面照度Eh公式的推导思路,2. 计算公式,(A、C、D、E类),令,垂直方位系数,处理方法将线光源分段或延长计算各段光源在该点产生的

7、照度求各段光源在该点照度的代数和,三、特殊情况下的照度计算,1. 计算点不在线光源端部垂直面,举例说明,使各段线光源都有一个端部与计算点在同一个垂直面内,将AB分段为AC和CB，并延长至AD,求各段照度：EhAD、EhBD、EhAC、EhCB,求照度的代数和:,三、特殊情况下的照度计算,2. 不连续线光源,各段光源间的距离sh/4cos： 按连续线光源考虑 但光强或单位长度光强乘修正系数C,各段光源间的距离sh/4cos： 先分段计算，后求代数和,各段光源特性相同(即灯具相同)且并按同一轴线布置,式中 l各段光源的长度，m; s各段光源间的距离，m； N整列光源光源的段数,四、应用线光源等照度

8、曲线计算,1. 线光源等照度曲线,绘制条件,计算公式,光源总光通量为1000lm、维护系数K1、计算高度h1,2. 应用线光源等照度曲线计算水平照度,线光源的总光通量，lm,水平面相对照度,各线光源对计算点产生的相对照度算术和，lx,h灯具的计算高度，mK维护系数,五、计算举例,例4-2 由四盏YG701-3三管荧光灯具(336W)组成一条连续光带,如图4-17所示。求P点的水平照度。,解 按方位系数法的基本公式计算,计算配光函数值，确定灯具类型,计算方位角1和2,查方位系数Fx,值与理论配光函数之比较,C类,五、计算举例,计算垂直角,求Eh,用直线内插法求得,求光强,查表得,本节小结:,一、

9、线光源在水平面的点照度计算,二、线光源在垂直面的点照度计算,三、特殊情况下的照度计算,五、计算举例,四、应用线光源等照度曲线计算,主要介绍:,一、利用系数的有关概念,二、平均照度计算,三、平均照度计算举例,小 结,四、平均照度的简化计算,3、平均照度计算,1. 灯具的利用系数,式中 f由灯具发出的最后落到工作面上的光通量,lm,每个灯具内光源额定总光通量,lm,注意,公式,f直接光通量间接光通量，故U1,编制灯具在不同条件下的利用系数表，以便简化计算，但不 同灯具的利用系数表不能混用,灯具直射,经室内各表面反射,一、利用系数的有关概念,2. 室形指数和空间系数,矩形房间的三个空间,顶棚：灯具平

10、面到顶棚之空间,地板：工作面与地板之空间,室空间：灯具平面与工作面空间,一、利用系数的有关概念,顶棚空间高度,室空间高度,地板空间高度,室形指数RI,l房间长度，m,w房间宽度，m,空间系数,室空间系数,顶棚空间系数,地板空间系数,宽而矮：13中等宽和高：36窄而高：610,约0.65.0,3. 有效空间反射比,有效顶棚空间反射比cc,有效地板空间反射比fc,式中 A0顶棚(或地板)空间平面面积，m2,顶棚(或地板)空间各表面的平均反射比,As顶棚(或地板)空间内所有表面的总面积，m2,一、利用系数的有关概念,4. 墙面平均反射比w,Ai第i 块表面的面积，m2,i第i块表面的反射比,5. 利

11、用系数表举例,简式荧光灯的利用系数表（部分,fc=20%）,一、利用系数的有关概念,1. 基本计算公式,式中 Eav工作面平均照度，lx, 每只灯具内光源的总光通量，lm,N灯具数量,U利用系数,A工作面面积，m2,K维护系数,二、平均照度计算,计算满足照度标准要求所需灯具数量,验算已知照明系统照度,2. 平均照度计算步骤,确定房间的空间系数RCR,计算有效空间反射比cc和fc以及墙面平均反射比w,根据灯具的利用系数表，确定利用系数U,根据房间的污染特征，确定维护系数K,代入公式，计算平均照度Eav,二、平均照度计算,3. 确定利用系数U时应注意的问题,不同灯具的利用系数表不能混用,若RCR不

12、是整数，可用直线内插法计算,若反射比不是10的整数倍，可四舍五入,若fc与利用系数表编制条件不同(20%)则应修正,二、平均照度计算,例4-3：有一教室长6.6m，宽6.6m，高3.6m。在离顶棚0.5m的高度内安装有8只YG1-1型36W荧光灯具，课桌高度为0.8m，教室内各表面的反射比见图(4-19)所示。试计算课桌面上的平均照度(36W荧光灯光通量取3350lm)。,解：采用利用系数法计算,求室空间系数RCR,hrc 3.60.50.82.3m,三、平均照度计算举例,三、平均照度计算举例,求各反射比,求cc,A06.66.643.6m2,As43.6 6.60.5 4 56.8m2,70

13、%,求fc,A043.6m2,，As43.6 6.60.8 4 64.72m2,10%,求w,由图知： w50%,确定利用系数U,查灯具的利用系数表（附录1-2）,RCR3, cc70%, w50%时, U0.53,RCR4, cc70%, w50%时, U0.46,用直线内插法求利用系数,RCR3.48 , cc70%, w50%时, U0.5,修正fc20%时对利用系数的影响（附录1-4）,fc10% :RCR3的系数为0.957, RCR4的系数为0.963,直线内插后, RCR3.48, fc10%时的修正系数为0.96,三、平均照度计算举例,求利用系数U,RCR3.48,cc70%,

14、w50%,fc10%时,U0.960.50.48,确定维护系数K,查表4-1：K0.8,计算平均照度Eav,三、平均照度计算举例,满足现行标准要求时本教室所需灯具数量：,不满足要求,原因：,取N12盏,300lx,讨论:,光源光效低、或灯具数量少、或灯具的利用系数低,解决方案：,选光效更高光源、或增加灯具数量、或提高利用系数,三、平均照度计算举例,布灯方案一,距高比：,A-A：1.7/2.30.74,B-B：2.2/2.30.96,三、平均照度计算举例,布灯方案二,距高比：,A-A：3.3/2.31.44,B-B：2.2/2.30.96,三、平均照度计算举例,编制条件： 假定照度是100lx，

15、将利用系数法的计算结果绘制成曲线,1. 灯具概算曲线法,灯具概算曲线： 房间面积与所用灯具数量的关系曲线,概算曲线的应用： 已知灯具类型、光源光通量、计算高度、房间面积、房间各面的反射比和维护系数 从概算曲线上查得所需灯具的数量N,四、平均照度的简化计算,灯具概算曲线举例(CDG101-NC400),四、平均照度的简化计算,使用概算曲线应注意的问题,不同型号的灯具，其概算曲线不能混用,若实际情况与绘制条件不同，应修正,式中,n实际应采用的灯具数量，个,N由概算曲线上查得的灯具数量，个,K实际采用的维护系数,K概算曲线上假设的维护系数,E设计所要求的平均照度，lx,实际灯具的光源总光通量，lm,

16、绘制概算曲线所用灯具的光源总光通量，lm,四、平均照度的简化计算,概算曲线法应用举例,某车间长48m, 宽18m, 工作面高0.8m, 灯具距工作面10m; 有效顶棚反射比cc0.5, 墙面平均反射比w0.3, 有效地板反射比fc0.2；选用CDG101-NG400型灯具照明。若工作面照度要求达到50lx, 试用灯具概算曲线计算所需灯数。,解：用灯具的概算曲线计算,由曲线得cc0.5, w0.3, fc0.2, h10m时，N5.5,工作面面积A4818 864 m2, 计算高度h10m,根据实际照明现场情况，取n3个,当照度为50lx时所需灯数：,四、平均照度的简化计算,2. 单位容量法,依

17、据利用系数计算法，在一定假设条件下编制而成单位容 量计算表,单位容量计算表分为： 单位功率计算表：达到设计照度时1m2的面积上需要 安装的电功率,W/m2 单位光通量计算表：达到设计照度时1m2的面积上需 要的光通量,lm/m2,注意:编制条件不同时,单位容量计算表有不同形式,四、平均照度的简化计算,单位容量计算表举例（部分）,四、平均照度的简化计算,上述单位容量计算表的编制条件,室内顶棚反射比为70%；墙面平均反射比为50%；地板反 射比为20%,计算平均照度为1lx，维护系数为0.7,白炽灯的光效为12.5lm/W(220V，100W); 荧光灯的光效 为60lm/W(220V，40W),

18、灯具效率70%；遮光格栅灯具的效率55%,灯具配光分类符合国际照明委员会的规定,四、平均照度的简化计算,单位电功率,单位容量法计算公式,P、设计照度下房间需要的最低电功率、光通量(W、lm),P0、0照度为1lx时的单位电功率、光通量(W/m2.lx、 lm/m2.lx),A工作面的面积,m2,E设计照度,lx,N达到设计照度时所需灯具的数量,P、每个灯具的光源总功率、光通量(W、lm),C1、C2、C3修正系数,四、平均照度的简化计算,单位光通量,C1对反射比的修正、 C2对灯具中光源的修正、 C3对灯具效率的修正,所选灯具为半直接型配光灯具，查表得,有一房间面积A为9654(m2)，房间高

19、度为3.6m。已知室内顶棚反射比为70%、墙面反射比为50%、地板反射比为20%，K0.7，拟选用40W(含电子镇流器的功率损耗)普通单管荧光吊链灯具(简式荧光灯具)， hcc0.6m，如要求设计照度为100lx，试确定灯具数量。,单位容量法计算举例,解：,hrc3.6hcc3.60.63.0 m,四、平均照度的简化计算,直线内插：P00.0565,RCR5.0，P00.0614 RCR4.0，P00.0556,则：PP0AE 0.056554100305.1 W,故灯具数量:,选用8盏40W荧光灯具,本节小结:,一、利用系数法精确计算法 考虑直射光和反射光 关键：利用系数(室空间系数、反射比） 要求：正确使用计算公式,二、概算曲线法和单位容量法简化计算法 概算达到设计照度时所需灯具数量 要求：熟练使用基本公式进行计算,