照明基础知识6-照明计算

6.6 适于设计师使用的粗略估算方法
1 功率密度法 这个方法对于许多类型的建筑空间都是适用 的。以一个房间为例，如果想要在这个房间 获得所需要的照明水平，采用功率密度法就 是用房间面积乘以单位面积上消耗的照明用 电功耗由此就可以得出使用荧光灯或白炽灯 光源时的用电功率。
如果在照明设计中考虑到如下的原则，那么采用 本方法时才会得到比较理想的效果。
二、任意倾斜面上照度的计算
任意倾斜面上的照度E 按下式计算：
E
p E cos sin h
E——照度计算点的水平照度；
δ——倾斜面（背光面）与水平面的夹角； h——光源至水平面的垂直距离； p——光源在水平面上的投影至倾斜面与水平面交线的垂直距离。
三、垂直面上照度的计算
【例如】
有一个15㎡的私人办公室，房间中有4台双光源灯 具，每个光源的光通量是2850lm。
房间的总光通量为： 4台灯具×2只光源／灯具×28501m／光源=228001m 除以房间面积： 22800lm／15㎡＝1520lm/㎡ 再除以2 1520／2＝760lx
让我们再用另一种方法试一下
1000 h
逐点计算法的计算步骤
4）求计算点水平面上由所有光源直射产生 的总的水平照度：
E Ei
Ei——各灯对计算点产生的水平照度E。
逐点计算法的计算步骤
5）按下式分别计算各灯对计算点产生的倾 斜面照度或垂直面照度。
E p E cos sin h
P0
n——灯数； PN——每灯的额定功率； A——受照房间面积。
nP N A
2、按比功率估算灯具安装功率
受照房间的灯具总功率可按下式估算：
P P0 A
式中P0——灯具的比功率（w／m），参看 设计手册。 因此每盏灯的功率为
PN
P0 A n
配用型灯具的比功率
控用式荧光灯（如 YG2－1型）的比功率
E
p h
E
逐点计算法的计算步骤
6）求计算点总的倾斜面照度或垂直面照度：
E E
或
E E
【例6—3】
某高压配电室拟装设YG2一2型控照式荧光灯 （双管YZ一40），如图所示。试检验图示高压 开关柜下端A、B两点的水平照度是否符合规定 的照度E＝30－50－75lx的要求，并计算其垂直 照度值。
在实际照明工程设计中，照明计算常常只进 行照度计算。
照度计算的目的
照度计算，就是根据初步拟定的照明方案计 算工作面上的照度，检验是否符合照度标准 的要求；也可以在初步确定灯具类型、功率 和悬挂高度之后，根据工作面上的照度标准 值来计算灯具数目，确定布置方案。
常用的照度计算的方法
利用系数法 概算曲线法 （利用系数法的实用简化） 比功率法 （单位面积安装功率）
6.4 逐点计算法
逐点计算法是指逐一计算附近各个光源对照 度计算点的照度，然后进行叠加，得其总照 度的计算方法。
一、逐点计算法的主要特点
1）假设灯具的光源为“点光源”。 2）逐点计算法利用距离平方反比 定律（又称“照度定律”）：
E
I cos l
2
3）逐点计算法可计算任一倾斜面 上的照度，但只计算光源的直射 照度（不含反射光通引起的照 度），因此适于带反射罩的灯具 照明。
垂直面上的照度E┴可按下式计算：
E
p h
E
式中 E——照度计算点的水平照度。
四、逐点计算法的计算步骤
1）根据所确定的照明方案，选择几个有检 验意义的照度计算点。
逐点计算法的计算步骤
2）根据每盏灯至计算点的水平距离d和垂直 距离h，从有关灯具的空间等照度曲线上查 得各灯具的假想光源（其中Φ=1000lm）在 计算点的水平面上产生的假想照度Eima； 或者根据每盏灯对计算点的d／h比值和灯具 对计算点的水平面位置角β，从灯具的平面 相对照度曲线上查得各灯具的假想光源（其 中Φ=1000lm）在计算点的水平面上产生的 假想照度Eima。
N
EA UK S
【例6—1】
某机械加工车间，长36m，宽18m，柱距6m， 屋架下弦高度11m。该车间顶棚的反射比＝ 50％，墙壁的反射比=30％，地板的反射比 ＝20％。整个车间拟采用混合照明，其一般 照明采用混光灯具，平均照度不低于100lx。 试选择其一般照明的混光灯具，并进行合理 布置。
考虑到灯具在使用过程中，因光源光通量的衰减、 灯具和房间的污染而引起照度下降。
维护系数值（据GB50034-2004）
二、按利用系数法计算工作面上的平均照度的思路
已知灯具光源总数时，可按下式计算工作面 上的平均照度：
E S NUK A
三、按利用系数法确定灯数
已知工作面上的平均照度标准值时，可按下 式确定灯数：
假定房间的顶棚很高，灯具与油画的距离为 6m。 对这一距离求平方36㎡ 再乘以所希望达到的照度值 36㎡×540lx＝19400cd 由此就可以得到所需灯具的中心光强值。
在下表中列出了光强为20000cd的几种射 灯的参数。
同样是在15㎡的办公室，采用某个特定的光源，其 光通量是2200lm，希望获得430lx的照度，乘以2为 860lx。 再乘以被照明的房间面积，就可以得到所需要的总 光通量（860×15＝12900lm）。 然后，用每个光源的光通量去除总光通量，即可得 到所需要的灯具台数（12900lm／2200lm／光源 =5.86台），取整后为6台灯。 也就是说，需要6台单光源灯具，或者3台双光源灯 具，或者2台三光源灯具，或者1台安装了六光源的 灯具。
1）试选灯具和光源。 2）计算受照房间面积A。 3）根据灯具型式、计算高度及墙壁、顶棚、地 板的反射比和房间面积A，查对应的灯具概算 曲线，得计算灯数N。 4）根据照度标准值E确定灯数n。
n
0 . 7 EN 100 K
【例6—2】用概算曲线法重做例6—1
某机械加工车间，长36m，宽18m，柱距6m， 屋架下弦高度11m。该车间顶棚的反射比＝ 50％，墙壁的反射比=30％，地板的反射比 ＝20％。整个车间拟采用混合照明，其一般 照明采用混光灯具，平均照度不低于100lx。 试选择其一般照明的混光灯具，并进行合理 布置。
【解】
1．灯具类型的选择 2．计算室空间比RCR 3．确定灯具的利用系数和维护系数 4．计算灯数，并进行灯具布置 5．校验最大允许距高比 6．计算实际照度值
工业照度标准（据GB50034-2004）
混光光源的光通量比和显色效果
部分灯具的技术数据
6.2 概率曲线法
2 简化流明法
本方法也只适合于某些类型的照明以及在某 些场所的使用。
使用方法如下：
（1）用光源的初始总光通量除以被照明场 所的面积。 （2）将前面得到的结果再除以2，就能得 到被照明场所的照度近似值。
如果想要知道所希望得到的照明水平需要多 少光通量的话，把上面的过程倒过来即可：
（1）将设计照度乘以2。 （2）用获得的结果乘以房间面积，由此可 以得到所需要的总光通量。 （3）用总光通量除以所用光源的单灯初始 光通量，即可获得所需要的灯数量。
【解】
1．灯具类型的选择 2．计算车间面积 3．利用概算曲线查计算灯数N 4．确定实际灯数n
6.3 比功率法（单位容量法）
实际照明设计中，常采用“单位容量法”对 照明用电量进行估算，单位容量法是一种简 单的计算方法，只适用于方案设计时的近似 估算。
1、比功率的概念
照明光源的比功率，是指单位面积上照明光源的安 装功率P0，即
U


f S
式中，U ——利用系数； f ——由灯具发出的最后落到工作面上的光通量； S ——每个灯具中光源额定总光通量。

2．室内平均照度 E
S NUK A
E
式中 ， E——工作面平均照度，单位为lx； N——灯具数； A——工作面面积，单位为 ㎡； K——维护系数。
3．维护系数 K
（1）这个方法仅适合于具有白色天花板、 中性色调或浅色调的墙面、窗户数量适当等 要求的普通房间。当房间墙面为暗色调或房 间的形状比较特殊时，这一方法就不适用了。 （2）在房间的照明设计中，尽量采用普通 的或常用的照明设备。避免那些别出心裁地 使用照明设备的方法。 （3）充分了解白炽灯、卤钨灯以及荧光灯 等光源在照明效果方面的差别。
3 简化逐点计算方法
（1）计算出灯具与被照物之间距离的平方 值。 （2）用计算结果乘以所要求的设计照度值 （比如住宅、旅馆、餐厅等处的照度为 210～540lx，商店或艺术品展示等所需要的 照度可达到2690lx）由此就可以获得近似的 光强值。
【例如】
如果想要照亮住宅中的一幅油画，其设计照度大 约应该为540lX。
逐点计算法的计算步骤
3）计算各灯具的实际光源（其光通量为ΦN） 在计算点的水平面上产生的照度： ①利用灯具的空间等照度曲线计算时，按下式 计算： K E
E
N mia
1000
②利用灯具的平面相对等照度曲线计算时，由 于该曲线是根据h＝lm来绘制的，因此按下式 计算： K E
E
N mia 2
1）计算受照房间面积A。 2）根据灯具型式、计算高度及墙壁、顶棚、地板 的反射比和房间面积A，查对应的灯具概算曲线， 得计算灯数N。 3）按公式计算水平工作面的平均照度
E 100 Kn 0 .7 N
K——实际的维护系曲线法确定灯数的思路
6 照明计算
DIALUX AGI32 RELUX LIGHTSCAPE
白天，建筑塑造光的空间； 夜晚，光限定建筑的空间。 如果说建筑是空间的载体，那光就是它的生命。 没有光，空间就失去了意义。