單位容量法快速計(jì)算照度的研究

　　關(guān)鍵詞：照度計(jì)算 單位容量 利用系數(shù) 光通量 

 

　　Research On Unit Capacity Method Of Quick Illuminance Calculation　

                                               Fu Min

　　Abstract: The illuminance calculation plays an important role in the whole conception of the architectural light environment.It can easily balance the accuracy and convenience,and make the maneuverability of illuminance calculation in pratice more than ever.

　　Key Words: illuminance calculation, unit capacity,utilization coefficent,luminous flux

 

　　照明計(jì)算是照明設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容,照度計(jì)算又是照明功能效果計(jì)算的重要組成部分。照度計(jì)算的目的是根據(jù)所需要的照度值,結(jié)合其它已知條件(如照明器型式及布置、房間各個(gè)面的反射條件及污染情況等)來(lái)決定燈泡的容量或燈的數(shù)量。

　　照度計(jì)算方法有利用系數(shù)法和逐點(diǎn)計(jì)算法(包括平方反比法、等照度曲線法、方位系數(shù)法等) 兩大類,利用系數(shù)法用于計(jì)算平均照度與配燈數(shù),逐點(diǎn)計(jì)算法用于計(jì)算某點(diǎn)的直射照度�，F(xiàn)將這兩種計(jì)算方法的特點(diǎn)及使用范圍對(duì)比如下:

 

　　利用系數(shù)法利用系數(shù)計(jì)算此法考慮了直射光及反射光兩部分所產(chǎn)生的照度計(jì)算結(jié)果為水平面上的平均照度計(jì)算室內(nèi)水平面上的平均照度,特別適用于反射條件好的房間．查概算曲線一般生產(chǎn)及生活用房的燈數(shù)概略計(jì)算

　　逐點(diǎn)計(jì)算法平方反比法此法只考慮直射光產(chǎn)生的照度,可以計(jì)算任意面上某一點(diǎn)的直射照度采用直射照明器的場(chǎng)所,可直接求出水平面照度等照度曲線法方位系數(shù)法，使用線光源的場(chǎng)所,求算任意面上一點(diǎn)的照度

 

　　 以上這兩種計(jì)算方法,各文章都介紹的較多了,這里不再?gòu)?fù)述。從實(shí)際使用效果來(lái)看,以上兩種方法都存在計(jì)算繁瑣，建筑專業(yè)條件眾多，適用范圍較小等不足之處，主要體現(xiàn)在：

 

　　 1.對(duì)眾多不同光照特性的控照器，僅僅靠頂棚空間比CCR中的hcc簡(jiǎn)單劃分成兩種形式是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

　　 2．現(xiàn)有頂棚有效光反射比ρcc曲線不能滿足當(dāng)代建筑豐富多彩的室內(nèi)裝飾材料，而且維護(hù)系數(shù)的分類較粗糙。

　　 3.它假設(shè)了工作面上所有計(jì)算點(diǎn)的照度均相同，無(wú)法滿足一些特殊場(chǎng)合照度的計(jì)算。

 

　　 其計(jì)算結(jié)果僅為最小照度值，僅適用于大面積、高凈空、維護(hù)結(jié)構(gòu)反射比較低的室內(nèi)空間。

　　 在缺乏專門照明設(shè)計(jì)軟件的條件下，以上方法很難做到高精確度。隨著照明技術(shù)的發(fā)展、電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和建筑裝飾的深入,照度計(jì)算已被人們廣泛關(guān)注并為科學(xué)工作者所研究。從研究動(dòng)向來(lái)看,照明計(jì)算主要向兩個(gè)方面發(fā)展,其一是力求簡(jiǎn)單迅速,經(jīng)常是將計(jì)算好的在各種可能條件下的結(jié)果編制成圖表、曲線供設(shè)計(jì)人員查用,其二是力求準(zhǔn)確。由于各種參數(shù)的不精確,計(jì)算結(jié)果有+20%至-10%的誤差是允許的。針對(duì)非研究場(chǎng)合及一般施工設(shè)計(jì),真正實(shí)用的方法應(yīng)該是簡(jiǎn)便易算且有較高準(zhǔn)確度的,比較而言,現(xiàn)推薦一種單位容量法或稱為簡(jiǎn)化版利用系數(shù)法。

 

　　 單位容量法適用于均勻的一般照明計(jì)算,它主要計(jì)算每單位被照面積所需的燈具安裝功率: W=P/S    P-全部燈具安裝功率,瓦; S-被照面積,米2

或直接計(jì)算燈具數(shù)量N=E*A*φ0*C1*C2/φ,單位容量W決定于下列各種因素:需求照度E,房間面積A,單位面積每LX光通量φ0,修正系數(shù)C1、C2,照明燈具光通量Φ。

 

    我們給出一套速查表格以便使用。表格相關(guān)說明如下:

 

1. 室形指數(shù)RI=W* L/H*(W+L)  W-房間寬; L-房間長(zhǎng), H-燈具至工作面高度,并據(jù)此室形指數(shù)結(jié)合燈具配光類型查表得出φ0。見附表1。

 

2. 室內(nèi)頂棚、墻面及地面的反射系數(shù)分別為ρC、ρW、ρf,根據(jù)實(shí)際環(huán)境不同可加系數(shù)C1修正。見附表2。

 

3. 各燈具效率不同, 可加系數(shù)C2修正。見附表3。

 

                       附表1

室形指數(shù)   RI   直接型配光燈具半直接型配光燈具均勻漫射配光燈具半間接型配光燈具間接型配光燈具

S<0.9h S<1.3h 

  0.6   5.38 5.00 5.38 5.38 7.78 8.75

  0.8   4.38 3.89 4.38 4.24 6.36 7.00

  1.0   3.89 3.41 3.68 3.59 5.39 6.09

  1.25 3.41 2.98 3.33 3.11 4.83 5.00

  1.5 3.11 2.74 3.04 2.86 4.38 4.83

  2.0 2.80 2.46 2.69 2.50 4.00 4.38

  2.5 2.64 2.30 2.50 2.30 3.59 4.89

  3.0 2.55 2.30 2.37 2.19 3.33 3.68

  3.5 2.46 2.12 2.30 2.11 3.18 3.33

  4.0 2.37 2.06 2.22 2.03 3.04 3.33

  4.5 2.35 2.02 2.17 1.99 2.98 3.26

  5.0 2.33 1.97 2.12 1.94 2.92 3.18

附注:S為燈具間距,h為燈具安裝高度

 

直接型照明器允許距高比分類

分類名稱      距高比s/h

特狹照型 S/h≤0.5

狹照型(深照型,集照型) 0.5<S/h≤0.7

中照型(擴(kuò)散型,余弦型) 0.7<S/h≤1.0

廣照型 1.0<S/h≤1.5

特廣照型 1.5<S/h

 

附表2

  ρC      0.7     0.6     0.4

  ρW      0.5     0.4     0.3

  ρf      0.2     0.2     0.2

  C1       1     1.08     1.27

 

附表3

燈具效率    0.7     0.6    0.5

    C2     1     1.22     1.47

 

　　 通過以上表格能進(jìn)行計(jì)算的第一步:查出φ0, C1, C2,第二步代入所需照度E及房間面積A,第三步選擇合適的光源及其光通量。最后得出布燈數(shù)量。

　　 某廠房的尺寸為:寬X長(zhǎng)X高=20mx50mx8m,頂棚反射比ρC=70%,墻面反射比ρW=50%,地板反射比ρf=20%,采用150W金屬鹵化物燈寬光束塊板面照明燈具,光源光通量10809lm,燈具效率72.9%,現(xiàn)要求室內(nèi)地面平均照度為100lx,試求室內(nèi)布燈數(shù)?

 

　　第一步:求室形指數(shù)RI=W* L/H*(W+L),代入W=20m,L=50m,H=8m,得出RI=1.78。照明燈具為寬配光金鹵燈,屬于中照型燈具, 距高比S/h<1.0,查表1得出單位容量光通量最接近數(shù)值φ0=2.8。據(jù)燈具效率及各反射比可知修正系數(shù)C1,C2均為1。

 

　　第二步:要求照度標(biāo)準(zhǔn)E=100 lx,廠房面積A=1000m2。

 

　　第三步:光通量φ為10809lm,代入公式計(jì)算出燈具數(shù)量為N=E*A*φ0*C1*C2/φ=25.9<個(gè)>。

 

　　 利用系數(shù)法首先要計(jì)算室空比、頂空比及地空比,再計(jì)算頂棚、墻面、地板有效反射比,確定利用系數(shù)加上維護(hù)系數(shù)。此法計(jì)算準(zhǔn)確度雖較高,但步驟很繁瑣,除非用計(jì)算機(jī)編程輔助計(jì)算,否則工作量很大。而單位容量法的計(jì)算結(jié)果與采用利用系數(shù)法結(jié)果(25個(gè))相當(dāng)接近,但計(jì)算步驟要簡(jiǎn)便許多。在實(shí)際設(shè)計(jì)中常常是燈具并不確定,需要不斷計(jì)算調(diào)整型號(hào)及位置以達(dá)到滿意的效果,此法手工計(jì)算花費(fèi)時(shí)間較短,因此在實(shí)際中有較廣泛的運(yùn)用前景。