照明計(jì)算利用系數(shù)法

基本原理見圖5。從光源發(fā)出的總光通F0,除在燈罩內(nèi)損失了一部分之外,射入室內(nèi)空間的光通，一部分直達(dá)工作面，形成直射光通量Fd；另一部分射到室內(nèi)其他表面上，經(jīng)過一次或多次反射才達(dá)到工作面上，形成反射光通量Fρ。射到工作面上的有用光通Fu為：

Fu=FdFρ

Fu越大,表示光源發(fā)出的光通被利用的越多。Fu與F0之比,稱為燈具的利用系數(shù)C>u： C>u=F>u/F0

C>u值與燈具類型、效率，照明方式，房間大小，室內(nèi)各表面的反光系數(shù)有關(guān)。 　利用系數(shù)法的計(jì)算公式為: F=E·S/(N·C>u·K)

式中F為單個燈具光源的光通量（流明）；E為照明標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的該工作條件平均照度值(勒克斯);S為工作面面積(米);N為所用燈具個數(shù);K為維護(hù)系數(shù)。C>u、K均可從有關(guān)的手冊等查出。據(jù)此，可求F或N。2100433B

可計(jì)算照明工作面上的水平照度、垂直照度、傾斜面照度、平均柱面照度、球面照度等。一般照明計(jì)算中常以水平照度作為衡量照明水平的標(biāo)準(zhǔn)。按照明光源的形狀不同，有下列三種水平照度計(jì)算法。

① 點(diǎn)光源。當(dāng)照明光源的尺寸與被照物的距離相比可以忽略不計(jì)時，可視為點(diǎn)光源。它在計(jì)算點(diǎn)上形成的照度E（勒克斯），可用下列計(jì)算公式（公式1）：式中I為入射光線的光強(qiáng)（坎德拉）；r為光源到計(jì)算點(diǎn)的距離（米）;ɑ為入射角（入射光線同計(jì)算點(diǎn)所在被照平面法線的夾角）。

由于上述公式僅考慮了直射光，未考慮反射光，故增加一附加照度系數(shù)Kρ，以表征反射光對計(jì)算點(diǎn)上照度的貢獻(xiàn)。在使用過程中，由于光源老化，燈具和室內(nèi)表面逐漸被灰塵污染，室內(nèi)照度便會下降。為了適當(dāng)提高初始的照度,所以又增加表征此因素的的維護(hù)系數(shù)K。考慮上述因素后，點(diǎn)光源計(jì)算公式為(公式2)：

② 線光源。當(dāng)照明光源的尺寸與光源至計(jì)算點(diǎn)距離較近，且光源本身的長寬比相差很大時，可視為線光源。為了簡化計(jì)算，常借助于一些計(jì)算圖表，如線光源等照度曲線。圖1為簡式熒光燈等照度曲線，假設(shè)：光源光通為1000流明,K =1,計(jì)算點(diǎn)處于線光源的一端的情況下制定的，在計(jì)算中應(yīng)考慮線光源與計(jì)算點(diǎn)的相對位置和實(shí)際使用燈的光通量與等照曲線的換算關(guān)系。位置不同，計(jì)算方法亦有差異。

圖2為線光源計(jì)算圖例,圖2a中P1點(diǎn)的照度E1,是按l2/h、d/h;l1/h、d/h值從圖1中查出相應(yīng)的照度e2、e1之差,即E1=e2-e1。圖2b中P2點(diǎn)的照度E2，則是e2、e1之和，即E2=e2 e1。圖2c中P3點(diǎn)的照度是由多個間斷布置的光源的照度之和組成，各個燈管的照度則可按求E1的方式推算。實(shí)際照度值E′=FEKρ·K/1000,式中F為選用光源的光通量（流明）,E為從圖2查出并經(jīng)上述計(jì)算而得的照度（勒克斯），Kρ·K分別為附加照度系數(shù)和維護(hù)系數(shù)。

③ 面光源。當(dāng)光源的最小尺寸大于光源至計(jì)算點(diǎn)距離的1/4時,可視為面光源。可利用圖表簡化計(jì)算。它是假設(shè)計(jì)算點(diǎn)在發(fā)光面一角的垂線上,如圖3中P1所示。根據(jù)均勻亮度的光源長(l)、寬(b)和它至計(jì)算點(diǎn)的距離(h)，算出h/l、b/l值,就可以從圖4中查出計(jì)算點(diǎn)照度 E（勒克斯）和光源亮度B（坎/米）的比值，計(jì)算點(diǎn)照度可用光源亮度和這一比值的乘積求出。圖3中 P2點(diǎn)照度是由一角處于P2點(diǎn)垂線上的四個四邊形A、B、C、D對P2點(diǎn)所形成的照度之和。P3點(diǎn)的照度可用填補(bǔ)法求出。假設(shè)E區(qū)也是光源區(qū),則A、B、C、D區(qū)對P3點(diǎn)的照度可由A、B、C、D、E區(qū)組成的四邊形對 P3點(diǎn)所形成的照度減去四邊形E對P3形成的照度求出。

2011年1月14日，《室內(nèi)照明計(jì)算基本方法》發(fā)布。

2011年6月1日，《室內(nèi)照明計(jì)算基本方法》實(shí)施。

人們周圍的亮度發(fā)生變化后，人眼為了適應(yīng)變化后的亮度，需要有一定的適應(yīng)時間。亮度和適應(yīng)時間的關(guān)系如附圖A所示。

過渡照明的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮四個問題：（1）室外亮度或照度；（2）室內(nèi)表面亮度；（3）根據(jù)室內(nèi)外亮度差確定適應(yīng)時間；（4）根據(jù)適應(yīng)時間、人行速度確定所需距離的長度。

以下是供計(jì)算用的參考數(shù)據(jù)：

（1）全國各地室外散射照度列入附錄B；

（2）入口處室內(nèi)外亮度變化可按10∶1～15∶1考慮；

（3）亮度—時間曲線如附圖A所示；

（4）清潔程度一般的水泥地面反射系數(shù)為15%；水磨石為60%。

（5）人行速度為2.5km/h；

（6）漫反射表面的亮度、照度和反射系數(shù)的關(guān)系如下：

式中 L——地面亮度（cd/㎡）；

ρ——地面的反射系數(shù)；

E——地面的照度（Lx）。

過渡照明計(jì)算示例：

北京地區(qū)某附建式人防旅館，從入口門廳到地下室過道入口處需行走15s，計(jì)算地下室過道入口處及樓梯拐彎處所需的照度。計(jì)算步驟：

a 由附錄B可查出北京地區(qū)室外散射照度為11000Lx，設(shè)室內(nèi)外地面均為水泥材料，又按室內(nèi)外亮度變化可為15∶1，所以按照度計(jì)算，室內(nèi)門廳照度為11000/15=733Lx

b 由下式計(jì)算出室內(nèi)入口處的亮度

c 從亮度—時間曲線可知，從亮度35cd/㎡經(jīng)15a后的適應(yīng)亮度約1.3cd/㎡。此即地下室過道入口處的亮度。

d 由公式計(jì)算出地下室走道所需的照度值

e 行人到樓梯拐彎處約需7.5s，由亮度—時間曲線上查出此處的亮度約為5cd/㎡，則地面照度為：

說明：考慮亮度時應(yīng)考慮人們主視線

方向的亮度，對于附建式建筑如旅館、醫(yī)院，人們需經(jīng)樓梯進(jìn)入地下室，此時人們視線的主要方向是樓梯臺階面及地下室入口處地面，而對于單建式建筑如地下商場，人們進(jìn)門后主要視線是室內(nèi)空間，所以對計(jì)算的亮度宜具體分析。