建筑电气照明照明计算课件.pptx
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- 建筑 电气 照明 计算 课件
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1、第五章 照明计算 5.1 平均照度计算5.2 点光源直射照度计算5.3 线光源直射照度计算5.4 面光源直射照度计算5.5 平均亮度计算5.6 不舒适眩光计算 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:u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(照明器型式及布置照明器型式及布置、房间各个面的反射条件及污染情况等、房间各个面的反射条件及污染情况等),决定照明,决定照明器数量及电光源容量,确定照明器布置方案。器数量及电光源容量,确定照明器布置方案。u在照明器型式、布置及光源的容量已确定情况下,在照明器型式、布置及光源的容量已确定情况下,通过
2、照明计算来定量评价实际场合的照明质量。通过照明计算来定量评价实际场合的照明质量。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。平均照度平均照度是以整个被照面为对象,按被照面所得到的光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。通量除以被照面面积来计算被照面上的照度平均值。平均照度计算方法平均照度计算方法,即利用系数法;以及简便计算方法,即利用系数法;以及简便计算方法,即灯数概算法和单位容量法,即灯数概算法和单位容量法 平均照度计算方法用于计算平均照度以及所需灯的数量平均照度计算方法用于计算平均照度以及所
3、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,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一般照明。型设备遮挡的室内一般照明。逐点逐点计算法,计算法,是以被照面上的一点为对象,计算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不同形状、不同位置的光源在该点产生的直射照度(不考虑反射光通量产生的照度),这种计算方法(不考虑反射光通量产生的照度),这种计算方法称作逐点计算法。称作逐点计算法。内容包括内容包括点光源点光源、线光源和面光源的直射照度、线光源和面光源的直射照度的基本计算公式、实用计算公式及简化计算公式。的基本计算公式、实
4、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和被照面照度分布的均匀度。于验算工作点的照度和被照面照度分布的均匀度。平均照度计算法是按照光通量进行照度计算平均照度计算法是按照光通量进行照度计算的。的。它是根据房间的几何形状、照明器数量和类它是根据房间的几何形状、照明器数量和类型来确定工作面平均照度的计算法。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,称为工作面上的分,该值与工作面的面积之比,称为
5、工作面上的平均照度。平均照度。直射部分:从灯具发出的光通量中直接落到工作面上直射部分:从灯具发出的光通量中直接落到工作面上的部分。的部分。间接部分:从灯具发出的光通量经室内表面反射后最间接部分: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。后落到工作面上的部分。5.1 平均照度计算平均照度计算1、利用系数(、利用系数(Utlization factor)表示照明光源光通量被利用的程度,等表示照明光源光通量被利用的程度,等于经照明器的照射和墙、顶棚等的反射而投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,与房间内所有光源射到工作面上的光通量,与房间内所有光源发射出的总光
6、通量之比。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通量利用系数(简称简称利用系数利用系数)。一、基本计算公式一、基本计算公式 1 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;单由灯具发出的最后落到工作面上的光通量;单位:位:lmlm;每个灯具中光源额定总光通量,单位:每个灯具中光源额定总光通量,单位:lmlm。利用系数与照明器的光强分布(配光特性)、照明器利用系数与照明器的光强分布(配光特性)、照明
7、器的效率、照明器的悬挂高度、房间的大小及形状和室内各的效率、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。反射面的反射比等因素有关。sfUUfs2 2、室内平均照度计算、室内平均照度计算(利用系数法利用系数法)N:N:灯具数灯具数 A:A:工作面积工作面积:每个灯具中光源额定总光通量每个灯具中光源额定总光通量(lm)lm)K:K:维护系数维护系数 U:U:利用系数利用系数AUKNEavavE:工作面平均照度工作面平均照度(lx)lx)若已知房间特性、照明要求的情况下,计算所若已知房间特性、照明要求的情况下,计算所需照明器数需照明器数UKAENsav3、维护系数、维护系数灯
8、具在使用过程中,因光通量的衰减、灯具和房间的污灯具在使用过程中,因光通量的衰减、灯具和房间的污染引起照度下降。染引起照度下降。建筑照明设计标准建筑照明设计标准:照明装置在使用一定周期后,照明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置在相同条件下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度之比。新装时在同一表面上所得到的平均照度或平均亮度之比。维护系数维护系数K二、利用系数法二、利用系数法(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室空间部分的墙面面积
9、室空间部分的墙面面积等效顶棚面积等效顶棚面积等效地面面积等效地面面积室形指数室形指数 haRI2矩形房间:矩形房间:正方形房间:正方形房间:)()(22wlhlwhwllwRI圆形房间:圆形房间:hrRI h灯具开口平面距工作面的高灯具开口平面距工作面的高度,单位为度,单位为m(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:人们坐着工作时的平面人们坐着工作时的平面是离地是离地0.75m0.75m的水平面;的水平面;当人站着工作时,把离地当人站着工作时,把离地0.85m0.85m的水平面看作工作的水平面看作工作面。面
10、。图图5-1 房间的空间特征房间的空间特征顶棚空间:顶棚空间:灯具开口平面到顶棚灯具开口平面到顶棚之间的空间;之间的空间;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:灯具开口平面到工灯具开口平面到工作面之间的空间。作面之间的空间。图图5-1 房间的空间特征房间的空间特征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内空间的比例关系室空间比是用来表示室内空间的比例关系lwwlhRCRrc 5室空间比室空间比(Room Coefficient Ratio)顶棚空间比顶棚空间比(Ceiling Coefficient Ratio)RCRhhlwwlhC
11、CRrccccc 5地板空间比地板空间比(Floor Coefficient Ratio)RCRhhlwwlhFCRrcfcfc 5hrc-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5RCRRI2、有效空间反射比、有效空间反射比顶棚空间:一部分光被吸收,一部分光经多顶棚空间: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。次反射从灯具开口平面射出。c、cw cc地面空间:地面放置家具、机器,光线也会地面空间:地面放置家具、机器,光线也会被吸收、反射。被吸收、反射。f、fw fc墙面:墙面:开窗、开门开窗、开门w aw(1)平均反射比平均反射比以以
12、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:SiiiiiAAAAAs-顶棚顶棚(或地板或地板)空间内所有表面的总面积,单位为空间内所有表面的总面积,单位为m2(2)有效有效(equivalence)空间反射比空间反射比e000)1()1(AAAAAsseAs顶棚顶棚(或地板或地板)空间内所有表面的总面积,单位为空间内所有表面的总面积,单位为m2A0顶棚顶棚(或地板或地板)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)空间各表面的平均反射比空间各表面的平均反射比(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
13、量、确定房间的各特征量计算计算RI、RCR、CCR、FCR2、确定顶棚空间有效反射比、确定顶棚空间有效反射比ccCCRCCRhwhlwlhwhlwlAAcwccccccccccwciii4.014.0)(2)(2)(CCRwlwlhwlAAccs4.01)(20CCR)0.4)(1(1AA)(10sccc顶棚表面实际反射比顶棚表面实际反射比、cw顶棚空间内墙面实际反射比顶棚空间内墙面实际反射比3、确定墙面平均反射比、确定墙面平均反射比wawgggwwwaAAAA)(wgAAR 若用窗面积与室空间墙的总面积之比值表示若用窗面积与室空间墙的总面积之比值表示RR)(1gwwaAw室空间部分包括门窗在
14、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玻璃窗的面积,单位为玻璃窗的面积,单位为m2g 玻璃的反射比,近似取玻璃的反射比,近似取0.1w 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)4、确定利用系数、确定利用系数U RCR、cc、w(a)查表得出查表得出U 如果不是表中的整数,用如果不是表中的整数,用内插法内插法求出求出U 表中接近表中接近RCR的两个数组的两个数组(RCR1,U1)、(RCR2,U2)(112121RCRRCRRCRRCRUUUU 5、确定地板空间有效反射比、确定地板空间有效反射比fcFCRFCRhwhlwlhwhlwlAAfwffcfcf
15、cfcfwfiii4.014.0)(2)(2)(FCR)0.4)(1(1AA)(10sfcf地面实际反射比地面实际反射比、fw地面空间内墙面实际反射比地面空间内墙面实际反射比FCRwlwlhwlAAfcs4.01)(206、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,用如果不是表中的整数,用内插法内插法求出求出 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)(112121RCRRCRRCRRCRwlUNUKESav)(【例例5-1
16、】某办公室,长某办公室,长20m,宽,宽10m,高,高2.75m,顶棚反射比,顶棚反射比0.7、墙面反射比、墙面反射比0.65、地面反射比、地面反射比0.275,窗总宽,窗总宽19m、高、高1.7m,采用嵌入顶棚式,采用嵌入顶棚式YG701-3型型3管荧管荧光灯照明器照明,每支灯管额定光通量是光灯照明器照明,每支灯管额定光通量是2000lm,要求满足国际标准的照度,求所,要求满足国际标准的照度,求所需的灯数。需的灯数。【解解】(1)确定室空间比、顶棚空间比、地板空间比确定室空间比、顶棚空间比、地板空间比室空间的高度室空间的高度 hrc=2.75-0.75=2m5.110201020255lww
17、lhRCRrc室空间比05.120RCRhhCCRrccc顶棚空间比563.05.1275.0RCRhhFCRrcfc地面空间比(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ccc=0.7窗户面积窗户面积Ag=wghg=191.7=32.3m2室空间的墙面积室空间的墙面积Aw=2hrc(l+w)=22(20+10)=120m2两者比值两者比值R=Ag/Aw=32.3/120=0.269墙面平均反射比墙面平均反射比wa=w(1-R)+gR =0.65(1-0.269)+0.10.269=0.502取取cc=0.7,wa=0.5,RCR=1.5查表得查表得(RCR1,U1)=(1
18、,0.48)、(RCR2,U2)=(2,0.43)利用系数利用系数 U=0.455 (3)确定确定fc、344.04.014.0FCRFCRfwf比地板空间各面平均反射300.0)4.01)(1(FCRfc地板空间有效反射比 因为因为fc0.2,取取fc=0.3,cc=0.7,wa=0.5 RCR=1.5查表得查表得(RCR1,1)=(1,1.07)、(RCR2,2)=(2,1.057)064.1)(112121RCRRCRRCRRCR利用系数的修正值(4)需要照度需要照度CIE推荐的大进深普通办公室平均照度值是推荐的大进深普通办公室平均照度值是500-750-1000lx,我国普通办公室标准
19、是,我国普通办公室标准是100-150-200lx。根据题。根据题意,并考虑到我国国情取意,并考虑到我国国情取Eav=500lx。(5)照明器数照明器数维护系数取维护系数取K=0.73取取5行行10列共列共50个照明器,实际平均照度个照明器,实际平均照度2.47)064.1455.0(73.0200032010500)(UKlwENsavlxlwUKNEsav5302010064.1455.073.02000350)(6)验算距高比验算距高比行距行距 列距列距最大允许距高比查得最大允许距高比查得:均大于实际距高比,能满足照度均匀度的要求。均大于实际距高比,能满足照度均匀度的要求。mwS2510
20、5mlS2102010mhSrc122mhSrc12205.112.1,三、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制成曲线,为简化计算,把利用系数法计算的结果制成曲线,并假设受照面上的平均照度为并假设受照面上的平均照度为100lx,求出房间面积与所用,求出房间面积与所用灯具数量的关系曲线,该曲线称为灯具数量的关系曲线,该曲线称为概算曲线概算曲线。这种方法使设计人员计算工作量大为减少,但精度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低于通常的利用系数法,常作为照明初步设计时近似计算
21、用。用。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 房间房间的顶棚的顶棚、墙壁、地面的反、墙壁、地面的反射比射比1、应用概算曲线应已知以下条件、应用概算曲线应已知以下条件图图5-2 YG1-1型型140W荧光灯具的概算曲线荧光灯具的概算曲线2、换算公式、换算公式 概算曲线是在假设受照面上的平均照度为概算曲线是在假设受照面上的平均照度为100lx,维护系数为,维护系数为K的条件下绘制的。的条件下绘制的。实际需要的平均照度为实际需要的平均照度为E、实际采用的维护系、实际采用的维护系数为数为K,
22、实际采用的灯具数量,实际采用的灯具数量n n实际采用的灯具数量实际采用的灯具数量 N根据概算曲线查得的灯具数量根据概算曲线查得的灯具数量 K实际采用的维护系数实际采用的维护系数 K概算曲线上假设的维护系数概算曲线上假设的维护系数(取取0.7)E设计所要求的平均照度,单位为设计所要求的平均照度,单位为lxNKKnEKNKEn100100或3、确定平均照度的步骤、确定平均照度的步骤 确定灯具的计算高度确定灯具的计算高度h 室内的面积室内的面积根据室内面积、灯具计算高度根据室内面积、灯具计算高度h,在灯具概,在灯具概算曲线上查出灯具的数量。如果计算高度算曲线上查出灯具的数量。如果计算高度h处于图处于
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