道路照明灯具的空间光分布测试及应用.doc

道路照明燈具的空間光分佈測試及應用摘要：道路照明燈具的空間光分佈測試是道路燈具設計和照明設計工程的基礎，本文從道路照明的光度要求出發，分析了道路燈具的光度分佈特點，以及國內外相關標準對道路燈具的光度測試要求，並對各種分佈光度測試系統進行了分析對比，最後介紹了分佈光度資料在照明設計等領域的應用。道路照明的主要目的是為了使各種機動車輛的駕駛者以及行人在自然光照不理想的情況下能辨認出道路上的各種情況；在保證交通安全的前提下，儘量採用高效、節能的照明燈具和控制電器，並創造一個舒適、美觀的照明環境。道路照明燈具的空間光分佈是決定道路照明效果的關鍵性指標，路面和空間中某一點的照度、亮度及眩光等方面光度資訊都是由它計算得到。而且，合適的配光分佈是提高照明效率的重要手段。在道路照明中，國內普遍對光源和電器的效率比較關注，而對燈具的空間配光要求、燈具的反射器設計、道路照明的科學計算還不夠重視。因此在未來的道路照明中，加強對空間光分佈的要求，科學地選擇照明燈具，是提高照明質量、節約能源、保證交通安全的重要途徑。一、道路照明的光度要求作為道路照明的質量評價指標，IES，CIE以及我國的國家標準對道路照明均有明確的的光度要求規範，其中包括以下幾點：1、路面的平均亮度水平道路表面的平均亮度水平影響著駕駛員的對比敏感度，因而也影響著知覺的可靠性。在道路照明中，駕駛員觀察路面障礙物的背景主要是駕駛員前方的路面。因此，障礙物本身的表面和路面之間至少要有一定的、最低限度的亮度差（對比）才能察覺到障礙物。所需的對比值取決於視角及觀察者視場中的亮度分佈，後者決定觀察者眼睛的適應條件。視角越大（當觀察者至障礙物的距離不變時，障礙物越大），路面亮度越高，眼睛的對比靈敏度越高，覺察障礙物的機會也就越大。因此，提高路面平均亮度（或照度）值將有利於提高駕駛員覺察（障礙物）的可靠性。平均亮度水平也直接影響到駕駛員的視覺舒適程度。平均亮度越高（但需保持在產生眩光的亮度水平以下），駕駛員就越舒適。2、路面的亮度均勻性為使路面亮度均勻，道路照明設施，即使能為路面提供良好的平均亮度，但也可能在路面上某些區域產生很低的亮度，因而在這些區域裏對比值低、閾值對比高。同時，視場中大的亮度差，也會導致眼睛的對比靈敏度下降和引起所謂暫態適應問題，以致不易覺察出在這些較暗區域裏的障礙物。因此，為了使路面上各個區域裏的各點都有足夠覺察率，就必需確定路面上最小亮度和平均亮度之間的允許差值，即亮度總均勻度，它定義為路面上最小亮度和平均亮度之比。在保證亮度總均勻度的情況下，路面仍有可能出現部分亮、部分暗的不舒適感覺。所以從舒適性考慮，應限制沿車道中心線上最亮區和最暗區的亮度差，即縱向均勻度。3、眩光在道路照明中，眩光限制也是一項重要的評價指標。眩光可分成2類：稱為失能眩光。它會損害觀察物體的能力，直接影響到駕駛員覺察物體的可靠性。稱為不舒適眩光，通常引起不舒適感覺和疲勞，直接影響到駕駛員的舒適程度。4、視覺誘導視覺誘導性不能用光度參數來表示，但它也是道路照明質量評價的一個重要因素。照明設施應能提供良好的誘導性，使駕駛員在一定距離外能立刻辨認這條道路的方向，它對交通安全和舒適所起的作用猶如亮度水平或眩光控制一樣重要，它與駕駛員的視功能和視舒適兩者都有關係。以下兩個表分別是IES和CIE對道路燈具的光度要求的推薦值：*CIE標準推薦值二、道路燈具的光度分佈特點道路燈具不同於室內燈具等其他燈具，由於其應用場合的不同，具有其本身的特殊性，在燈具設計和照明設計過程中就需考慮到它的各種特點。1、IES道路燈具光分佈的分類IES根據縱向光分佈和水平光分佈定義了燈具的光分佈類型，其中縱向分佈(Verticallightdistributions)分為Short(近)、Medium(中等）、Long(遠）三類；水平光按沿道路橫向分佈(LateralLightDistribution)遠近分為六類：TYPE、TYPE、TYPE、TYPEIV、TYPEV（如圖1）。圖12、IES燈具Cut-off分類IES按截光類型將道路燈具按其配光分成截光型、半截光型和非截光型燈具。截光型燈具Fullcut-offluminaire最大光強方向在065，其90和80角度方向上的光強最大允許值分別為10cd/1000lm和30cd/1000lm的燈具。半截光型燈具Semi-cut-offlumina