照度、照明功率密度计算法

1、照度（Eav）、照明功率密度（LPD）简易计算法中国建筑设计研究院 胥正详T8,T5,荧光灯管技术参数见表1。表1 荧光灯管技术参数荧光灯类型规格色温（k）显色指数（Ra）光通量（1m)光源尺寸灯头型号备注T521W2700-400085190016×863.2G5飞利浦21W650085175016×863.2G521W2700-400080190016×849G5欧司朗21W650080175016×849G524W2700-400085175016×563.2G5飞利浦24W650085165016×563.2G524W2700

2、-400080175016×549G5欧司朗24W650080160016×549G528W2700-400082250016×1163G5国产28W650082250016×1163G528W2700-400085260016×1163.2G5飞利浦35W2700-400085330016×1449G5欧司朗35W650085305016×1449G535W270082315016×1463G5国产35W650082305016×1463G535W2700-400085330016×1463.

3、2G5飞利浦35W650085310016×1463.2G5T818W2700-400085135026×604G13飞利浦松下18W650085130026×604G1318W2700-400080135026×590G13欧司朗18W650080130026×590G1330W300053205026×908G13国产30W650073180026×908G1330W3000-400085255026×908.8G13松下30W650085230026×908.8G1330W2700-40008524

4、0026×908.8G13飞利浦30W650085230026×908.8G1330W2700-400080240026×895G13欧司朗30W650080230026×895G1336W300053275026×1213G13国产36W650073240026×1213G1336W3000-400085335026×1213.6G13松下36W650085320026×1213.6G1336W2700-400085335026×1213.6G13飞利浦36W650085325026×1213

5、.6G1336W2700-400080335026×1200G13欧司朗36W650080325026×1200G132.镇流器 气体放电灯的镇流器主要分两大类，电感镇流器和电子镇流器，电感式镇流器包括普通型和节能型。荧光灯用的交流镇流器包括可控式电子镇流器和应急照明用交流/直流电子镇流器。直管荧光灯镇流器的选用：依GB50034-2004建筑照明设计标准规定：“直管荧光灯应配电子镇流器或节能型电感镇流器”。不应选用普通电感镇流器。应采取有效措施限制小于25W（包括T8、T5灯管和紧凑型荧光灯）镇流器的谐波含量。25W以下灯管的谐波限制非常宽松，在建筑物内大量应用，将导致严

6、重的波形畸变，中性线电流过大以及功率因数降低的不良后果。节能型电感镇流器的应用：通过优化铁芯材料和改进工艺等措施，降低自身功耗，一般可降低20%50%，灯具总的功率之和可降5%10%。灯具补偿：由于电感镇流器自然功率因数低，要考虑单灯末端补偿措施。包括单灯补偿或线路集中补偿等方式。荧光灯镇流器性能对比表2性能类别36W传统电感镇流器36W国产标准电子镇流器36W国产H级电子镇流器36W节能电感镇流器自身功耗（W）93.53.545.5重量比10.30.40.20.41.5光效比0.950.981.101.101.021.05开灯浪涌电流比1.5倍1015倍1020倍1.5倍电磁干扰EMI无在允

7、许范围内有明显干扰超标无电源电流谐波10%10%13%25%34%10%抗电源瞬时过电压无问题能承受基本不能承受无问题灯电流波峰比1.581.621.401.601.902.101.501.55连续使用寿命（年）10241310203照度计算：照明设计时，应逐个房间或场所按使用条件确定照度标准，选择光源、灯具、镇流器类型、规格、计算平均照度，使之符合规定的照度标准值，并使计算照度偏差不超过±10%的规定。最常用，也是最基本的利用系统法计算平均照度计算公式如下： Eav =N··U·K(1) A N =Eav·A(2) ·U·

8、K式中： Eav 工作面上的平均照度（Lx）； 光源光通量（Lm）；N 光源数量； U 利用系数，其值见厂商样本资料，一般取0.40.6；也可参照民用建筑不同功能房间和常用灯具对应的值（利用系数），见表3；K 灯具的维护系数，其值见建筑照明设计标准GB50034-2004，表4.1.6；A 房间面积（m2）。表3 民用建筑不同功能房间和常用灯具对应的值（利用系数）房间功能灯具类型格栅荧光灯荧光灯 灯带荧光灯 灯槽开启式 荧光灯深照式 筒灯普通筒灯射灯办公建筑会议室0.59 0.50 -0.65-0.55办公室0.59 -0.38 0.65 -0.60 -文档资料室0.59 -0.38 0.65

9、 -0.60 -商业建筑营业厅0.55 0.50 0.38 -0.55 0.60 0.5总服务台0.55 0.50 0.38 -0.60 0.6学校建筑教室0.59 0.50 -0.70 -阅览室0.59 0.50 -0.70 -书柜0.50 0.50 -0.65 -医疗建筑治疗室0.60 -0.65 -病房0.60 -0.65 -交通建筑候车室0.60 0.50 -0.65 0.50 0.60 -售票大厅0.55 0.50 -0.65 0.50 0.60 -其它公共走道0.55 0.50 0.35 0.65 -0.60 0.5车库-0.60 -注：“”表示该场所不宜采用对应灯具或采用难以满足

10、功能密度值规定节能要求。公式（1）是当布置了灯具后，计算房间的照度。但开始时往往是需要确定房间中究竟需要多少个灯具，可以采用公式（2）进行计算。对于房间中灯具数量的确定，经常会遇到在公式（2）计算的基础上再作适当的调整。例如某房间计算出来要布置11个灯，具体布置时，无论横竖怎么布置，总是无法使其有一定规律，因此可能要调整为12个灯具。当进行适当调整后，就与原来所计算的结果不相同，为此需要再利用公式（1）进行验算，看其照度值是多少，是否超出规定照度值的±10%。上述是指手工计算的方式。在日常的设计中，一般是采用计算机软件进行计算。目前市场上计算机软件主要有两大类：一类是通常用来绘图的计

11、算机软件中所具有的计算程序，主要有博超、浩辰、天正等软件公司的计算软件；另一类是专业照明灯具厂商的计算软件。前者通用性较强，而后者主要是厂商根据自己的产品进行计算，尤其是在大型公共建筑照明空间计算时显得更为突出，如体育场馆的照明计算、立面照明的照度计算、眩光值计算、等照曲线绘制等。4、照明功率密度（LPD）的计算建筑照明设计标准GB50034-2004规定6.1.1条居住建筑、6.1.2条办公建筑、6.1.3条商业建筑、6.1.4条旅馆建筑、6.1.5条医院建筑、6.1.6条学校建筑、6.1.7条工业建筑为强制性条文。照明功率密度（LPD），是指单位面积上的照明安装功率（包括光源、镇流器或变压

12、器），单位为瓦特每平方米（W/m2）。LPD限制是规定一个房间或场所的照明功率密度最大允许值，设计中实际计算的LPD值不应超过标准规定值，计算式如下： LPD = P= ( PL + PB )(W/m2)（3）AA式中： P 单个光源的输入功率（含配套镇流器或变压器功耗）（W）； PL 单个光源的额定功率（W）； PB 光源配套镇流器或变压器的功耗（W）； A 房间或场所面积（m2）。光源的光效s(含镇流器)为： s =（4）P将（3）式和（4）式代入（1）式，得： LPD =Eav（5）s·U·K从（5）式可知，要降低LPD值应采取以下措施：l 提高光源的光效s，包括降低

13、镇流器功耗；l 提高利用系数U，就是要选用效率高的灯具，以及与房间室形相适应的灯具配光，并注意合理提高房间顶棚、墙壁的反射比；l 合理确定照度标准值，设计中，计算照度应尽量控制在标准范围内，并使计算照度偏差不超过标准值±10%。只要精心设计，优化设计方案，定能实现规定的LPD指标，从而达到节能的目的。有的设计人员没有按照设计的先后顺序，而是图省事，即不作照度计算，而是将规定的LPD值（现行值）当作单位面积安装功率，用倒推法算出光源的数量，这是不对的。如普通办公室标准规定的LPD现行值为11W/m2，他如取小于此值如9 W/m2，然而倒推到房间的总功率，倒推到所需的灯具数量，永远也不会

14、违反强制性条文，布置省时省力，但由于没有对照度进行详细计算，虽然符合LPD值，但却不知道照度是多少。有两种极端情况出现：一是选用的光源等器材效率低，照度达不到标准，因没有采用高光效的光源、高效率的灯具和附件，该房间的实际计算照度可能只有200Lx。从表面上看是不违反强制性条文，但是如果把它换算到照度标准300Lx时，该房间的LPD值为13.5 W/m2，超过现行值11W/m2，实际上它是违反了强制性条文了。另一种情况是，选用了高效光源及附件，如果用倒推法取用的LPD值接近于现行值，则房间的实际计算照度要比标准值大得多，如普通办公室的实际照度将达到近500Lx，大大超过了300Lx标准值，造成电

15、能消耗。LPD值指标只是规定了一个最高的现行值，并非要大家用足LPD现行值，而是在达到相同的标准值，要求设计人员在相似的照明质量的前提下，力求使LPD值的指标越低越好，这才是节能的本意。5照度（Eav）、照明功率密度（LPD）简易计算法，是将常规的利用系数法计算平均照度繁琐的过程简化。为便于计算，将光通量、利用系数U、维护系数K统一成有效光通量F=·U·K列入表中； 将光效s、利用系数U、维护系数K,统一以模糊系数M=s·U·K 列入表中。如果知道属于那类建筑的房间、建筑面积，查出标准照度值和功率密度值，拟选用光源的功率、光通量，即可由简易计算表中查出有

16、效光通量F和模糊系数M值，通过简易计算法可算出光源数量、照度、照明功率密度值。照度（Eav）、照明功率密度（LPD）简易计算法见表4表4 照度（Eav）、照明功率密度（LPD）简易计算法表荧光灯管规格色温（K）/光通量（lm）光源光效（）办公、学校类医疗、候车厅类商业、售票厅、走道类生产厂商FMFMFMT521W27004000/190076.089735.87291236.4873229.26飞利浦、欧司朗21W6500/175070.082633.0484033.667426.9524W27004000/175062.582629.5084030.067424.063飞利浦、欧司朗24W6

17、500/165058.92877927.81479228.58563522.687飞利浦24W6500/160057.14375526.97176827.42961622.0欧司朗28W27004000/250078.125118036.875120037.596330.078国产28W6500/250078.125118036.875120037.596330.07828W27004000/260081.125122738.291124838.94100131.233飞利浦、欧司朗28W6500/240075.0113335.4115236.092428.87535W2700/315080.

18、769148738.123151238.769121331.096国产35W6500/305078.205144036.913146437.538117430.10935W27004000/330084.615155839.938158440.615127132.577飞利浦35W6500/310079.487146337.518148838.154119430.602T818W27004000/135061.36463728.96464829.45552023.625飞利浦、欧司朗18W6500/130059.09161427.89162428.36450122.7518W30004000/

19、135061.36463728.96464829.45552023.625松下18W6500/130059.09161427.89162428.36450122.7530W3000/205069.796832.998433.45678926.565国产30W6500/180061.285028.8986429.37669323.48530W30004000/255075.0120435.4122436.098228.875松下30W6500/230067.65108631.93110432.47288626.04530W27004000/240081.6113338.515115239.168

20、92431.416飞利浦、欧司朗30W6500/230078.2108636.91110437.53688630.10736W3000/275068.75129832.452132033.0105926.469国产36W6500/240060.0113328.32115228.892423.136W30004000/350083.75158139.53160840.2129032.244松下36W6500/320080.0151037.76153638.4123230.836W27004000/335083.75158139.53160840.2129032.244飞利浦、欧司朗36W6500

21、/325081.25153438.35156039.0125131.281注：表中1）光源光效（含镇流器）为，其中P为光源功率加电子镇流器以4W计。2）有效光通量；模糊系数。3）利用系数法计算平均照度公式，计算照度偏差不超过10%。4）求灯数量；求照明功率密度；其中：照度计算值；E规范标准照度值。5）办公、学校类包括办公、会议室、文档、阅览、教室、实验室、控制室等6）医疗、候车厅类包括治疗室、诊室、病房、候车室等7）商业、售票厅、走道类包括商店营业厅、候车室、影剧院、体育馆、公共走道等8）上表是按格栅荧光灯，校正系数K=1.0，当采用不用灯具类型时，应乘以校正系数K。不同灯具类型的校正系数K灯

22、具类型办公、学校类医疗、候车室类商业、公共走道类格栅荧光灯1.01.01.0荧光灯带0.8470.8330.91荧光灯槽0.6440.6330.69开启式荧光灯1.1021.0831.182深照式筒灯0.9320.8330.91普通筒灯1.0171.01.091射灯0.9320.9160.916电子节能灯系列参数见表5；电子节能灯照度（Eav）、照明功率密度（LPD）简易计算法见表6。表5 电子节能灯系列技术参数节能灯类型规格色温（k）显色指数（Ra）光通量（lm)整灯长（mm)灯直径（mm)灯管长（mm)管径（mm)备注螺旋管电子节能灯3W2700/6400>832009737459国

23、产5W2700/6400>832501093748.597W2700/6400>833401183758.599W2700/6400>834001293768.5911W2700/6400>8360015838881213W2700/6400>8370017038971218W2700/4300/6400>8398015351821224W2700/4300/6400>83125016951971235W2700/6400>83185023580981245W2700/6400>832600245801221765W2700/6400>

24、;833200285801621785W2700/6400>8347002728816017105W2700/6400>8356503108820017插拔式节能灯（2针）10W2700/4300/6400>8350012134.457812国产13W2700/4300/6400>8365014134.45981218W2700/4300/6400>83110015734.451141226W2700/4300/6400>831500174.634.4513112插拔式节能灯（4针）10W2700/4300/6400>8355012134.457812

25、国产13W2700/4300/6400>8380014134.45981218W2700/4300/6400>8398015734.451141226W2700/4300/6400>831500174.634.4513112插拔式节能灯（H型）36W2700/4300/6400>83210041043.738017国产40W2700/4300/6400>83251053543.750517T5三基色环型荧光灯管径（mm)环管外径（mm)国产22W6500>82125016W11828W6500>82175016W11832W6500>822000

26、16W11840W6500>82265016W118注：1）电子节能灯性能：节能灯管采用三基色荧光粉，发光效率高、亮度有保证，寿命长，节能灯工作时无交流噪音。无频闪现象，保护视力。三次谐波含量低、对电网及其它用电设备无干扰。2）色温2700K可用在卧室及商场的蔬菜、食品、首饰、冬季服装的照明、营造温馨氛围，最大限度地表现新鲜诱人的色泽；色温6400K适用于公共场所的办公室、会议室、大厅、走道等场所，营造宁静、清新的氛围；色温4300K可广泛用于各种场所，营造自然舒适的环境。表6 电子节能灯照度（Eav）、照明功率密度（LPD）简易计算法见表节能灯类型规格色温（k）光通量（lm)光源光效s

27、办公、学校类医疗、候车厅类商业、售票厅、走道类备注FMFMFM螺旋管电子节能灯3W2700/640020066.66796.032.080.026.66777.025.667国产5W2700/640025050.012024.010020.0175.38519.257W2700/640034048.571163.223.31413619.428130.918.709W2700/640040044.44419221.33316017.77815417.11011W2700/640060054.54528826.18224021.81823121.013W2700/640070053.846336

28、25.84628021.538269.520.73118W2700/4300/640098054.444470.426.13339221.778377.320.96124W2700/4300/6400125052.08360025.050020.833481.2520.05235W2700/6400185052.85788825.37174021.143712.2520.35045W2700/6400260057.778124827.733104023.111100122.24565W2700/6400320049.230153623.630128019.692123218.95385W270

29、0/6400470055.294225626.541188022.1181809.521.288105W2700/6400565053.810271225.829226021.5242175.2520.717插拔式节能灯（2针）10W2700/4300/640050050.024024.020020.0192.519.25国产13W2700/4300/640065050.028824.024020.023119.2518W2700/4300/6400110061.11152829.33344024.444423.523.52826W2700/4300/6400150057.69272027.6

30、9260023.077577.522.211插拔式节能灯（4针）10W2700/4300/640055055.026426.422022.0211.7521.175国产13W2700/4300/640080061.53838429.53832024.61530823.69218W2700/4300/640098054.444470.426.13339221.778377.320.9626W2700/4300/6400150057.69272027.69260023.077577.522.211插拔式节能灯（H型）36W2700/4300/6400210058.333100828.084023.

31、333808.522.458国产40W2700/4300/6400251062.751204.830.12100425.10966.3524.159T5三基色环型荧光灯22W6500125056.81860027.27350022.727481.2521.875国产28W6500175062.5084030.070025.0673.7524.06332W6500200062.5096030.080025.077024.06340W6500265066.25127231.8106026.51020.2525.506注：1） 电子节能灯照度（Eav）、照明功率密度（LPD）简易计算法中，有效光通量

32、F=·U·K，模糊系数M=s·U·K仍与前述做法相同，求Eav、N、LPD的方法也与前述相同。2） 办公、学校类包括办公、会议室、教室、文档、阅览等，采用筒灯。利用系数U取0.6；维护系数取0.8。3） 医疗、候车厅类包括治疗室、诊室、病房、候车室等，采用吸顶灯。利用系数U取0.5；维护系数取0.8。4） 商业、售票厅、走道类包括商店、超市、展厅、专卖店、走道等，采用悬挂灯及筒灯。利用系数U取0.55；维护系数取0.7。5） T5三基色环型荧光灯适用于卧室、客厅、阳台、楼道等。利用系数U取0.6；维护系数取0.8。举例：1）一普通办公室，长9m，宽5m，

33、建筑面积为45，拟选用9根T8型36W直管型荧光灯（带格栅荧光灯具，效率为60%），光通量为3350lm，均配电子镇流器，功耗为4W，U取0.59，K取0.8， =3350/(36+4)=83.75，计算平均照度和LPD值。按普通办公室照度标准为300lx，经上述计算结果为316lx，符合计算照度偏差10%的规定，满足要求。计算LPD值为，满足现行值要求。如果上述教室条件不变，选用光通量为2750lm（国产），结果如何？ =2750/(36+4)=68.75，计算平均照度和LPD值。经上述计算，平均照度为259.6lx，不符合照度偏差规定，LPD值为8，满足现行值要求。2）上述教室条件不变，按照度，照明功率密度简易计算法，结果如何？取表中光源功率为36W，光通量为3350lm，按照办公、学校类，表4查出F为1581，M为39.53，则；。经计算照度满足偏差规定；LPD值满足现行值要求。同理，取表中光源功率为36W，光通量为2750lm，按办公、学校类，表4查出F为1298，M为32.452，则；。3）普通中学的