电气照明第五章

电气照明第五章第1页，课件共41页，创作于2023年2月第一节平均照度计算

平均照度计算，适用于房间长度小于宽度的4倍、灯具均匀布置以及使用对称或近似对称光强分布灯具时的室内场所的照度计算。

利用系数法是根据房间的形状和材质、灯具的数量和类型通过计算工作面获得的光通量来确定工作面平均照度的计算方法。一、基本计算公式落到工作面上的光通量可分为两个部分：1）从灯具发出的光通量中直接落到工作面上的部分(称为直接部分)；2）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(称为间接部分)。第2页，课件共41页，创作于2023年2月1.利用系数对于每个灯具来说，由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值称为光源光通量利用系数（简称利用系数）。sfUff=式中，U——利用系数；

ff——由灯具发出的最后落到工作面上的光通量][lm；

sf——每个灯具中光源额定总光通量][lm。

2.室内平均照度式中，avE——工作面平均照度][lx；

N——灯具数；

A——工作面面积][2m；

K——维护系数，可查表。

第3页，课件共41页，创作于2023年2月3.维护系数

照明的维护系数为光源的光衰系数和灯具因污染的光衰系数的乘积。道路照明的维护系数（以每年对灯具进行一次擦拭）：灯具防护等级＞IP54时，取0.70≤IP54时，取0.65第4页，课件共41页，创作于2023年2月二、利用系数法（一）室形指数

表示房间几何形状特征的数值。其计算式为：图5-1房间的空间特征室空间灯具开口平面lwh工作平面对矩形房间：对圆形房间：第5页，课件共41页，创作于2023年2月（二）室空间比

⑴

室空间比：

wlwlhRCRr.+=5

⑵顶棚空间比：

RCRhhwlwlhCCRrcc=.+=5

⑶地板空间比：

RCRhhwlwlhFCRrff=.+=5

图5-1房间的空间特征顶棚空间室空间灯具开口平面lwchrhfh工作平面地板空间第6页，课件共41页，创作于2023年2月（三）有效空间反射比

(1)平均反射比(2)有效空间反射比As为所有表面的总面积。图5-1房间的空间特征顶棚空间室空间灯具开口平面lwchrhfh工作平面地板空间A0为顶棚或地板空间平面面积。第7页，课件共41页，创作于2023年2月（四）室内平均照度的计算(1)确定房间的各特征量（RCR/CCR/FCR）(2)确定顶棚空间有效反射比（ρcc）（3）确定墙面反射比ρw（考虑房间开窗及装饰物影响）

(4)确定地板空间有效反射比（ρfc）方法同上。计算值与利用系数表中ρfc不一致时，利用系数应加以修正，如计算精度要求不高也可不做修正。(5)确定利用系数（U）(6)确定室内平均照度（Eav）平均反射比有效反射比第8页，课件共41页，创作于2023年2月（五）举例有一教室长6.6m、宽6.6m、高3.6m，在离顶棚0.5m的高度内安装8只YG1-1型40W荧光灯，课桌高度为0.75m。教室内各表面的反射比见图示，试计算课桌面上的平均照度。(荧光灯光通量取2400lm，维护系数K=0.8)。图5-2房间的空间特征ml6.6=mw6.6=mhc5.0=mhr35m.2=1.0=frmhf75.0=工作平面3.0=fwr5.0=wr5.0=cwr8.0=cr第9页，课件共41页，创作于2023年2月解：⒈确定各空间比2.确定ρcc

图5-2房间的空间特征ml6.6=mw6.6=mhc5.0=mhr35m.2=1.0=frmhf75m.0=工作平面3.0=fwr5.0=wr5.0=cwr8.0=cr第10页，课件共41页，创作于2023年2月图5-2房间的空间特征ml6.6=mw6.6=mhc5.0=mhr35m.2=1.0=frmhf75m.0=工作平面3.0=fwr5.0=wr5.0=cwr8.0=cr4.确定ρfc3.确定ρw=0.55.确定U取ccr%70=，wr%50=，561.3=RCR，

查YG1-1利用系数表，得

)53.0,3(),(11=URCR、)46.0,4(),(22=URCR；

利用系数

491.0)(112121=---+=RCRRCRRCRRCRUUUU

第11页，课件共41页，创作于2023年2月6.修正U查表5-3得（RCR1,γ1）=（3，0.957）、（RCR2,γ2）=（4，0.963），插值后求得修正系数为0.96，则

U=0.96×0.491=0.4717.确定Eav因为fcr%20¹，则取fcr%10=、ccr%70=，wr%50=，561.3=RCR，

第12页，课件共41页，创作于2023年2月解：⒈确定各空间比2.确定ρcc、ρw、ρfc3.确定U第13页，课件共41页，创作于2023年2月U＝0.424.确定灯具数第14页，课件共41页，创作于2023年2月www第15页，课件共41页，创作于2023年2月第16页，课件共41页，创作于2023年2月三、概算曲线与单位容量法（一）概算曲线

为了简化计算，把利用系数法计算的结果制成曲线，假设被照面上的平均照度为100lx时，求出房间面积与所用灯具数量N的关系曲线称为概算曲线。第17页，课件共41页，创作于2023年2月如果实际需要的平均照度为E、实际采用的维护系数为K，那么实际采用的灯具数量n可按下列公式进行换算：确定平均照度的步骤：①确定灯具的计算高度h；②室内的面积A；③根据室内面积A、灯具计算高度h，在灯具概算曲线上查出灯具的数量。如果计算高度处于图中h1与h2之间，则采用内插法进行计算；④计算所需灯具的数量(或所要求的平均照度)。第18页，课件共41页，创作于2023年2月第19页，课件共41页，创作于2023年2月第20页，课件共41页，创作于2023年2月（二）单位容量法

常用于对照明用电量进行估算。根据不同类型的灯具、不同的室空间条件，可以列出照度为1lx时的单位面积光通量(lm/m2)φ0_或单位面积安装电功率(W/m2)P0，将其编制成计算表格，以便查用。编制条件：单位容量法的计算公式(实际照度为E时)：

C1、C2、C3分别为反射比、光源功率、灯具效率与编制条件不同时的修正（调整）系数。第21页，课件共41页，创作于2023年2月第22页，课件共41页，创作于2023年2月C3——当灯具效率不是70时的校正系数，η=60时C3=1.22;

η=50时C3=1.47第23页，课件共41页，创作于2023年2月第24页，课件共41页，创作于2023年2月第25页，课件共41页，创作于2023年2月解：室空间比为查单位容量P0计算表。普通单管荧光灯属于半直接型配光。得P0＝0.0565因此P=P0AEC2＝0.0565×54×100×0.675＝205.9（W）取房间反射比修正系数C1＝1，灯具效率修正系数C3＝1，荧光灯光源功率不等于40W的调整系数C2＝0.675（查表）故光源数量N=P/PN＝205.9/36＝5.7（盏）根据实际情况拟选用6盏36W单管荧光灯，此时估算照度可达105.3lx。第26页，课件共41页，创作于2023年2月第二节点光源直射照度计算

光源形状分类：点光源——指圆形发光体的直径小于其至受照面垂直距离的1/5，或线形发光体的长度小于照射距离（斜距）的1/4。线光源——指发光体的宽度小于计算高度的1/4、长度大于计算高度的1/2，发光体间隔较小且等距地成行排列。面光源——指发光体的形状和尺寸较大，如由灯具组成的整片发光面或发光顶棚等。一、逐点计算法可用于水平面、垂直面和倾斜面上的照明计算。但不适用于室内周围反射性很高的场所的照度计算。计算点的照度应为照明场所内各灯对该点所产生的直射照度之和。方法有：逐点计算法、等照度曲线计算法等。第27页，课件共41页，创作于2023年2月（一）水平面照度计算1.指向平面照度微分面积元照度：已知指向平面——与入射光方向垂直的平面称为距离平方反比定律光源距离光强微分面积元微立体角元指向平面点dAn第28页，课件共41页，创作于2023年2月水平面微分面积元与指向平面微分面积元关系：2.水平面照度水平面照度：称为余弦定律法线实际应用公式：第29页，课件共41页，创作于2023年2月（二）垂直面照度计算同理，垂直面照度：实际应用公式：第30页，课件共41页，创作于2023年2月1.照度的矢量关系：根据矢量运算法则作一空间坐标系统，如右图推广到一般情况，任意平面I的照度：（三）倾斜面照度计算第31页，课件共41页，创作于2023年2月情况一：δ＜90°2.倾斜面照度为简化起见，任意面I包含X轴，则α＝90°第32页，课件共41页，创作于2023年2月情况二：δ＞90°情况三：δ＜90°第33页，课件共41页，创作于2023年2月二、等照度曲线计算法（一）空间等照度曲线（四）多点光源的点照度计算按此关系可制成灯具的等照度曲线。K=1水平面照度第34页，课件共41页，创作于2023年2月（二）计算点处的水平照度1.从灯具等照度曲线上查得各灯具在计算点处产生的水平照度e1，e2，e3，……2.计算点处实际水平面照度3.计算点处实际垂直面照度4.计算点处实际倾斜面照度第35页，课件共41页，创作于2023年2月