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設計照明效果的技巧和照明計算方法

時間:2013-12-14 12:43來源:未知 作者:東莞珀朗照明 點擊:
照明的布局形式
  照明布局形式分為三種,即基礎照明(環境照明),重點照明和裝飾照明。在辦公場所一般采用基礎照明,而家居和一些服飾店等場所則會采用一些三者相結合的照明方式。具體照明方式視場景而定。

目前常用的幾種照明方式,根據燈具光通量的空間分布狀況及燈具的安裝方式,室內照明方式可分為五種:
  1、直接照明
  光線通過燈具射出,其中90%-100%的光通量到達假定的工作面上,這種照明方式為直接照明。這種照明方式具有強烈的明暗對比,并能造成有趣生動的光影效果,可突出工作面在整個環境中的主導地位,但是由于亮度較高,應防止眩光的產生。如工廠、普通辦公室等。
  2、半直接照明
  半直接照明方式是半透明材料制成的燈罩罩住光源上部,60%-90%以上的光線使之集中射向工作面,10%-40%被罩光線又經半透明燈罩擴散而向上漫射,其光線比較柔和。這種燈具常用于較低的房間的一般照明。由于漫射光線能照亮平頂,使房間頂部高度增加,因而能產生較高的空間感。
  3、間接照明
  間接照明方式是將光源遮蔽而產生的間接光的照明方式,其中90%-100%的光通量通過天棚或墻面反射作用于工作面,10%以下的光線則直接照射工作面。通常有兩種處理方法,一是將不透明的燈罩裝在燈泡的下部,光線射向平頂或其他物體上反射成間接光線;一種是把燈泡設在燈槽內,光線從平頂反射到室內成間接光線。這種照明方式單獨使用時,需注意不透明燈罩下部的濃重陰影。通常和其他照明方式配合使用,才能取得特殊的藝術效果。商場、服飾店、會議室等場所,一般作為環境照明使用或提高景亮度。
  4、半間接照明
  半間接照明方式,恰和半直接照明相反,把半透明的燈罩裝在光源下部,60%以上的光線射向平頂,形成間接光源,10%-40%部分光線經燈罩向下擴散。這種方式能產生比較特殊的照明效果,使較低矮的房間有增高的感覺。也適用于住宅中的小空間部分,如門廳、過道、服飾店等,通常在學習的環境中采用這種照明方式,最為相宜。
  5、漫射照明方式
  漫射照明方式,是利用燈具的折射功能來控制眩光,將光線向四周擴散漫散。這種照明大體上有兩種形式,一種是光線從燈罩上口射出經平頂反射,兩側從半透明燈罩擴散,下部從格柵擴散。另一種是用半透明燈罩把光線全部封閉而產生漫射。這類照明光線性能柔和,視覺舒適,適于臥室。

  室內照明利用系數法計算平均照度:
  在平時做照度計算時,如果我們已知利用系數“CU”,則可以方便的利用一個經驗公式進行快速計算,求出我們想要的室內工作面的平均照度值。我們通常把這種計算方法稱為“利用系數法求平均照度”,也叫流明系數法。
  照度計算有粗略地計算和精確地計算2種。例如,假設像住宅那樣整體照度應該在100勒克斯(lx)的情況,而即使是90勒克斯(lx)也不會對生活帶來很大的影響。但是,如果是道路照明的話,情況就不同了。假設路面照度必須在20勒克斯(lx)的情況下,如果是18勒克斯(lx)的話,就有可能造成交通事故頻發。商店也是一樣,例如,商店的整體最佳照度是500勒克斯(lx),由于用600勒克斯(lx)的照度,所以,照明燈具數量和電量就會增加,并在經濟上造成影響。無論是哪一種照度計算都是重要的。雖然只是粗略地估算,也會有20%-30%的誤差。所以建議在一般情況下最好采用專業的照明設計軟件進行精確模擬計算,將誤差控制在最小范圍內(如我司去年自主研發推出的“三雄·極光照明設計軟件”及我司5月即將推出的新款照明設計軟件)。
  但有時我們由于情況特殊或場地條件所限,而不能采用照明軟件模擬計算時,在計算地板、桌面、作業臺面平均照度可以用下列基本公式進行,略估算出燈具:照度(勒克斯lx)=光通量(流明lm)/面積(平方米m2) 即平均1勒克斯(lx)的照度,是1流明(lm)的光通量照射在1平方米(m2)面積上的亮度。
  用這種方法求房間地板面的平均照度時,在整體照明燈具的情況下,可以用下列公式進行計算。
  平均照度(Eav)= 單個燈具光通量Φ×燈具數量(N)×空間利用系數(CU)×維護系數(K)÷地板面積(長×寬)
  公式說明: 1、單個燈具光通量Φ,指的是這個燈具內所含光源的裸光源總光通量值。 2、空間利用系數(CU),是指從照明燈具放射出來的光束有百分之多少到達地板和作業臺面,所以與照明燈具的設計、安裝高度、房間的大小和反射率的不同相關,照明率也隨之變化。如常用燈盤在3米左右高的空間使用,其利用系數CU可取0.6--0.75之間;而懸掛燈鋁罩,空間高度6--10米時,其利用系數CU取值范圍在0.7--0.45;筒燈類燈具在3米左右空間使用,其利用系數CU可取0.4--0.55;而像光帶支架類的燈具在4米左右的空間使用時,其利用系數CU可取0.3--0.5。以上數據為經驗數值,只能做粗略估算用,如要精確計算具體數值需由公司書面提供,相關參數,在此僅做參考。 3、是指伴隨著照明燈具的老化,燈具光的輸出能力降低和光源的使用時間的增加,光源發生光衰;或由于房間灰塵的積累,致使空間反射效率降低,致使照度降低而乘上的系數.一般較清潔的場所,如客廳、臥室、辦公室、教室、閱讀室、醫院、高級品牌專賣店、藝術館、博物館等維護系數K取0.8;而一般性的商店、超市、營業廳、影劇院、機械加工車間、車站等場所維護系數K取0.7;而污染指數較大的場所維護系數K則可取到0.6左右。
  利用系數法
  此方法用于計算平均照度
  (光源光通量)(CU)(MF) /照射區域面積
  適用于室內,體育照明
  利用系數(CU): 一般室內取0.4,體育取0.3
  1. 燈具的照度分布
  2. 燈具效率
  3. 燈具在照射區域的相對位置
  4. 被包圍區域中的反射光
  維護系數MF=(LLD)X(LDD)一般取0.7~0.8
  舉例 1:
  室內照明,4×5米房間,使用3×36W隔柵燈9套
  計算公式:平均照度 =光源總光通×CU×MF/面積
  =(2500×3×9)×0.4×0.8÷4÷5
  =1080 Lux
  結論:平均照度1000Lux以上
  舉例 2:
  體育館照明,20×40米場地,
  使用POWRSPOT 1000W金鹵燈 60套
  平均照度 =光源總光通×CU×MF/面積
  =(105000×60)×0.3×0.8÷20÷40
  =1890 Lux
  結論:平均水平照度1500Lux以上
  垂直照度1000Lux以上(視安裝位置)
  1967年法國第十三屆國際計量大會規定了以 坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分別作為發光強度、光亮度、光通量和光照度等的單位,為統一工程技術中使用的光學度量單位有重要意義。為使您了解和使用便利,以下將有關知識做一簡單介紹:
  1. 燭光、國際燭光、坎德拉(candela)的定義
  在每平方米101325牛頓的標準大氣壓下,面積等于1/60平方厘米的絕對“黑體”(即能夠吸收全部外來光線而毫無反射的理想物體),在純鉑(Pt)凝固溫度(約2042K獲1769℃)時,沿垂直方向的發光強度為1 坎德拉。并且,燭光、國際燭光、坎德拉 三個概念是有區別的,不宜等同。從數量上看,60 坎德拉等于58.8國際燭光,亥夫納燈的1燭光等于0.885國際燭光或0.919坎德拉。
  2. 發光強度與光亮度
  發光強度簡稱光強,國際單位是candela(坎德拉)簡寫cd。Lcd是指光源在指定方向的單位立體角內發出的光通量。光源輻射是均勻時,則光強為I=F/Ω,Ω為立體角,單位為球面度(sr),F為光通量,單位是流明,對于點光源由I=F/4 。光亮度是表示發光面明亮程度的,指發光表面在指定方向的發光強度與垂直且指定方向的發光面的面積之比,單位是坎德拉/平方米。對于一個漫散射面,盡管各個方向的光強和光通量不同,但各個方向的亮度都是相 等的。電視機的熒光屏就是近似于這樣的漫散射面,所以從各個方向上觀看圖像,都有相同的亮度感。
  以下是部分光源的亮度值:單位cd/m²
  太陽:1.5*10 ;日光燈:(5—10)*10³;月光(滿月):2.5*10³;黑白電視機熒光屏:120左右;彩色電視機熒光屏:80左右。
  3. 光通量與流明
  光源所發出的光能是向所有方向輻射的,對于在單位時間里通過某一面積的光能,稱為通過這一面積的輻射能通量。各色光的頻率不同,眼睛對各色光的敏感度也有所不同,即使各色光的輻射能通量相等,在視覺上并不能產生相同的明亮程度,在各色光中,黃、綠色光能激起最大的明亮感覺。如果用綠色光作水準,令它的光通量等于輻射能通量,則對其它色光來說,激起明亮感覺的本領比綠色光為小,光通量也小于輻射能通量。光通量的單位是流明,是英文lumen的音譯,簡寫為lm。絕對黑體在鉑的凝固溫度下,從5.305*10³cm²面積上輻射出來的光通量為1lm。為表明光強和光通量的關系,發光強度為1坎德拉的點光源在單位立體角(1球面度)內發出的光通量為1六名。一只40W的日光燈輸出的光通量大約是2100流明。
  4. 光照度與勒克斯
  光照度可用照度計直接測量。光照度的單位是勒克斯,是英文lux的音譯,也可寫為lx。被光均勻照射的物體,在1平方米面積上得到的光通量是1流明時,它的照度是1勒克斯。有時為了充分利用光源,常在光源上附加一個反射裝置,使得某些方向能夠得到比較多的光通量,以增加這一被照面上的照度。例如汽車前燈、手電筒、攝影燈等。

  以下是各種環境照度值:單位lux
  黑夜:0.001—0.02;月夜:0.02—0.3;陰天室內:5—50;陰天室外:50—500;晴天室內:100—1000;夏季中午太陽光下的照度:約為10*9次方;閱讀書刊時所需的照度:50—60;家用攝像機標準照度:1400
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