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灯具光学讲义.ppt

灯具光学讲义.ppt

上传者: lifp 2011-10-10 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《灯具光学讲义ppt》,可适用于IT/计算机领域,主题内容包含培训目的了解和掌握光度学基本知识的基础学习光学的基本定律为对照明计算和灯具的控光部件(主要是反射器)的研究作准备。能看懂三大类灯具(室内灯、路灯和投符等。

培训目的了解和掌握光度学基本知识的基础学习光学的基本定律为对照明计算和灯具的控光部件(主要是反射器)的研究作准备。能看懂三大类灯具(室内灯、路灯和投光灯)的光度测试图表并且能从中了解灯具的光学性能并能利用图表进行简单照明计算。能够根据灯具的配光曲线来设计灯具的光学部件,例如反射器等。培训目的电磁波频谱图电磁波频谱图电磁波频谱图常用nm表示可见光的范围平面角和立体角平面角和立体角平面角和立体角α=在光度学物理量的基本定义中都要引用到立体角这一概念而且立体角在照明计算中也经常用到。lαAoB(a)sAA'r(b)orΩ光度学的几个基本概念Ω=辐射能和光辐射能和光辐射能(Qe)、辐通量(Φe)、辐强度(Ie)、辐照度(Ee)、辐亮度(Le)对应的光度量定义:光能量(Qv)、光通量(Φv)、光强度(Iv)、光照度(Ev)、光亮度(Lv)Km最大光谱光效能=lmW眼睛处在明视觉条件下的光谱光效率曲线眼睛处在明视觉条件下的光谱光效率曲线作为光度量客观评价的物理量必须要规定和使用世界上认可并适用的标准人眼和它的光谱灵敏度数值这就是目前已被公认的光谱光效率υ(λ)也称视见函数υnmλ()υλ常用光度学单位及其相互关系常用光度学单位及其相互关系光通量Φ(lm)光强I(cd)照度E(lx)ΦEIΦ=ESΦ=IΩI=EL常用的光度测量定律常用的光度测量定律a)照度的平方反比定律E=I垂直于光线传播方向的照度与光源在该方向的光强成正比与光源到表面的距离的平方成反比。注意:只有点光源才符合距离平方反比定律。(测试距离不应少于灯具出光口面最大尺寸的倍。)b)照度的余弦定律:b)照度的余弦定律:E=cosθS面:E==S面:E=S=Scosθ显而易见:E=Ecosθ将它与照度的平方反比定律结合起来就有:c)余弦立方定律c)余弦立方定律式中:I点光源射向该点的光强h光源离该平面的高度θ平面法线与入射光线的夹角OA长度。E=cosθ=cosθcγ坐标系统屋边路边γA。。。。γA()()BγBγB。适合路灯的分布光度系统国际照明学会推荐的分布光度Cγ坐标系统VH坐标系统VH坐标系统适合投光灯的分布光度系统国际照明学会推荐的分布光度Ββ坐标系统光度学中常用的坐标空间光强分布可以通过三种方式:、极坐标   室内灯  路灯、直角坐标  投光灯  、等光强图            不对称配光旋转对称二个对称平面一个对称平面极坐标直角坐标等光强曲线示意等光强曲线     灯具光度测试报告解读         和     在照明计算中的应用道路灯具子午面配光曲线圆锥面配光曲线等光强曲线等照度曲线光通量利用系数曲线子午面配光曲线圆锥面配光曲线光源:WHPS等光强曲线IESNA路灯分类图人行道边线MHMHMHMHMHMHMH马路横跨线用圆形网图表示IESNA路灯分类灯具的纵向分布分为三种(供参考):、当最大光强点位于和MHTRL之间时此灯具被归类为Short(S)分布最大的灯具间隔是安装高度的倍、在和MHTRL之间的此灯具被归类为Medium(M)分布最大的灯具间隔是安装高度的倍、在和MHTRL之间称为Long(L)分布最大的灯具间隔是安装高度的倍。灯具的横向分布分为四类:、当灯具位于或接近于道路边最大光强的曲线位于参考轴的两边且屋边M宽路边MH宽这种灯具被称作І类、最大光强的轨迹的横向宽度在路边MHLRL以内属于Ⅱ类、部分的或全部在路边MH和MHLRL之间属于Ⅲ类、部分的或全部的在路边MHLRL以外属于Ⅳ类。最大光强的垂直角度以上的光分布控制IESNA眩光控制分类完全截光型离开灯下点(r=)以上的所有角度的光强值为而且在离灯下点(r=)的位置每流明的光强值不超过cd()。围绕灯具的所有横向角度都要满足这个要求。截光型离开灯下点(r=水平)的位置的每流明的光强值不超过cd()而且在离灯下点(r=)的位置不超过cd()的灯具是达到截光水平的。同样应用到围绕灯具的所有横向角度。半截光型离开灯下点(r=水平)的位置的每流明的光强值不超过cd()而且在离灯下点(r=)的位置不超过cd()的灯具是达到截光水平的。同样应用到围绕灯具的所有横向角度。完全截光型灯具Eh=kE等照度曲线后面例题当灯具安装在米高求在马路上且垂直于马路纵向的方向上离灯下点的水平距离米的地方的照度值是多少?求照度均匀度光通量利用系数曲线路灯头的仰角光通量利用系数曲线示意道路上照度均匀度=最小照度平均照度平均照度=光源光通量利用系数维护系数灯间隔距离路宽例题:道路宽米灯具的安装间隔是米灯的高度米求路面的平均照度是多少?用光通量利用曲线和等照度曲线计算照度均匀度维护系数(K)维护系数是考虑由于光源光通衰减、灯具污染及老化所引起的效率降低以及被照场所建筑物内墙表面、顶棚、地面的反射率下降等因素使照度降低所必须乘入的系数。室内灯具光通比与距高比极坐标配光曲线空间等照度曲线平面等照度曲线利用系数CU概算曲线最大距高比:AA:BB:CIE分类:直接向上光通比:向下光通比:灯具效率:光通比与距高比CIE分类:直接向上光通比:向下光通比:灯具效率:θ照度角最大距高比:AA:BB:距高比:距高比:距高比:灯具描述:WHPS光源被垂直装在一个旋转对称反射器内极坐标配光曲线例:在灯下米距灯下点米的地方的照度有多大?空间等照度曲线灯具描述:支架灯具W荧光灯管极坐标配光曲线极坐标配光曲线示意例:在灯下米c方向距灯下点米的地方的照度有多大?平面等照度曲线γ平面等照度曲线示意流明法利用灯具的配光曲线或等照度曲线按照灯具的布置方式直接计算室内各点的照度。逐点计算法利用灯具的配光曲线考虑到房间大小形状、房间中各个面的反射率和灯具布置方式后计算灯具直接射到工作面上的光通量和射到室内其它表面(包括墙、天花板、地板)后反射的光线再投到工作面上的光通量之和除以工作面的面积得到平均照度。照度计算室空间比 RCRRCR=hRC(LW)L*W室内照明计算是把房间看作直六面体能表征房间尺寸的表式就是室空间比(室指数)。越是低而宽敞的房子可得到的光通利用率越高越是狭而高的房间光通利用率越低。利用系数:ρCC ρWWDRCRCRCOEFFICIENTSOFUTILIZATIONFORρFC=利用系数CUΡcc顶棚空间的反射系数ρw墙面的反射系数ρfc地板空间的反射系数WDRC墙面直接辐射系数平均照度=光源光通量灯具数量CU维护系数长宽灯具数量=平均照度长宽光源光通量CU维护系数维护系数(K)维护系数是考虑由于光源光通衰减、灯具污染及老化所引起的效率降低以及被照场所建筑物内墙表面、顶棚、地面的反射率下降等因素使照度降低所必须乘入的系数。利用系数法及灯具概算曲线应用例某电机装配车间双侧开窗采用钢筋混凝土多边形屋架因此顶棚有效反射率ρcc是。下弦高度M。屋内墙及大型屋面板均喷白因此墙面平均反射率ρw是。地面为混凝土地坪水泥砂浆抹面因此地面反射率ρf是。车间跨度W=M长度L=M柱距M。试确定照明方案和灯数。照度的确定和灯型选择:设计要求该车间平均照度为lx。拟选用D号GCB型深照型W高压水银荧光灯装于屋架下弦工作面高度距地面M。求室空间比:灯的计算高度为h==MRCR=()=查D号灯具图表用内插法求出利用系数u=。该车间属于B类维护系数K=光源光通F=lm应用公式N=()=个利用系数:ρCC ρWRCRCOEFFICIENTSOFUTILIZATIONFORρFC=D号灯具利用系数表:概算曲线投光灯具直角坐标配光曲线等光强曲线区域光通量穿过反射器母线且含有最大光强的截面上V角和H角的配光曲线直角坐标配光曲线半峰发散角在选定的通过最大光强的平面上两个为最大光强的光强之间的夹角半峰边角在选定的通过最大光强的平面上最大光强与最大光强之间的夹角灯的有效光束光强大于或等于最大光强的所有光束称灯具的有效光束(IES定义)投光灯光度特性的三个定义等光强曲线区域光通量旋转反射器的设计和计算M反射器轮廓上的斜线段光源光线增量间隔角度θ出射光线增量角α表计算光束中各环带的光通表计算光源各环带内的光通表光束光通与光源能提供的光通二者计算表表不同θ或α角度内的光通量表找出α~θ对应关系表表用图解法求α~θ关系表按表中所述的α~θ关系计算反射器上各点的坐标 

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