一般照明平均照度的计算

1．4．2　一般照明平均照度的计算

一个平面的平均照度就是最终落在该平面上的光通量Φ与平面面积A之比，即

对于室内照明，应求取工作面（等效地面）、等效顶棚和墙面的平均照度（或平均亮度）。室内各面的面积可以根据房间的尺寸求得，因此，求室内各面平均照度的关键是求最终落到该面的光通量。

1）利用系数

计算室内各面获得最终光通量的方法主要是利用系数法。利用系数是最终落在室内某面的光通量Φ与室内照明器中所有光源的光通量nΦ_s之比，即

式中:U———利用系数；

　Φ_s———一个照明器内光源的光通量（lm）；

　n———室内的照明器数量。

2）利用系数法

在实际照明设计时，利用系数可从设计手册、产品样本或其他文献资料中查得。用利用系数可以在已知房间特性（指房间的室形指数或空间比、各面的平均反射比和等效反射比）和照明要求的情况下计算所需的照明器数，即

式中:n———所需照明器数；

　E_av———工作面所需照度（lx）；

　A_f———工作面面积，即房间的面积（m²）；

　Φ_s———每个照明器内光源的输出光通量（lm）；

　K———维护系数，其值查表1．15；

　U———利用系数。

若已知房间特性和照明器数，可计算工作面的平均照度，E_av:

有的资料除了提供照明器的利用系数外，还给出了墙面的亮度系数L_CW和等效顶棚的亮度系数L_CC，由此可求得墙面的亮度L_W和等效顶棚亮度L_C。计算公式如下:

表1．15　维护系数

3）单位容量法

在做方案设计或初步设计时，需要估算照明用电量，往往采用单位容量计算，在允许计算误差下，达到简化计算程序的目的。

单位容量法的依据也是利用系数法，只是进一步被简化了。单位容量法多以达到设计照度时1m2需要安装的电功率（W／m2）或光通量（lm／m2）来表示。通常将其编制成计算表格，以便运用。

单位容量法的基本公式如下:

或

式中:P———在设计照度条件下房间需要安装的最低功率（W）；

　P₀———照度为1lx时的单位容量（W／m²），其值查表1．16，当采用高压气体放电光源时，按40W荧光灯的P₀值计算；

　A———房间面积（m2）；

　E———设计照度（平均照度）（lx）；

　Φ———在设计照度条件下房间需要的光源总光通量（lm）；

　Φ₀———照度达到1lx时所需的单位光辐射量（lm／m²）；

　C₁———当房间内各部分的光反射比不同时的修正系数，其值查表1．17；

　C₂———当光源不是100W的白炽灯或40W的荧光灯时的调整系数，其值查表1．18；

　C₃———当灯具效率不是70%时的校正系数，当η＝60%，C₃＝1．22，当η＝50%，C₃＝1．47；

　C₄———当灯具维护系数K不是0．7时的校正系数，

表1．16　单位容量计算表P₀

续表1．16

注:（1）L为灯距，h为计算高度；

（2）每格所列3个数字由上至下依次为:选用100W白炽灯的单位电功率（W／m²）；选用40W荧光灯的单位电功率（W／m²）；单位光辐射量（lm／m²）。

表1．17　房间内各部分的光反射比不同时的修正系数C₁

表1．18　当光源不是100W的白炽灯或40W的荧光灯时的调整系数C₂

4）单位容量计算表的编制条件

单位容量计算表（见表1．16）是在比较各类常用灯具效率与利用系数关系的基础上，按照下列条件编制的:

（1）室内顶棚反射比ρ_c为70%；墙面反射比ρ_w为50%；地板反射比ρ_f为20%。由于是近似计算，一般不必详细计算各面的等效反射比，而是用实际反射比进行计算。

（2）计算平均照度E为1lx，维护系数K为0．7。

（3）白炽灯的光效为12．5lm／W（220V，100W），荧光灯的光效为60lm／W（220V，100W）。

（4）灯具效率不小于70%，当装有遮光格栅时不小于55%。

（5）灯具配光分类符合国际照明委员会的规定，见表1．19。

表1．19　常用灯具配光分类表（符合国际照明委员会规定）

注:L、h的含义同表1．18。

【例1．2】有一房间面积A为9×6＝54（m²），房间高度h为3．6m。已知ρ_c＝70%、ρ_w＝50%、ρ_f＝20%、K＝0．7，拟选用36W普通单管荧光吊链灯h_c＝0．6m，如要求设计照度为100lx，如何确定光源数量。

解:普通单管荧光灯类属半直接型配光，因取h_c＝0．6m，室空间比RCR＝4．167，再从表1．16中可查得P₀＝0．0565。则P＝P₀AEC₂＝0．056 5×54×100×0．675＝205．9（W），故光源数量为205．9／36＝5．7（盏），根据实际情况拟选用6盏36W荧光灯，此时估算照度可达105．3lx。