光度学基本知识
按照使用目的可以分为:
功能性灯具
装饰性灯具
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光度学基础知识 灯具定义 灯具又称照明器,其主要作用是照明。
在我们的日常生活中,可以看见多种多样的灯,而灯具的分 类也是多种多样的。
按照使用位置可以分为: 室内灯具
室外灯具
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光度学基础知识
灯具本身的基本作用是提供与光源 的电气连接,但还有许多其它的重 要功能如光源的防护、适宜的机械 特性、壳体的防护要求、电气安全 要求、热要求、标志要求和光度功 能要求。
投光类灯具还可以根据其光束的宽窄分为:窄光束;宽光束;中 等光束等。 一般来说: 窄 光 束:光束角<20° 中等光束:光束角:20°~40° 宽 光 束:光束角:>40°
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光度学的几个基本概念
下面我们先来介绍一下光度学的一些基本概念 平面角和立体角
平面角的单位 叫弧度,1弧 度是半径为1 米的园上,1
Ι = dΦ/dΩ 单位:cd 1cd=1lm/1sr
实际光源或灯具各方向的发光强度不同。为了描述其发光的空间 分布特性,需要用发光强度分布曲线(又叫配光曲线)来表示。 它是照明计算和设计的一个重要依据。
常见光源发光强度(cd): 太阳,2.8E27 高亮手电,10000
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照度
光度学基础知识
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V H
直角坐标配光曲线
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投光灯光度特性的三个定义
半峰发散角——在选定的通过最大光强的平面上,两个为50%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50%最大光强之 间的夹角
灯的有效光束——光强大于或等于10%最大光强的所有光束称灯具的有效 光束(IES定义)
光度学基本知识 与
报告解读
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内容提要
1. 光度学基础知识 灯具定义及分类 照度
2. 灯具坐标系
Type C Type B
光通量 亮度
Type A
3.灯具光度测试报告解读
室内灯具
投光灯
发光强度 常用的光度测量定律
路灯
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光度学基础知识
灯具定义 灯具又称照明器,其主要作用是照明。
在我们的日常生活中,可以看见多种多样的灯具,而灯具的 分类也是多种多样的。
距60W台灯60cm桌面,300LUX;
黄昏室内,10LUX;
夜间路灯,0.1LUX;
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亮度
亮度(L,Luminance),单位尼特,即nit,或cd/m2。 定义:光源体在某一方向上,每单位投影面积上所发出的光强。
光源体在某一方向上,每单位投影面积上所 发出的光强。
常见发光体的亮度(尼特):
余弦立方定律
光源
O
h
D
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;
I E
lθ
l — OA长度。
根据照度的余弦定律
E=
I l2
×cosθ
A
将 l =h/cosθ带入
E= I × cosθ= I ×cos3θ
l2
h2
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下面回到配光曲线的测量上来 不同光源、灯具向空间各个方向射出的光通量是很不一样的。 空间图最能直观地描绘光分布的特性.方法是把各个方向上测得的光强, 以一条条矢径的形式画在一个球坐标系上。 假定光源就在坐标系的极点上,这些矢量合起来就构成了“光分布体”。
定义:表面上一点的照度是入射在包含该点面元上的光通量dφ 除以该面元面积dS之商。 单位 (lx)
单位为勒克斯(lx),1lx=1lm/m2
常见照度(勒克司):
阳光直射(正午)下,110,000
阴天室外,1000
商场内,500
普通房间灯光下,100
满月照射下,0.2
烛光(20cm远处),10~15LUX。
E
I I=E·l2
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常用的光度测量定律
照度的平方反比定律
Ω=
S l2
I
Ι = dΦ/dΩ
n E= I
dΩ
ds
l2
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 10倍。)
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平面等照度曲线:连结测量截面上等照度的点的曲线。
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图中粉色点代表了只 有一盏灯的时候,水 平照度值为最大照度 值一半的点。 最大距高比即为: S/2H
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光通比 上射光通比=
灯具的上射总光通 灯具总光通
灯具的下射总光通 下射光通比= 灯具总光通
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室内灯具型号划分表
眩光程度主要与灯具发光面大小、发光面的亮度、背景亮度、 视看方向和位置有关,因此在灯具设计时一定要考虑限制灯具的 亮度。
一般情况下人们在室内眼睛停留最多的位置是水平方向,因此 灯具在60°~90°区域内最易受眩光影响。一般产生直接眩光的 区域为45°~90°区域内。
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灯具评价:室内灯的主要评价参数
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Type A
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• A型坐标 • A型坐标系统的说明如图。极轴在竖直方向。
竖直半平面内的角度数据叫做α角度,到此 平面的垂直角度是A角度。使用(A, α ) 坐标指示球面上的某点。 α 0 ° 在赤道圈上。 灯具口面通常瞄准点(0,0),并且α 0 ° 平面垂直于灯具口面。 α角度的范围是从-90 ° 至90 ° 。A角度范围从-180 ° 到180 ° , -90 ° 将在最低点,90 ° 在最高点。汽车车 灯光度数据通常使用Type A坐标系
太阳表面,2,000,000,000
白炽灯灯丝,10,000,000
阳光下的白纸,30,000
眼能习惯的亮度,3,000
满月表面,2,500
人眼能比较好的分辨出颜色的亮度,1
满月下的白纸,0.07
无月夜空,0.0001
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常用光度学单位及其相互关系
Φ
光通量Φ(lm) 光强I(cd) 照度E(lx)
型号 名称
A
直接型
B
半直接型
C
均匀扩散型
D
半间接型
E
间接型
光通比
上半球 0~10 10~40 40~60 60~90 90~100
下半球 100~90 90~60 60~40 40~10 10~0
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照度距离图表
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眩光:
亮度限制曲线是CIE推荐的作为评价室内一般灯具直接眩光的标准和方法。
灯具的光强通常在许多平面中测得。在各式各样可能的 测试平面中,有三种平面系统已被证明特别有用。
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Type C
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• Type C坐标 在Type C坐标系统中,极轴是垂直的,如图 所示。在垂直半平面测量的角度是γ角度, 以及到此半平面的水平角度是C角度。灯具 发光口面通常瞄准坐标系中的(C0,γ0)点。 γ角度范围从0° (最低点)到180° (最高 点)。C平面在角度范围从0° 到360° ,如 图所示。在光度学中C0参考平面位置,通常 是平行于灯具的辅助轴线。C型光度数据目 前是最流行的并得到广泛的承认。大多数光 度数据,包括室内灯和路灯,使用Type C格 式。
RHOCC天花板反射系数,RHOW墙壁反射系数,RCR房间系数
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室内灯具概算
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)
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室内灯具概算
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在报告的最后,会附上光强数据表。
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投光灯 直角坐标配光曲线 等光强曲线
而一般情况下,用户最关心的是这一盏灯是否能够照亮我们希望它照 亮的地方,不照亮它不该照亮的地方。其次便是它是否使我们感觉舒 适。
而这可以由配光曲线和眩光等参数所描述,这也就说明了我们为什么 要测量配光曲线。
什么是配光曲线?
配光曲线又叫发光强度分布曲线,是描述光源或灯具发光的空间分布 特性的一条曲线。
米长的圆弧对 圆心所张的角。
A A
l
o
α r
B
(a)
α= l r
A'
s
Ωo
r
(b)
Ω= S r2
立体角的单位叫 球面度(sr), 1球面度是半径 为1米的球面上, 1平方米的球面
对球心所张的立 体角。
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光通量
光度学基础知识
光通量是光源在单位时间内发出的光量,也即为辐射通量(或辐 射功率)能够被人眼视觉系统所感受的那部分有效当量。
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室内灯具利用系数
房间系数 RCR(Room Cavity Ratio) 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。
RCR=5hRC(L+W)/L*W
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室内灯具利用系数
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Type B
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Type A
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灯具光度测试报告解读
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室内灯具
光通比与灯具类型 配光曲线 眩光 室内灯利用系数 概算曲线
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报告基本信息p/ 35源自p/ 36最大光强
½ 最大光强
[C0~180]LEFT指的是 C180面 [C90~270]LEFT指的 是C270面