單位容量法快速計算分析的論文

　　摘要：照度計算是實現建筑光環境設計總體構想的重要手段。采用單位容量法計算,能較好平衡準確度與簡便度,為照度計算的實際運用加大了可操作性。

　　關鍵詞：照度計算單位容量利用系數光通量

　　一、照度計算基本方法簡介及比較

　　照明計算是照明設計的重要內容,照度計算又是照明功能效果計算的重要組成部分。照度計算的目的是根據所需要的照度值,結合其它已知條件(如照明器型式及布置、房間各個面的反射條件及污染情況等)來決定燈泡的容量或燈的數量。

　　照度計算方法有利用系數法和逐點計算法(包括平方反比法、等照度曲線法、方位系數法等)兩大類,利用系數法用于計算平均照度與配燈數,逐點計算法用于計算某點的直射照度。現將這兩種計算方法的特點及使用范圍對比如下:

　　利用系數法利用系數計算此法考慮了直射光及反射光兩部分所產生的照度計算結果為水平面上的平均照度計算室內水平面上的平均照度,特別適用于反射條件好的房間．查概算曲線一般生產及生活用房的燈數概略計算

　　逐點計算法平方反比法此法只考慮直射光產生的照度,可以計算任意面上某一點的直射照度采用直射照明器的場所,可直接求出水平面照度等照度曲線法方位系數法，使用線光源的場所,求算任意面上一點的照度

　　以上這兩種計算方法,各文章都介紹的較多了,這里不再復述。從實際使用效果來看,以上兩種方法都存在計算繁瑣，建筑專業條件眾多，適用范圍較小等不足之處，主要體現在：

　　利用系數法：

　　1.對眾多不同光照特性的控照器，僅僅靠頂棚空間比CCR中的hcc簡單劃分成兩種形式是遠遠不夠的。

　　2．現有頂棚有效光反射比cc曲線不能滿足當代建筑豐富多彩的室內裝飾材料，而且維護系數的分類較粗糙。

　　3.它假設了工作面上所有計算點的照度均相同，無法滿足一些特殊場合照度的計算。

　　逐點計算法：

　　其計算結果僅為最小照度值，僅適用于大面積、高凈空、維護結構反射比較低的室內空間。

　　在缺乏專門照明設計軟件的條件下，以上方法很難做到高精確度。隨著照明技術的發展、電子計算機的應用和建筑裝飾的深入,照度計算已被人們廣泛關注并為科學工作者所研究。從研究動向來看,照明計算主要向兩個方面發展,其一是力求簡單迅速,經常是將計算好的在各種可能條件下的結果編制成圖表、曲線供設計人員查用,其二是力求準確。由于各種參數的不精確,計算結果有+20%至-10%的誤差是允許的。針對非研究場合及一般施工設計,真正實用的方法應該是簡便易算且有較高準確度的,比較而言,現推薦一種單位容量法或稱為簡化版利用系數法。

　　二、單位容量計算法的概念及步驟

　　單位容量法適用于均勻的一般照明計算,它主要計算每單位被照面積所需的燈具安裝功率:W=P/SP-全部燈具安裝功率,瓦;S-被照面積,米2

　　或直接計算燈具數量N=E*A*φ0*C1*C2/φ,單位容量W決定于下列各種因素:需求照度E,房間面積A,單位面積每LX光通量φ0,修正系數C1、C2,照明燈具光通量。

　　我們給出一套速查表格以便使用。表格相關說明如下:

　　1.室形指數RI=W*L/H*(W+L)W-房間寬;L-房間長,H-燈具至工作面高度,并據此室形指數結合燈具配光類型查表得出φ0。見附表1。

　　2.室內頂棚、墻面及地面的反射系數分別為C、W、f,根據實際環境不同可加系數C1修正。見附表2。

　　3.各燈具效率不同,可加系數C2修正。見附表3。

　　附表1

　　室形指數RI直接型配光燈具半直接型配光燈具均勻漫射配光燈具半間接型配光燈具間接型配光燈具

　　S<0.9hS<1.3h

　　0.65.385.005.385.387.788.75

　　0.84.383.894.384.246.367.00

　　1.03.893.413.683.595.396.09

　　1.253.412.983.333.114.835.00

　　1.53.112.743.042.864.384.83

　　2.02.802.462.692.504.004.38

　　2.52.642.302.502.303.594.89

　　3.02.552.302.372.193.333.68

　　3.52.462.122.302.113.183.33

　　4.02.372.062.222.033.043.33

　　4.52.352.022.171.992.983.26

　　5.02.331.972.121.942.923.18

　　附注:S為燈具間距,h為燈具安裝高度

　　直接型照明器允許距高比分類

　　分類名稱距高比s/h

　　特狹照型S/h≤0.5

　　狹照型(深照型,集照型)0.5<S/h≤0.7

　　中照型(擴散型,余弦型)0.7<S/h≤1.0

　　廣照型1.0<S/h≤1.5

　　特廣照型1.5<S/h

　　附表2

　　C0.70.60.4

　　W0.50.40.3

　　f0.20.20.2

　　C111.081.27

　　附表3

　　燈具效率0.70.60.5

　　C211.221.47

　　通過以上表格能進行計算的第一步:查出φ0,C1,C2,第二步代入所需照度E及房間面積A,第三步選擇合適的光源及其光通量。最后得出布燈數量。

　　三、單位容量計算法設計實例

　　某廠房的尺寸為:寬X長X高=20mx50mx8m,頂棚反射比C=70%,墻面反射比W=50%,地板反射比f=20%,采用150W金屬鹵化物燈寬光束塊板面照明燈具,光源光通量10809lm,燈具效率72.9%,現要求室內地面平均照度為100lx,試求室內布燈數?

　　第一步:求室形指數RI=W*L/H*(W+L),代入W=20m,L=50m,H=8m,得出RI=1.78。照明燈具為寬配光金鹵燈,屬于中照型燈具,距高比S/h<1.0,查表1得出單位容量光通量最接近數值φ0=2.8。據燈具效率及各反射比可知修正系數C1,C2均為1。

　　第二步:要求照度標準E=100lx,廠房面積A=1000m2。

　　第三步:光通量φ為10809lm,代入公式計算出燈具數量為N=E*A*φ0*C1*C2/φ=25.9<個>。

　　利用系數法首先要計算室空比、頂空比及地空比,再計算頂棚、墻面、地板有效反射比,確定利用系數加上維護系數。此法計算準確度雖較高,但步驟很繁瑣,除非用計算機編程輔助計算,否則工作量很大。而單位容量法的計算結果與采用利用系數法結果(25個)相當接近,但計算步驟要簡便許多。在實際設計中常常是燈具并不確定,需要不斷計算調整型號及位置以達到滿意的效果,此法手工計算花費時間較短,因此在實際中有較廣泛的運用前景。

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