1、燈具配光基礎(chǔ)知識與報告解讀內(nèi) 容 提 要1. 光度學(xué)基礎(chǔ)知識2. 燈具坐標(biāo)系3. 燈具光度測試報告解讀1. 光度學(xué)基礎(chǔ)知識燈具定義及分類光通量照度亮度發(fā)光強(qiáng)度 光度學(xué)基礎(chǔ)知識燈具定義燈具又稱照明器，其主要作用是照明。在我們的日常生活中，可以看見多種多樣的燈具，而燈具的分類也是多種多樣的。按照使用目的可以分為：功能性燈具裝飾性燈具對一個或多個光源發(fā)出的光線進(jìn)行分配、透出或轉(zhuǎn)換的一種器具，它包括支撐、固定和保護(hù)光源所必須的部件（但不包括光源本身），以及連接電源與光源所必須的電路輔助裝置。（GBT 9464-2008）光度學(xué)基礎(chǔ)知識在我們的日常生活中，可以看見多種多樣的燈，而燈具的分類也是多種多樣的

2、。按照使用位置可以分為：室內(nèi)燈具室外燈具燈具定義燈具又稱照明器，其主要作用是照明。光度學(xué)基礎(chǔ)知識燈具本身的基本作用是提供與光源的電氣連接，但還有許多其它的重要功能如光源的防護(hù)、適宜的機(jī)械特性、殼體的防護(hù)要求、電氣安全要求、熱要求、標(biāo)志要求和光度功能要求。而一般情況下，用戶最關(guān)心的是這一盞燈是否能夠照亮我們希望它照亮的地方，不照亮它不該照亮的地方。其次便是它是否使我們感覺舒適。而這可以由配光曲線和眩光等參數(shù)所描述，這也就說明了我們?yōu)槭裁匆M(jìn)行配光測量。配光測量的結(jié)果最常見的是配光曲線。什么是配光曲線？配光曲線又叫發(fā)光強(qiáng)度分布曲線，是描述光源或燈具發(fā)光的空間分布特性的一條曲線。這種方法通常用于描述

3、室內(nèi)和道路的燈具的光分布。它很形象地以極坐標(biāo)的原點表示燈具的光中心，以一定方向的矢量表示光強(qiáng)的大小，以極坐標(biāo)的角度表示光強(qiáng)矢量與光軸之間的夾角；極坐標(biāo)表示法配光曲線極坐標(biāo)表示法的好處就是形象，直觀。長度表示光強(qiáng)角度表示測量方向與極軸的夾角此方法通常用于描述泛光燈和配光非常窄的燈具和光源光的分布。用直角坐標(biāo)的原點表示光中心，用橫坐標(biāo)表示方向角，用縱坐標(biāo)表示光強(qiáng)。直角坐標(biāo)表示法配光曲線直角坐標(biāo)表示法的好處是便于查不同角度的光強(qiáng)數(shù)值。o配光曲線從它的對稱性質(zhì)來說可以分為：軸向?qū)ΨQ、對稱和非對稱3種。o投光類燈具還可以根據(jù)其光束的寬窄分為：窄光束；寬光束；中等光束等。 一般來說：窄 光 束：光束角40

4、 配光曲線 = 立體角的單位叫球面度（sr），1球面度是半徑為1米的球面上，1平方米的球面對球心所張的立體角。lAoB(a)sAAr(b)orrl= 2rS平面角和立體角平面角的單位叫弧度，1弧度是半徑為1米的園上，1米長的圓弧對圓心所張的角。下面我們先來介紹一下光度學(xué)的一些基本概念光度學(xué)基礎(chǔ)知識光通量光通量是光源在單位時間內(nèi)發(fā)出的光量，也即為輻射通量（或輻射功率）能夠被人眼視覺系統(tǒng)所感受的那部分有效當(dāng)量。一只40W的日光燈輸出的光通量大約是2100流明。 光通量符號，單位lm；常見電光源的發(fā)光效率，是指1W的電功率能轉(zhuǎn)化成多少光通量。常見光源的大致效率（流明/瓦）白熾燈，15日光燈，50鈉燈

5、，120光度學(xué)基礎(chǔ)知識發(fā)光強(qiáng)度 光度學(xué)基礎(chǔ)知識光源在給定方向的單位立體角中發(fā)射的光通量定義為光源在該方向的(發(fā))光強(qiáng)(度)。 = d/d 單位：cd 1cd1lm/1sr實際光源或燈具各方向的發(fā)光強(qiáng)度不同。為了描述其發(fā)光的空間分布特性，需要用發(fā)光強(qiáng)度分布曲線（又叫配光曲線）來表示。它是照明計算和設(shè)計的一個重要依據(jù)。照度 定義：表面上一點的照度是入射在包含該點面元上的光通量d除以該面元面積dS之商。 單位 （lx） 單位為勒克斯（lx），1lx=1lm/m2常見照度（勒克司）：陽光直射（正午）下，110,000 陰天室外，1000商場內(nèi)，500 普通房間燈光下，100滿月照射下，0.2燭光（20

6、cm遠(yuǎn)處），1015LUX。距60W臺燈60cm桌面，300LUX；黃昏室內(nèi)，10LUX；夜間路燈，0.1LUX；光度學(xué)基礎(chǔ)知識亮度 亮度（L，Luminance），單位尼特，即nit，或cd/m2。定義：光源體在某一方向上,每單位投影面積上所發(fā)出的光強(qiáng)。常見發(fā)光體的亮度（尼特）：太陽表面，2,000,000,000白熾燈燈絲，10,000,000陽光下的白紙，30,000眼能習(xí)慣的亮度，3,000滿月表面，2,500人眼能比較好的分辨出顏色的亮度，1滿月下的白紙，0.07無月夜空，0.0001光源體在某一方向上,每單位投影面積上所發(fā)出的光強(qiáng)。 坎德拉，流明，勒克斯之間的關(guān)系。 如圖所示：亮度

7、為1cd的電光源放置在完全投射的球的球心處，球的半徑為1，則球表面的照度為1lx，ABCD四點圍成的曲面對應(yīng)的立體角為1sr. 通過曲面ABCD的光通為1lm，也就是說單位立體角內(nèi)的光通量為1lm/sr，球共有4立體角，所以點光源的光通量為4lmType BType C2. 燈具坐標(biāo)系不同光源、燈具向空間各個方向射出的光通量是很不一樣的。空間圖最能直觀地描繪光分布的特性方法是把各個方向上測得的光強(qiáng)，以一條條矢徑的形式畫在一個球坐標(biāo)系上。假定光源就在坐標(biāo)系的極點上，這些矢量合起來就構(gòu)成了“光分布體”。燈具的光強(qiáng)通常在許多平面中測得。在各式各樣可能的測試平面中，我們經(jīng)常使用兩種平面系統(tǒng)。在介紹平面

8、系統(tǒng)之前，我們需要先了解燈具的三根軸線。第一根軸指的是通過光度中心的軸，在燈具測量中作為一個基準(zhǔn)方向用于校正光度測試中的燈具姿態(tài)的軸。通常情況下，這根軸垂直于主要的燈具出光口平面；第二根軸指的是通過光度中心并且與第一根軸垂直的軸，與第一根軸一起用于用于校正光度測試中的燈具姿態(tài)。對于投光燈來說，第二根軸通常情況下是與燈具的傾斜軸平行的。如果需要，第二根軸可以由廠家或者測試實驗室來決定其方向。第三根軸指的是通過光度中心并且與第一、二根軸垂直的軸，與第一根軸一起用于用于校正光度測試中的燈具姿態(tài)。Type C在Type C坐標(biāo)系統(tǒng)中，極軸是垂直的，如圖所示。在垂直半平面測量的角度是角度，以及到此半平面

9、的水平角度是C角度。燈具發(fā)光口面通常瞄準(zhǔn)坐標(biāo)系中的（C0，0）點。角度范圍從0（最低點）到180（最高點）。C平面在角度范圍從0到360，如圖所示。在光度學(xué)中C0參考平面位置，通常是平行于燈具的輔助軸線。C型光度數(shù)據(jù)目前是最流行的并得到廣泛的承認(rèn)。大多數(shù)光度數(shù)據(jù)，包括室內(nèi)燈和路燈，使用Type C格式。Type CType CType CType B B型坐標(biāo)系統(tǒng)的說明如圖。極軸在水平方向。水平半平面內(nèi)的角度數(shù)據(jù)叫做H角度，到此平面的垂直角度是V角度。使用（H，V）坐標(biāo)指示球面上的某點。 H 0 在赤道圈上。燈具口面通常瞄準(zhǔn)點（0，0），并且V 0 平面垂直于燈具口面。H角度的范圍是從-90

10、至90 。V角度范圍從-180 到180 ， -90 將在最低點，90 在最高點。泛光燈光度數(shù)據(jù)通常使用Type B坐標(biāo)系Type BType BType B燈具光度測試報告解讀燈具光度測試報告解讀室內(nèi)燈具投光燈路燈光通比與燈具類型配光曲線眩光室內(nèi)燈利用系數(shù) 概算曲線室 內(nèi) 燈 具報告基本信息室內(nèi)燈具數(shù)據(jù)最大光強(qiáng)最大光強(qiáng)半峰邊角平面等照度曲線 連結(jié)測量截面上等照度的點的曲線。圖中粉色點代表了只有一盞燈的時候，水平照度值為最大照度值一半的點。最大距高比即為：S/2H最大距高比光通比上射光通比=燈具的上射總光通燈具總光通下射光通比=燈具的下射總光通燈具總光通室內(nèi)燈具型號劃分表型號名稱光通比上半球下

11、半球A直接型01010090B半直接型10409060C均勻擴(kuò)散型40606040D半間接型60904010E間接型90100100 010%10090% 1040% 9060% 4060% 6040% 6090% 4010% 90100% 100%環(huán)帶光通數(shù)據(jù)表照度距離圖表照度距離圖表o亮度限制曲線是CIE推薦的作為評價室內(nèi)一般燈具直接眩光的標(biāo)準(zhǔn)和方法。眩光：在視野范圍內(nèi)有亮度極高的物體或亮度對比過大，或空間和時間上存在著極端的對比，就可引起不舒適的視覺，或造成視功能下降，或同時產(chǎn)生這兩種效應(yīng)的現(xiàn)象。眩光是影響照明質(zhì)量的最重要因素。眩光p照明質(zhì)量的優(yōu)劣與燈具的亮度限制有關(guān)。在視野范圍內(nèi)若亮度

12、過高，可產(chǎn)生不舒適眩光，甚至產(chǎn)生失能眩光，嚴(yán)重的眩光直接影響勞動生產(chǎn)率甚至誘發(fā)眼疾。p眩光程度主要與燈具發(fā)光面大小、發(fā)光面的亮度、背景亮度、視看方向和位置有關(guān)，因此在燈具設(shè)計時一定要考慮限制燈具的亮度。p一般情況下人們在室內(nèi)眼睛停留最多的位置是水平方向，因此燈具在6090區(qū)域內(nèi)最易受眩光影響。一般產(chǎn)生直接眩光的區(qū)域為4590區(qū)域內(nèi)。燈具有發(fā)光側(cè)邊的界限曲線眩光限制等級 眩光程度 視覺要求和適用場所示例 A很高質(zhì)量 無眩光感 很嚴(yán)格的視覺要求如手術(shù)室、病房、計算機(jī)房、有視覺顯示裝置的辦公室、展室。 B高質(zhì)量 有很弱眩光感 視覺要求高的作業(yè)或高等視覺作業(yè)但要求注意力高度集中。如教室、閱覽室、比賽大

13、廳 C中等質(zhì)量 有輕微眩光感 中等視覺要求的作業(yè)或要求注意力一般且工作人員沒有一定程度的流動性。如會議室、營業(yè)廳、餐廳、觀眾廳、休息廳、候車廳、廚房 D低質(zhì)量 有眩光感 視覺要求或要求注意力集中程度較低的作業(yè)，工作人員在有限區(qū)域內(nèi)頻繁走動。如通道 E很低質(zhì)量 有較強(qiáng)眩光感 視覺要求低且工作人員不限于一個工作崗位而是來回走動或不是由同一批人連續(xù)使用的房間。如倉庫、儲藏間、汽車庫 o根據(jù)在照明使用中對照明質(zhì)量的不同要求，CIE將室內(nèi)一般燈具直接眩光分為5個質(zhì)量等級。室內(nèi)燈具利用系數(shù) 燈具的利用系數(shù)是指燈具在規(guī)定的條件下送到工作面上的光源光通量與總光通量之比，所以與照明燈具的設(shè)計、安裝高度、房間的大

14、小和反射率的不同相關(guān)。 高的利用系數(shù)和低的眩光這是照明設(shè)計人員追求的重要目標(biāo)之一，室內(nèi)燈具的利用系數(shù)是在考慮燈具對工作面的直射照度的貢獻(xiàn)上，還考慮了四壁、頂棚和地板的相互反射對工作面照度的貢獻(xiàn)房間系數(shù) （Room Cavity Ratio）RCR=5hRC(L+W)/L*W 室內(nèi)照明計算是把房間看作直六面體，能表征房間尺寸的表式就是室空間比（室指數(shù)）。越是低而寬敞的房子，可得到的光通利用率越高，越是狹而高的房間，光通利用率越低。 針對不同的RCR系數(shù)，和不同的四壁、頂棚反射率系數(shù)，我們可以計算出室內(nèi)燈具的利用率系數(shù)。室內(nèi)燈具利用系數(shù)RHOCC天花板反射系數(shù)，RHOW墻壁反射系數(shù)，RCR房間系數(shù)

15、，地板反射系數(shù)恒等于20.平均照度=燈具數(shù)量=室內(nèi)燈具概算光源光通量燈具數(shù)量CU 維護(hù)系數(shù)長寬平均照度長寬光源光通量 CU 維護(hù)系數(shù) 室內(nèi)燈具概算在報告的最后，會附上光強(qiáng)數(shù)據(jù)表。直角坐標(biāo)配光曲線等光強(qiáng)曲線投 光 燈VH直角坐標(biāo)配光曲線光束擴(kuò)散角在包含最大光強(qiáng)的某個平面上，兩個為10%最大光強(qiáng)的光強(qiáng)之間的夾角稱為該平面的光束擴(kuò)散角半峰邊角在選定的通過最大光強(qiáng)的平面上，最大光強(qiáng)與50%最大光強(qiáng)之間的夾角燈的有效光束光強(qiáng)大于或等于10%最大光強(qiáng)的所有光束稱燈具的有效光束(IES定義)投光燈光度特性的三個定義矩形等光強(qiáng)網(wǎng)圖等光強(qiáng)曲線：在以光源的光中心為球心的假想球面上，將發(fā)光強(qiáng)度相等的那些方向所對應(yīng)的

16、點連接成的曲線，或是該曲線的平面投影。光強(qiáng)曲線分布圖等光強(qiáng)圓形網(wǎng)圖等照度曲線光通量利用系數(shù)曲線路 燈路燈燈具報告基本信息 1、當(dāng)燈具位于或接近于道路邊， 50%50%最大光強(qiáng)的曲線最大光強(qiáng)的曲線位于參考軸的兩邊且屋邊1.0M寬，路邊1.0-MH寬，這種燈具被稱作類； 2、50%最大光強(qiáng)的軌跡的橫向?qū)挾仍诼愤?.75MH LRL以內(nèi)，屬于類； 3、部分的或全部在路邊1.75MH和2.75MH LRL之間，屬于類； 4、部分的或全部的在路邊2.75MH LRL以外，屬于類。 單個路燈的橫向分布橫向分布一般可以分為四類：路燈分類 1、當(dāng)最大光強(qiáng)點最大光強(qiáng)點位于1.0和2.25MH TRL之間時，此燈

17、具被歸類為Short(S)分布，最大的燈具間隔是安裝高度的4.5倍； 2、在2.25和3.75MHTRL之間的，此燈具被歸類為Medium(M)分布，最大的燈具間隔是安裝高度的7.5倍； 3、在3.75和6.0MH TRL之間稱為Long(L)分布，最大的燈具間隔是安裝高度的12倍。 路燈的縱向分布縱向分布分為三種：路燈分類路燈分類圖某種路燈光強(qiáng)曲線分布圖IESNA眩光控制分類完全截光型完全截光型：離開燈下點90（r=90）以上的所有角度的光強(qiáng)值為0，而且在離燈下點80（r=80）的位置每1000流明的光強(qiáng)值不超過100cd（10%）。圍繞燈具的所有橫向角度都要滿足這個要求。截光型：截光型：離開燈下點90（r=90，水平）