1、關于燈具光學講義第一張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月了解和掌握光度學基本知識的基礎，學習光學的基本定律，為對照明計算和燈具的控光部件（主要是反射器）的研究作準備。能看懂三大類燈具（室內燈、路燈和投光燈）的光度測試圖表，并且能從中了解燈具的光學性能并能利用圖表進行簡單照明計算。3. 能夠根據燈具的配光曲線來設計燈具的光學部件,例如反射器等。學習目的第二張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月 電磁波頻譜圖電磁波頻譜圖 常用380780nm表示可見光的范圍第三張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月 平面角和立體角 = 在光度學物理量的基本定義中都要引用到立體角這一概念，而且立體角在

2、照明計算中也經常用到 。lAoB(a)sAAr(b)or光度學的幾個基本概念= 平面角和立體角第四張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月輻射能和光輻射能（Qe）、輻通量（e）、輻強度（Ie）、輻照度（Ee）、輻亮度（ Le ）；對應的光度量定義： 光能量（Qv）、光通量（v）、光強度（Iv）、光照度（Ev）、光亮度 （Lv ）；Km 最大光譜光效能= 683 lm/W第五張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月眼睛處在明視覺條件下的光譜光效率曲線 作為光度量客觀評價的物理量，必須要規定和使用世界上認可并適用的標準人眼和它的光譜靈敏度數值，這就是目前已被公認的光譜光效率（）也稱視見函數 0

3、0.20.40.60.81.0400500600700nm（ ）第六張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月EI=ES=II=EL2常用光度學單位及其相互關系光通量（lm）光強I（cd）照度E（lx） 第七張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月常用的光度測量定律 a)照度的平方反比定律 E= I 垂直于光線傳播方向的照度與光源在該方向的光強成正比，與光源到表面的距離的平方成反比。 注意：只有點光源才符合距離平方反比定律。(測試距離不應少于燈具出光口面最大尺寸的10倍。) 第八張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月b)照度的余弦定律： E= cosS1面：E1= = ；S2面：E2=

4、； S1=S2 cos 顯而易見：E2= E1cos 將它與照度的平方反比定律結合起來就有 ：第九張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月c)余弦立方定律 式中：I點光源射向該點的光強； h光源離該平面的高度； 平面法線與入射光線的夾角； OA長度。E= cos= cos3 第十張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月屋邊路邊A。A（ ， ）（ ， ）90BBB。c-坐標系統 適合路燈的分布光度系統第十一張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月國際照明學會推薦的分布光度C-坐標系統 第十二張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月V-H坐標系統 適合投光燈的分布光度系統第十三張，PPT共

5、八十五頁，創作于2022年6月國際照明學會推薦的分布光度 -坐標系統 第十四張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月光度學中常用的坐標空間光強分布，可以通過三種方式：1、極坐標室內燈路燈2、直角坐標投光燈3、等光強圖 不對稱配光旋轉對稱二個對稱平面一個對稱平面第十五張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月極坐標第十六張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月直角坐標第十七張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月等光強曲線示意第十八張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月等光強曲線第十九張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月燈具光度測試報告解讀和在照明計算中的應用第二十張，PPT共八

6、十五頁，創作于2022年6月道路燈具子午面配光曲線圓錐面配光曲線等光強曲線等照度曲線光通量利用系數曲線第二十一張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月子午面配光曲線圓錐面配光曲線光源：400WHPS第二十二張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月等光強曲線第二十三張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月IESNA路燈分類圖第二十四張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月人行道邊線1.0MH2.25MH3.75MH6.0MH2.75MH1.75MH1.0MH馬路橫跨線用圓形網圖表示IESNA路燈分類第二十五張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月 燈具的縱向分布分為三種（供參考）： 1

7、、當最大光強點位于1.0和2.25MH TRL之間時，此燈具被歸類為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。燈具的橫向分布分為四類： 1、當燈具位于或接近于道路邊， 50%最大光強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%最大光強的軌跡的橫向寬度在路邊1.75MH LRL以內，屬于類； 3、部分的或全部在路邊1.75

8、MH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。 第二十六張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月最大光強的垂直角度以上的光分布控制 IESNA眩光控制分類完全截光型 離開燈下點90（r=90）以上的所有角度的光強值為0，而且在離燈下點80（r=80）的位置每1000流明的光強值不超過100cd（10%）。圍繞燈具的所有橫向角度都要滿足這個要求。截光型 離開燈下點90（r=90，水平）的位置的每1000流明的光強值不超過25cd（2.5%），而且在離燈下點80（r=80）的位置不超過100cd（10%）的燈具是達到截光水平的。同樣應用到圍繞

9、燈具的所有橫向角度。半截光型 離開燈下點90（r=90，水平）的位置的每1000流明的光強值不超過50cd（5%），而且在離燈下點80（r=80）的位置不超過200cd（20%）的燈具是達到截光水平的。同樣應用到圍繞燈具的所有橫向角度。 第二十七張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月完全截光型燈具第二十八張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月安裝高度修正系數 k54.0062.7872.0481.5691.23101.00110.83120.69130.59140.51150.44160.39Eh=kE10等照度曲線后面例題第二十九張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月當燈具安裝在

10、9米高，求在馬路上且垂直于馬路縱向的方向上，離燈下點的水平距離13.5米的地方的照度值是多少？第三十張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月求照度均勻度光通量利用系數曲線路燈頭的仰角第三十一張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月光通量利用系數曲線示意第三十二張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月道路上照度均勻度=最小照度/平均照度平均照度=光源光通量利用系數維護系數燈間隔距離路寬例題：道路寬10米，燈具的安裝間隔是15米，燈的高度10米，求路面的平均照度是多少？用光通量利用曲線和等照度曲線計算照度均勻度第三十三張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月維護系數（K）維護系數是考慮由于

11、光源光通衰減、燈具污染及老化所引起的效率降低，以及被照場所建筑物內墻表面、頂棚、地面的反射率下降等因素使照度降低所必須乘入的系數。建筑物特征分類維護系數（K）鹵鎢燈白熾燈、熒光燈、高壓氣體放電燈A生產中幾乎很少有塵埃、煙、煙灰及蒸氣排出或出外部進入本房間0.8(0.85)0.75(0.8)B生產中排出或外界進入少量的塵埃、煙、煙灰及蒸氣，比較明顯但不嚴重0.75(0.81)0.7(0.76)C生產中排出或外界進入大量的塵埃、煙、煙灰及蒸氣，積累較快0.66(0.76)0.6(0.69)戶外露天廣場0.750.7第三十四張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月室內燈具光通比與距高比極坐標配光曲

12、線空間等照度曲線平面等照度曲線利用系數 CU概算曲線第三十五張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月 最 大 距 高 比: A-A: 1.2 B-B: 1.7 CIE 分 類: 直 接 向 上 光 通 比: .0 % 向 下 光 通 比: 63.0 % 燈 具 效 率: 63.0 % 光通比與距高比第三十六張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月 CIE 分 類: 直 接 向 上 光 通 比: .0 % 向 下 光 通 比: 63.0 % 燈 具 效 率: 63.0 % 第三十七張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月1/2 照度角最 大 距 高 比: A-A: 1.2 B-B: 1.7

13、第三十八張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月距高比：1.2 距高比：1.7 距高比：2.1第三十九張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月燈具描述：70WHPS；光源被垂直裝在一個旋轉對稱反射器內極坐標配光曲線第四十張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月例：在燈下6米，距燈下點3米的地方的照度有多大？空間等照度曲線第四十一張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月燈具描述：支架燈具；36W熒光燈管極坐標配光曲線第四十二張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月極坐標配光曲線示意第四十三張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月例：在燈下6米，c-0方向距燈下點3米的地方的照度有多大

14、？平面等照度曲線第四十四張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月平面等照度曲線示意第四十五張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月流明法利用燈具的配光曲線或等照度曲線， 按照燈具的布置方式直接計算室內各點的照度。逐點計算法利用燈具的配光曲線考慮到房間大小形狀、房間中各個面的反射率和燈具布置方式后計算燈具直接射到工作面上的光通量和射到室內其它表面（包括墻、天花板、地板）后反射的光線再投到工作面上的光通量之和除以工作面的面積得到平均照度。照 度 計 算第四十六張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月室空間比RCR=5hRC(L+W)/L*W室內照明計算是把房間看作直六面體，能表征房間尺寸的表

15、式就是室空間比（室指數）。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。第四十七張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月 利 用 系 數 : CC 80 70 50 30 10 0W 50 30 10 50 30 10 50 30 10 50 30 10 50 30 10 0 WDRC RCR COEFFICIENTS OF UTILIZATION FOR FC=20 0 .75 .75 .75 .73 .73 .73 .70 .70 .70 .67 .67 .67 .64 .64 .64 .63 1 .68 .65 .63 .66 .64 .62 .63 .

16、62 .60 .61 .60 .59 .59 .58 .57 .56 .182 2 .61 .57 .54 .59 .56 .54 .57 .55 .52 .55 .53 .51 .54 .52 .50 .49 .176 3 .54 .50 .47 .53 .49 .46 .52 .48 .46 .50 .47 .45 .49 .46 .44 .43 .168 4 .49 .44 .40 .48 .44 .40 .46 .43 .40 .45 .42 .39 .44 .41 .39 .37 .160 5 .43 .38 .35 .43 .38 .34 .42 .37 .34 .40 .37 .

17、34 .39 .36 .33 .32 .154 6 .39 .34 .30 .38 .34 .30 .37 .33 .30 .36 .32 .30 .35 .32 .29 .28 .145 7 .35 .30 .26 .35 .30 .26 .34 .29 .26 .33 .29 .26 .32 .28 .26 .24 .138 8 .31 .26 .23 .31 .26 .22 .30 .26 .22 .29 .25 .22 .29 .25 .22 .21 .131 9 .28 .23 .19 .28 .23 .19 .27 .22 .19 .26 .22 .19 .25 .22 .19 .

18、18 .125 10 .25 .20 .17 .25 .20 .17 .24 .20 .17 .24 .20 .17 .23 .19 .17 .16 .118利用系數 CUcc頂棚空間的反射系數;w墻面的反射系數;fc地板空間的反射系數;WDRC墻面直接輻射系數 第四十八張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月平均照度=光源光通量燈具數量CU 維護系數 /長寬燈具數量=平均照度長寬/光源光通量 CU 維護系數 第四十九張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月維護系數（K）維護系數是考慮由于光源光通衰減、燈具污染及老化所引起的效率降低，以及被照場所建筑物內墻表面、頂棚、地面的反射率下降等因素

19、使照度降低所必須乘入的系數。建筑物特征分類維護系數（K）鹵鎢燈白熾燈、熒光燈、高壓水銀熒光燈A生產中幾乎很少有塵埃、煙、煙灰及蒸氣排出或出外部進入本房間0.8(0.85)0.75(0.8)B生產中排出或外界進入少量的塵埃、煙、煙灰及蒸氣，比較明顯但不嚴重0.75(0.81)0.7(0.76)C生產中排出或外界進入大量的塵埃、煙、煙灰及蒸氣，積累較快0.66(0.76)0.6(0.69)戶外露天廣場0.750.7第五十張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月利用系數法及燈具概算曲線應用例 某電機裝配車間，雙側開窗，采用鋼筋混凝土多邊形屋架，因此頂棚有效反射率cc是47%。下弦高度12M。屋內墻

20、及大型屋面板均噴白，因此墻面平均反射率w是41.5%。地面為混凝土地坪水泥砂漿抹面，因此地面反射率f是20% 。車間跨度W=18M，長度L=54M，柱距6M。試確定照明方案和燈數。1.照度的確定和燈型選擇：設計要求該車間平均照度為90lx。擬選用D-16號GC5-B-4型深照型400W高壓水銀熒光燈，裝于屋架下弦，工作面高度距地面0.8M。2.求室空間比：燈的計算高度為 h=12-0.8=11.2MRCR=5 11.2 (54+ 18)/ 54 18=4.153.查D-16號燈具圖表，用內插法求出利用系數u=0.371。該車間屬于B類，維護系數K=0.7，光源光通F=20000lm應用公式N=

21、9054 18/（20000 0.371 0.7）=16.8個第五十一張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月 利 用 系 數 : CC 70 50 30 10 0W 50 30 10 50 30 10 50 30 10 50 30 10 0 RCR COEFFICIENTS OF UTILIZATION FOR FC=20 1 .69 .66 .64 .66 .64 .62 .63 .61 .60 .61 .59 .58 .57 2 .60 .56 .52 .58 .54 .51 .55 .52 .50 .53 .51 .49 .47 3 .52 .47 .43 .50 .46 .42 .

22、48 .45 .41 .47 .43 .41 .39 4 .46 .40 .36 .44 .39 .36 .43 .39 .35 .41 .38 .35 .33 5 .40 .35 .30 .39 .34 .30 .38 .33 .30 .36 .32 .29 .28 6 .36 .30 .26 .34 .29 .25 .33 .29 .25 .32 .28 .25 .23 7 .32 .26 .22 .31 .25 .21 .30 .25 .21 .29 .24 .21 .20 8 .28 .23 .19 .28 .22 .19 .27 .22 .18 .26 .22 .18 .17 9 .

23、26 .20 .16 .25 .20 .16 .24 .19 .16 .23 .19 .16 .15 10 .23 .18 .14 .22 .17 .14 .22 .17 .14 .21 .17 .14 .13D-16號燈具利用系數表：第五十二張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月概算曲線第五十三張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月投光燈具直角坐標配光曲線等光強曲線區域光通量第五十四張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月穿過反射器母線，且含有最大光強的截面上V角和H角的配光曲線直角坐標配光曲線第五十五張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月半峰發散角在選定的通過最大光強的平面上

24、，兩個為50%最大光強的光 強之間的夾角半峰邊角在選定的通過最大光強的平面上，最大光強與50%最大光強之 間的夾角燈的有效光束光強大于或等于10%最大光強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第五十六張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月等光強曲線區域光通量第五十七張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月第五十八張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月旋轉反射器的設計和計算第五十九張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月第六十張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月第六十一張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月第六十二張，PPT共八十五頁，創作于20

25、22年6月第六十三張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月第六十四張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月M第六十五張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月第六十六張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月第六十七張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月第六十八張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月反射器輪廓上的斜線段光源光線增量間隔角度出射光線增量角第六十九張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月第七十張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月第七十一張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月表1計算光束中各環帶的光通環帶（度）中間角度的光強（cd）環帶常數環帶內光通0-107

26、200.0956810-207550.28321320-308550.46339630-409300.62858440-507450.77457650-604500.89740360-701500.99314970-80201.05821總和 2410（lm）第七十二張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月第七十三張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月表2計算光源各環帶內的光通環帶環帶內中間角上的光強（cd）環帶常數環帶內光通F170-1802920.09528160-1702910.28382150-1602890.463134140-1502040.628185130-1403050

27、.774236120-1303130.897281110-1203130.993311 946100-1103061.05832490-1002901.09131680-902751.09130070-802811.05829760-702960.99329450-603040.89727340-503060.77423730-402970.62818620-302920.46313510-202510.283710-101010.09510總和 3700（lm）第七十四張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月表3光束光通與光源能提供的光通二者計算表環帶（度）光束配光曲線修正后需要的光通由光源來的直接光通二者差值F0-1079285110-202498216720-3046313432930-4068318549840-5067323643750-6047028118960-70174*17470-8025*25總和28169461870第七十五張，PPT共八十五頁，創作于2022年6月表4不同或角度內的光通量角度F角度F001051107(100.850.8=7)202182055(7+710.850.8=55)3054730147401