如何计算花灯照明装置的照度？

照明计算的目的是根据所需要的照度值及其他已知条件（照明器形式及布局、房间各个面的反射条件及污染情况等）来决定灯的容量或灯的数量，或在照明器形式、布局、光源的容量都已确定的情况下，计算某点的照度值。

1.照度计算的基本方法及适用范围

照度计算的方法有很多种，常用的有利用系数法、单位容量法和逐点计算法。任何一种计算方法都只能做到基本准确，由于各种参数的不精确，计算结果有+20%～-10%的误差是允许的。

（1）利用系数法

利用系数法包括查概算曲线法。利用系数法考虑了直射光及反射光两部分所产生的照度，计算结果为水平面上的平均照度，特别适合于反射条件好的场所。当选用反射式、半反射式或漫射式等主要利用反射光通的照度灯具时，必须采用利用系数法。查概算曲线法则根据各种灯具的概算图表对一般房间的灯数做概略计算。

利用系数法的基本公式为

式中F——每个灯具内光源的总光通量（lm）；

E_av——平均照度（lx）；

K——维护系数；

A——房间面积（m²）；

μ——灯具的利用系数；

N——所需灯具数量。

利用系数μ是表示室内工作面上由灯具的照射和墙、顶棚的反射而得到的光通量与光源发出的光通量的比值，它与灯具类型、灯具效率、照明方式、房间内各表面的反射系数有关。用利用系数法计算的主要环节是查出灯具的利用系数μ，各种设计手册或灯具样本中都附有各种灯具的利用系数表。

（2）单位容量法

为简化计算，可根据不同的照明器形式、计算高度、房间面积和平均照度要求，应用利用系数计算出单位面积安装功率，列成表格，供设计时查用。这种方法称为单位容量法。其计算公式为

式中N——被照面积内灯具数量；

W——单位面积所需安装功率（W/m²）；

S——被照面积（m²）；

P——每个灯具内灯泡总功率（W）。

单位容量法计算结果误差较大，因为不同环境下单位面积所需安装功率应不同，而现在的表格参数并不能使用各种环境，它只是一个粗略数据。因而单位容量只适用于初步设计或方案确定时用电量的估算。

（3）逐点计算法

逐点计算法又包括点光源计算法（如平方反比法）、线光源计算法（如方位系数法）和面光源计算法。逐点计算法只考虑直射光产生的照度，可以计算任意面上某一点的直射照度。

逐点计算法适用面较宽，计算方法多，可用于一般照明和局部照明。在采用直射照明器的场所，可直接求出水平照度，也可以乘上系数求得任意面上的照度。这种方法计算结果较准确。下面给出几种方法的计算公式。

1）平方反比法用来计算电光源在水平面上的直射照度值，平面上某一点的照度是多个照明器对该点照度的叠加总和。若非点光源的尺寸与光源到计算点之间的距离之比很小时，可利用此方法计算，但仍有误差。

平方反比法的实用计算公式为

式中E_S——水平面照度（lx）；

I_Q——光源光通量为1000lm时，θ方向的光强值（cd）；

F——每个照明器中光源的总光通量（lm）；

k——维护系数；

θ——光线的方向与被照面法线间的夹角；

H——计算高度（m）。

2）平面相对等照度曲线法应用于非对称配光照明器的场所，将线光源看成点光源，绘制成平面相对等照度曲线。使用此曲线的条件是：光源的实际长度与光源悬挂高度之比小于0.6。其计算公式为

式中∑_e——各照明器对计算点产生的相对照度的算术和；

F——每个照明器中光源的总光通量（lm）；

k——维护系数；

H——计算高度（m）。

3）方位系数法应用于线光源的场所，即灯具具有较大长度与较小宽度时，可用此方法计算。

方位系数法的计算公式如下

水平面照度

被照面与光源平行时的垂直照度(www.xing528.com)

被照面与光源垂直时的垂直照度

式中I_θ——照明器的垂直面光强分布曲线中与θ角对应方向的光强值（cd）；

——线光源单位长度的光通量（lm/m）；

k——维护系数；

θ——入射角；

β——方位角；

F_x、f_x——方位系数，可查曲线表求出。

2.常用照明装置的照度计算

在智能建筑中，有时采用发光顶棚、暗槽灯及花灯等照明装置，以达到所需装饰的效果。

（1）发光顶棚照明装置的照度计算

发光顶棚照明效果是使光源的光通过大面积的透光面而获得。通常有两种装置形式：一是将光源装在带有光玻璃或遮光栅格内（光盒式），二是将照明灯具悬挂在房间的顶棚内（吊顶式），顶棚为散光玻璃或遮光栅格的透光面。

发光顶棚照明装置的平均照度计算公式为

式中E_av——工作面的平均照度（lx）；

F——光源总光通量（lm）；

η₀——发光顶棚的本身效率，采用玻璃时为0.55～0.8，采用遮光栅格时为0.6～0.7；

η——发光顶棚辐射光通的利用系数；

k——维护系数；

S——地面面积（m²）。

高层建筑中，商场商业大厅、办公楼会议室、入口大厅等大面积场所常采用此照明装置。

（2）暗槽灯照明装置的照度计算

暗槽灯是通过反射表面（墙和顶棚）来产生必要照度的一种照明装置。但由于其效率低，所需的安装功率和费用较高。

暗槽灯照明装置根据装饰需要或功能需要可在许多场合采用，如商场营业厅、餐厅、会议室、休息大厅以及娱乐性场所等。

暗槽灯照明装置的照度计算公式为

式中E_av——工作面的平均照度（lx）；

F——每个灯泡或灯管的光通量（lm）；

N——灯泡或灯管的数量；

η——暗槽灯照明装置的光通利用系数；

k——维护系数；

S——地面面积（m²）。

（3）花灯照明装置的照度计算

花灯照明装置主要用于建筑上的装饰照明。由于花灯照明装置是一个多次反射体，落于工作面上的光通是经过多次反射形成的，因而不能采用逐点法，而只能采用光通利用系数法来确定其照度。

花灯照明装置的照度计算公式为

式中E_av——工作面上的平均照度（lx）；

F——每盏花灯的光通量（lm）；

η₀——花灯照明装置本身的光通利用系数；

η——花灯照明装置的光通利用系数；

k——维护系数；

S——地面面积（m²）。

花灯照明装置可在休息厅、大小餐厅、会议厅、宴会厅等有装饰照明要求的场所使用，灯具的形式和结构也多，所以应用较广。