道路照明的计算及测试.doc

道路照明的计算及测试道路照明计算通常包括路面上任意点的水平照度（下面均简称照度）、平均照度、照度均匀度、任意点的亮度、亮度均匀度（包括总均匀度和纵向均匀度）、不舒适眩光和失能眩光的计算等进行照明计算时，必须预先知道所选用灯具的光度数据（见第三章第二节）、灯具的实际安装条件（安装高度、间距、悬挑长度、仰角及布置方式）和道路的几何条件（道路的横断面及各部分的宽度、路面材料及其反光性能等）以及所采用的光源类型和功率等       第一节   照度计算一、计算条件的若干规定进行路面照度计算时，计算地段的选择和计算点的设置等应与测量路面照度的规定相同，见第八章第二节二、路面上任意点照度的计算1、根据等光强曲线图进行照度计算如图7-1所示，一个灯具在P点上产生的照度为（160页有一公式）式中  Iγc——灯具指向γ角和c角所确定的P点的光强；γ——垂直角（或高度角）；c——水平角（或方位角）；h——灯具的安装高度N个灯具在P点上产生的总照度（160页有一公式）计算时，首先应根据计算点P的位置确定其相对于每个灯具的座标γ1、c1，并从该种灯具的等光强曲线图找出每个灯具指向P点的光强值，然后代入式（7-1）计算，分别求出每个灯具对P点照度的贡献Epi，最后根据式（7-2）求和，并乘以klm(千流明)为单位的光源光通量和适当的维护系数，便可求得P点的总照度。

计算某点的照度时，需要考虑和计算几个灯具对该点照度的贡献呢？经过分析和计算可以得出结论：对精度要求不是很高的一般计算，只需考虑该点周围3~4个灯具就可以了需提醒注意的是，从灯具的天顶等面积网等光强曲线图上找灯具指向计算点的光强时，要注意灯具的仰角若灯具的仰角为0˚，则可直接从等光强曲线图上读出（或内插求出）若灯具的仰角不为0˚而是α ，则需另画一张和天顶等面积网等光强曲线图的网格大小相同的透明复盖图（可画在硫酸纸上），将它叠加在等光强曲线图上，让两图完全重合，然后令透明复盖加在等光强曲线图上，让两图完全重合，然后令透明复盖图绕原点（c=0˚，γ=90˚）向顺时针方向转过α ，再从透明覆盖图上读出（或内插求出）光强值碳贷通：节能项目贷款，免抵押、零首付、二周内资金全额到账碳险通：节能项目保险，节能能力全责保险、项目收益权保险节能技术方案保险机构、银行机构认可认证：0755-82722776 82727533 了解更多，搜索 碳战军团2、根据等照度曲线图进行计算若灯具的光度测试报告还给出了灯具的等照度曲线图，我们也可以用它来进行照度计算一种办法是，可以在同一张等照度曲线图上标出计算点相对于各个灯具的位置，读出各个灯具（同样是计算点周围3~4个灯具）对计算点照度的贡献，然后求和，最后再换算成照度绝对值。

另一种办法是首先将等照度曲线图复印在透明纸上制成透明覆盖图，然后将它叠加在与其比例相同的道路平面图上令覆盖图的原点和第一个灯具的位置重合，读出第一个灯具在计算点上产生的照度依次类推可分别读出计算点周围3~4个灯具在计算点上分别产生的照度，再求和并换算成照度绝对值换算成照度绝对值时应注意实际使用的等照度曲线图是哪一种形式（见第三章第二节）若是相对等照度曲线则需乘以最大照度值；若是给出了绝对值的等照度曲线则需乘上以klm为单位的光源光通量若灯具实际安装高度和绘制等照度曲线所使用的高度不同，则尚需进行高度修正三、路面平均照度计算1、数值计算根据本章第一节和第八章第二节内容确定好各计算点，进而计算出各点的照度，然后计算出路面上的平均照度，计算公式为（161页有一公式）式中   Eav——路面平均照度；Ei———第I个计算点上的照度；Ｎ——计算点的总数２、根据利用系数曲线图进行计算计算一直线路段上的平均照度最容易、最迅速的方法是采用灯具光江测试报告中给出的利用系数曲线图，通过下面公式进行计算（162页有一公式）式中    η——利用系数根据道路的宽度和灯具的安装高度、悬挑长度和仰角，从灯具的利用系数曲线图中查出；Φ——光源光通量；M——维护系数，随灯具的密封程度、使用环境条件及维护状况的不同而异，一般为0.5~0.7;；N——每个灯具内实际燃点的光源数目；W——路面宽度；S——灯杆间距。

四、照度均匀度的计算通常道路照明标准规定的照度均匀度（G）为路面上的最小照度（Emin）与平均照度（Eex）之比，即   g=Emin/Eex      (7-5)有时还要考虑平均照度与最小照度之比（Eex/Emin）、平均照度与最大照度(Emax)之比（Eex/Emin）、最大照度与平均照度之比（Emin/ Eex）、最小照度与最大照度之比（Emin/Emax）或最大照度与最小照度之比（Emax/ Emin）Eex可以通过式（7-3|或式（7-4）进行计算，现在的问题是如何确定Emin和Emax若是采用数值计算方法求出Eex，则Emin和Emax可从计算得到的一系列规则布置的点的照度值中挑出若是采用利用系数法求出Eex，则我们可通过下列途径确定Emax和Emin关于最大照度点，如果灯具在各个垂直截面上的光强分布均满足不等式I0≥Iγcos3γ(其中I0为灯具垂直向下光强，Iγ为垂直角等于γ方向光强)，则最大照度点通常在灯下若在某一垂直截面上I0＜Iγcos3γ,则可以预计最大照度点就在这个平面附近，但这种情况很少出现，而且当通常所考虑的区域为有限时就更是如此关于最小照度点，若采用的是具有旋转对称光分布的灯具，则最小照度有可能出现在图7-2中的A、B、C3点处。

而实际上灯具的光分布往往是非对称的，最小照度点会偏离A、B、C3点一些确定了最大和最小照度点，再计算在这些点上的照度就不难求出照度均匀度了五、计算举例1、由等照度曲线计算路面上某点的照度[例7-1]如图7-3所示，有一条单幅路，路面宽度w=10m，采用单侧布灯，灯具安装高度h=10 m，灯杆间距S=20m，灯具仰角为0˚灯具仰角为0˚时的相对等照度曲线图如图7-4所示，并假定光源光通量为22500 lm求图7-3中P点的照度解（1）确定自灯具排列线到P点的横向距离（以安装高度的倍数表示）              d=6m=0.6h在等照度曲线图（见图7-4）上画一条与纵轴平行、距灯具排列线（0线）为0.6h的直线A—A2）根据图7-3的几何尺寸，确定每个灯具至计算点P的向距离（以安装高度的倍数表示）   L1到P     l1=25m=2.5h     L2到P     l2=5m=0.5h     L3到P     l3=15m=1.5h然后在图7-4中沿A—A线，根据刚计算所得的各个灯具到计算点的纵向距离l1、l2、l3，标示出计算点相对于各个灯具的位置L1、L2、L33）在图7-4中分别读出在这3个点上的相对照度值，并计算P点上的总照度         EL1=Emax×3%         EL2=Emax×53%         EL3=Emax×13%  E总=EL1+EL2+EL3=Emax×69%其它灯具对P点照度的贡献，在此可忽略不计。

166页有一公式）2、根据利用系数曲线计算路面的平均照度[例7-2]已知路面宽度为15m，采用左侧单排布灯，灯的安装高度为12m，灯杆间距为36m，悬挑长度为2m，仰角为5˚，见图7-5灯具相应的利用系数曲线，如图7-6所示灯具内安装250W高压钠灯，额定光通量为22500 lm，维护系数为0.6试求：①左侧半宽路面的平均照度；②右侧半宽路面的平均照度；③整个路面的平均照度解（1）求左侧半宽路面的平均照度从图7-6中查出利用系数值人行道侧  w/h=2/12=0.167  η1=0.035车道侧    w/h=5.5/12=0.46  η2=0.24总利用系数 η=η1+η2=0.035+0.24=0.275根据公式（7-4）计算得平均照度（167页有一公式）（2）求右侧半宽路面的平均照度从图7-6中查出利用系数车道侧   w/h=5.5/12=0.46~w/h=13/12=1.08      η0~0.46=0.24~η0~1.08=0.35η0.46-1.08=0.35-0.24=0.11根据公式（7-4）计算得平均照度（167页有一公式）（3）求整个路面的平均照度从图7-6中查出利用系数值。

人行道侧   w/h=2/12=0.167     η1=0.035车道侧     w/h=13/12=1.08     η2=0.35总利用系数  η=η1+η2=0.385平均照度  Eex=0.385×22500×0.6×1除以36×15=9.6 lx还可以根据（1）、（2）项计算结果直接求平均值Eex=（13.8+5.5）/2=9.6 lx从上面计算结果可以看出：按单侧布置方式设灯的道路，其安装灯具一侧路面的平均照度比不装灯具的另一侧路面的平均照度高得多，因而整个路面照度均匀度比较差3、照明设计和计算综合题[例7-3]有一条混合交通单幅路，柏油路面，宽度为12m，确定采用北京吉乐灯具厂生产的LD-8501型灯具和高压钠灯路面照度要求达到主干路的水平，图7-7和图7-8分别为该灯具的等光强曲线图和利用系数曲线图试讲行道路照明设计和照度计算解1、道路照明设计1）根据《城市道路照明设计标准》，主干路要求维持平均照度达到15 lx2）因路面宽度仅为12m，故可选择单侧布置方式设灯3）该灯具最大光强角小于65˚，而且80˚和90˚角光强值也符合截光型灯具要求，故应按截光型确定灯具的安装高度（h）与道路有效宽度（weff）及灯具的安装间距（S）与高度的关系，即h≥weff,S≤3h。

4）因采用单侧布灯，并且要确保整个路面有较好的照度均匀度，所以悬挑要适中，可选择悬挑长度O=2m则安装高度   h=weff=12-2=10m   间距S=30m仰角  α=0˚或5˚、10˚、15˚待计算后确定2、道路照明的计算（1）路面平均照度的计算1）由利用系数曲线图（见图7-8）查利用系数η人行道侧   w1=2m，则w1/h=0.2车道侧   w2=10m，则w2/h=1若仰角为0˚时，则η1=0.14，η2=0.29；η0˚=0.14+0.29=0.43若仰角为5˚时，则η1=0.1，η2=0.353；η5˚=0.1+0.353=0.453若仰角为10˚时，则η1=0.06，η2=0.40；η10˚=0.06+0.40=0.46结果表明η0˚<η5˚<η10˚ 因而从利用系数考虑，灯具仰角应选10˚或更大一些（从实际计算可知仰角15˚的利用系数和10˚的一样，仰角再增加利用系数就开始减少），但考虑到LD-8501型为圆球灯，上下半球采用不同颜色材料，中间有一金属圈，仰角不些又能比较美观，而且5˚和10˚的利用系数差不多，故选定5˚仰角2）确定维护系数LD-8501型为有透光罩的灯具，假定一的清扫一次，并参考《城市道路照明指南》吕的规定，得到维护系数为M=0.88×0.75=0.663)高压钠灯光通量：250W   Φ=22500 lm100W   Φ=7000 lm4）根据公式（7-4）计算平均照度。

先选定250W高压钠灯，并把有关参数代入公式（7-4），得（170页有一公式）原先要求达到15 lx，现在为18.7 lx，略超过一点，故本设计方案可行5）也可以把所要求的照度（Eex）代入公式（7-4）求出光源光通量，再找与此光通量接近的光源功率（170页有一公式）与此值接近的高压钠灯功率是250W，。