Sådan beregnes belysning

Hvad er belysningsstyrke

Belysningsintensitet er et fysisk udtryk, der refererer til lysstrømmen af ​​synligt lys modtaget pr. arealenhed. Forkortet illuminans [1], enhed Lux ​​(Lux eller lx). Det bruges til at angive lysintensiteten og mængden af ​​belysning af objektets overfladeareal.

 

I fotometri er “luminans” tætheden af ​​lysintensitet i en specificeret retning, men det misforstås ofte som belysningsstyrke. Den internationale enhed for lysstyrke er det stearinlys, der modtages pr. kvadratmeter.

 

Lysintensiteten har stor indflydelse på organismers fotosyntese. Det kan måles med en lysstyrkemåler.

 

Belysningen/belysningsstyrken på en overflade belyst af lys er defineret som den lysstrøm, der oplyser en enhedsareal.

 

Antag, at lysstrømmen på overfladeelementet dS er dΦ, så er belysningsstyrken E på dette overfladeelement: E=dΦ/dS.

 

1 lx=1 lm/㎡. Når en genstand er ensartet oplyst af lys, når lysstrømmen opnået på et areal på 1 kvadratmeter er 1 lumen, er dens belysningsstyrke 1 lux. Lumen er en enhed af lysstrøm.

 

En punktlyskilde med en lysstyrke på 1 candela har en lysstrøm på “1 lumen” pr. rumvinkelenhed (1 steradian).

 

Candlelight (Candela), translitteration “Candela”. Begrebet stearinlys blev først opfundet af briterne, og det er en enhed af lysstyrke.

 

På det tidspunkt brugte briterne et pund hvid voks til at lave et 1-fod langt stearinlys for at definere enheden for levende lys. Men nutidens definition har ændret sig: opvarmning med en sort lysende krop på en kubikcentimeter, indtil den lysende krop smelter til væske, 1/60 af mængden af ​​udsendt lys er standard lyskilde, og levende lys er standard lyskilde.

Sådan beregnes belysningsstyrken

Beregningsmetode for belysning: brug koefficientmetoden til at beregne den gennemsnitlige belysningsstyrke–

 

Gennemsnitlig belysningsstyrke (Eav) = total lysstrøm af lyskilde (N*Ф) * udnyttelsesfaktor (CU) * vedligeholdelsesfaktor (MF) / areal (m²) (gælder for indendørs- eller stadionbelysningsberegning)

 

Udnyttelsesfaktor: 0,4 for almindelig indendørs, 0,3 for sport

 

Vedligeholdelsesfaktor: generelt 0,7–0,8

 

Eksempel 1: Indendørs belysning: 4 × 5 m rum, ved brug af 9 sæt 3 × 36W gitterlys

 

Gennemsnitlig belysningsstyrke=total lysstrøm for lyskilde × CU × MF/areal

 

＝(2500 × 3 × 9) × 0,4 × 0,8 / 4 / 5＝1080 Lux

 

Konklusion: Den gennemsnitlige belysningsstyrke er over 1000 Lux

 

Eksempel 2: Stadionbelysning: 20 × 40 m spillested,

 

Brug LedsMaster 1000W LED projektør 60 sæt

 

Gennemsnitlig belysningsstyrke = total lysstrøm for lyskilde × CU × MF/areal＝(130000 × 60) × 0,3 × 0,8 / 20 / 40 = 2340 Lux

 

Konklusion: Den gennemsnitlige vandrette belysningsstyrke er over 2000 Lux

 

Et designcase af den gennemsnitlige belysningsstyrke på en fodboldbane:

 

Designforhold: Standard fodboldbane er 105 meter lang, 68 meter bred, lysmaster er 18 meter høj, og afstanden mellem lysmaster er 36 meter.

 

Udnyttelsesfaktoren er 0,7, vedligeholdelsesfaktoren er 0,8, antallet af lamper er 36 sæt,

 

Hvad er den gennemsnitlige belysningsstyrke på fodboldbanen?

 

Lampeløsning: Lampen anvender LedsMaster 1000W antirefleksprojektør, lysstrøm 170.000Lm, farvetemperatur 5600K, farvegengivelse over Ra90.

 

Ifølge formlen:

 

Eav=(36 sæt X 170000 Lm X 0,7 X 0,8) / (105m X 68m) = 110880,00 / 196,56 m² = 480 Lux

Bemærkninger: Lysdesignet skal kræve en nøjagtig udnyttelsesfaktor, ellers vil der være store afvigelser.

De vigtigste faktorer, der påvirker udnyttelsesfaktoren, er som følger:

*Lysfordelingskurve for lamper

*Lyseffektforhold for lamper

*Refleks i lokalet, såsom græsplæner, vægge, stande mv.

*Floodlight strålevinkel

Relaterede vilkår

1. Naturlig belysning og kunstig belysning

Sollys er naturlig belysning, og lys er kunstig belysning.

 

2. Lyscyklus og lystid

I naturen er 24 timer i døgnet og natten en let cyklus. Tiden med lys er den lyse periode, og tiden uden lys er den mørke periode. I naturligt lys beregnes sollystiden (den lyse periode) generelt som solskinstiden; i kunstigt lys er lyseksponeringstiden lystiden, og 24 timers lysperioden er den naturlige lysperiode; længere eller kortere end 24 timer kaldes unaturlig lyscyklus.

Hvis der kun er én lys periode og én mørk periode inden for 24 timer, kaldes det enkeltperiodebelysning; hvis der er to eller flere lyse eller mørke perioder inden for 24 timer, er det intermitterende belysning. Summen af ​​den lyse periode i en fotoperiode er fotoperioden.

 

3. Lysstyrke

Mængden af ​​lysstrøm transmitteret af en lyskilde inden for en rumvinkel i en bestemt retning. Enhed: Candela (candela, cd).

 

4. Lysstrøm

Den lysenergi, der udstråles af lyskilden pr. tidsenhed, kaldes lyskildens lysstrøm, og dens enhed er lumen (mængden af ​​lys på et 1 kvadratfods område, der er 1 fod væk fra den 1 stearinlyskilde, er 1 lumen).

 

Under direkte sollys om sommeren kan lysintensiteten nå 60.000 til 100.000 lx, udendørs 10.000 til 10.000 lx uden sol, 100 til 550 lx indendørs i lys sommer og 0,2 lx om natten under fuldmåne.

 

Glødelamper kan udsende cirka 12,56 lx lys pr. watt, men værdien varierer med pærens størrelse. Små pærer kan udsende mere lumen og store pærer er færre. Lyseffektiviteten for lysstofrør er 3 til 4 gange så stor som for glødelamper, og levetiden er 9 gange så høj som for glødelamper, men prisen er højere.

Af lyset, der udsendes af en glødepære uden lampeskærm, absorberes omkring 30% af lumenerne af vægge, lofter, udstyr osv.; pærens dårlige kvalitet og mørke vil reducere mange lumen, så kun omkring 50 % af lumen kan bruges.

 

Generelt, når der er en lampeskærm og lampehøjden er 2,0–2,4m (afstanden mellem pærerne er 1,5 gange højden), kan 1W pærer pr. 0,37㎡ område eller 2,7W pærer på 1㎡ område give 10,76 lx. Højden på pæreinstallationen og tilstedeværelsen eller fraværet af lampeskærmen har stor indflydelse på lysintensiteten.

LED lysfordelingskurve

Definition af lysfordelingskurve:

Det refererer til lysintensitetsfordelingen af ​​lyskilder (eller lamper) i alle retninger i rummet.

Kurven dannet ved at markere lysintensitetsværdierne for hver position på den polære koordinatgraf er lysfordelingskurven for lampen.

Sådan udtrykkes lysfordelingskurve

Der er generelt tre måder at udtrykke lysfordelingskurven på: den ene er den polære koordinatmetode, den anden er den rektangulære koordinatmetode, og den tredje er den lige lysintensitetskurve.

1. Polær koordinat lysfordelingskurve:

På måleplanet, der passerer gennem midten af ​​lyskilden, måles lysintensitetsværdierne for lamperne i forskellige vinkler. Med udgangspunkt i en bestemt retning markeres lysintensiteten af ​​hver vinkel med en vektor, der bruger vinklen som en funktion. Forbindelsen i toppen af ​​vektoren er den polære koordinatlysfordelingskurve for belysningsarmaturen. Hvis armaturet har en rotationssymmetrisk akse, kan kun lysintensitetsfordelingskurven på en fotometrisk overflade, der går gennem aksen, bruges til at illustrere den rumlige fordeling af lysintensiteten.

Hvis lysfordelingen af ​​armaturet i rummet er asymmetrisk, er lysintensitetsfordelingskurverne for flere fotometriske planer nødvendige for at forklare den rumlige fordeling af lysintensiteten.

 

2. Rektangulær koordinat lysfordelingskurve:

For koncentrerende lamper, fordi strålen er koncentreret i en meget snæver rumvinkel, er det vanskeligt at udtrykke den rumlige fordeling af lysintensiteten i polære koordinater, så den retvinklede lysfordelingskurve-repræsentationsmetode bruges, og den lodrette akse repræsenterer lysintensitetskortet. I. Brug den vandrette akse til at angive projektionsvinklen for strålen. Hvis det er et armatur med en symmetrisk rotationsakse, skal der kun bruges én lysfordelingskurve til at repræsentere det, og hvis det er et asymmetrisk armatur, kræves der flere lysfordelingskurver.

3. Lysintensitetskurve:

Kurven, der forbinder toppene af vektorerne med ens lysintensitet kaldes lige intensitetskurven, og værdierne af de tilstødende lysintensitetskurver er arrangeret i et bestemt forhold, og grafen sammensat af en række af lige intensitetskurver kaldes lige intensitetskurve. Grafer, almindeligt anvendte grafer, omfatter cirkulære grafer, rektangulære grafer og positive buegrafer. Da det rektangulære netværksdiagram kan forklare både lysintensitetsfordelingen af ​​lamperne og den regionale fordeling af lysmængden, er projektørlampernes iso-intensitetskurvediagrammer alle rektangulære netværksdiagrammer, som vi ikke vil introducere her.

Lyseffektforhold

Lyseffektforhold, dvs. lampeeffektivitet, refererer til forholdet mellem lysfluxværdien udsendt af lampen målt under specificerede forhold og summen af ​​de målte lysstrømsværdier udsendt af alle lyskilder i lampen. Der er mange klassificeringsmetoder for belysningsarmaturer, såsom klassificering efter formål, klassificering i henhold til lysstrømfordelingsforholdet anbefalet af CIE, og klassificering efter støvtæt, fugttæt og modstandsdygtighed over for elektrisk stød.

Hovedklassifikation

I henhold til klassificeringen af ​​lamper anbefalet af International Commission of Illumination (CIE) (indendørs belysning)

I henhold til anbefalingerne fra Den Internationale Kommission for Belysning (CIE) er armaturer opdelt i fem kategorier efter andelen af ​​lysstrøm i de øvre og nedre rum: direkte type, semi-direkte type, fuldt diffuse type (inklusive direkte-indirekte) type med lidt vandret lys), og semi-direkte type. Indirekte og indirekte.

(1) Direkte belysningsarmatur

Det meste af lysstrømmen (90-100%) af denne type lamper er direkte belyst nedenunder, så lampernes lysstrøm har den højeste udnyttelsesgrad.

(2) Halvdirekte lysarmatur

Det meste af lysstrømmen (60-90%) af denne type armatur skyder ind i det nedadgående halvkuglerum, og en lille del skyder opad. Den opadgående komponent vil reducere hårdheden af ​​den skygge, der produceres af lysmiljøet, og forbedre lysstyrkeforholdet for hver overflade.

(3) Diffus eller direkte indirekte belysning (diffus belysningsarmatur)

De opadgående og nedadgående lysstrømme af lamperne er næsten de samme (40%-60% hver).

Den mest almindelige er den opaliserende glas sfæriske lampeskærm, og andre lukkede lampeskærme med diffuse og gennemsigtige former har lignende lysfordeling. Denne form for armatur kaster lys jævnt i alle retninger, så lysstrømmens udnyttelsesgrad er lav.

(4) Semi-indirekte lysarmatur

Den nedadgående lysstrøm af lamper tegner sig for 10%-40%, og dens nedadgående komponent bruges ofte kun til at producere lysstyrke svarende til loftet. For meget af denne komponent eller ukorrekt fordeling kan også forårsage nogle defekter, såsom direkte eller indirekte blænding.

Det gennemsigtige låg, der er åbent ovenfor, falder ind under denne kategori. De bruges hovedsageligt som arkitektonisk dekorationsbelysning. Da det meste af lyset er rettet mod loft og overvæg, øges det indirekte lys i rummet, og lyset bliver blødere og mere behageligt.

(5) Indirekte lysarmatur)

En lille del af lampens lysstrøm (under 10%) er nedadgående. Når designet er godt, bliver hele loftet en lyskilde, hvorved der opnås en blød og skyggefri lyseffekt. Fordi lamperne har meget lidt nedadgående lysstrøm, så længe layoutet er rimeligt, er den direkte blænding og den reflekterede blænding meget lille. Lysstrømmens udnyttelse af denne slags lamper er lavere end de foregående fire.