【文章內(nèi)容簡介】 上的 平行于路軸的垂直平面 垂直于路軸的垂直平面 主圓錐表面上的 光強分布曲線 上的光強分布曲線 上的光強分布曲線 光強分布曲線 索恩 Civic2的光強分布曲線圖 GE（ ）的光強分布曲線和利用系 數(shù)曲線圖 3）等光強（曲線）圖 等光強（曲線）圖可以表示燈具在空間各個方向上的光強分布狀況。 天頂?shù)让娣e網(wǎng)等光強圖 道路照明基本理論與計算 13 注意：需要考慮燈具仰角的不同，若仰角為 0176。，則可以直接讀數(shù)（或內(nèi)插）；若仰角不是 0176。，則需要用透明圖的辦法讀取數(shù)值。（順時針旋轉(zhuǎn)） —— 坐標系變換。 （ 2）直接由光強表讀取數(shù)值（可以用計算機計算）。 計算路面上任意一點的照度的另外一種方法是使用等照度曲線圖，實際上計算的過程就是讀圖的過程。（在等照度曲線圖上標出 P點的位置，考慮 3個燈具） 路面平均照度計算 （ 1）根據(jù)點照度計算數(shù)值計算（按照測量的布點方法） 計算式： ???ni iav nEE 1 / 式中： Eav—— 路面平均照度； Ei—— 第個計算點上的照度； n—— 計算點的總數(shù)。 （ 2）按照利用系數(shù)曲線圖進行計算 —— 目前使用比較多的一種計算方法 計算公式： wsMEav ??? 式中：η —— 利用系數(shù)。根據(jù)道路的寬度和燈具的安裝高度、懸挑長度和仰角，從燈具的利用系數(shù)曲線圖中查得（方法后面舉例說明）； M—— 維護系數(shù)，隨燈具的密封程度、使用環(huán)境條件及維護狀 況的不同而不同，一般為 —— 建議按《道路照明指南》的方法確定數(shù)值；（例題中介紹） Φ —— 光源光通量； w—— 路面寬度； s—— 燈間距。 照度均勻度計算 照度均勻度 g=Emin/Eav，有時還需要考察 Emin和 Emax的比值。 （ 1）如果是采用的點照度計算的方法，則 Eav、 Emin和 Emax都是現(xiàn)成的，易于計算。 （ 2）如果是采用的利用系數(shù)法計算的 Eav，那么此時 Emin和 Emax是不知道的，而手工計算許多點的照度值，然后在從中選出最大值和最小值是不現(xiàn)實的，下面介紹簡單確定最大值和最小值所在位置的方法。 1）最大照度值點，一般情況下，燈具的光強分布滿足不等式 I0≥ Iγ cos3γ（其中 I0為燈具垂直向下光強， Iγ 為高度角等于γ方向上的光強），則最大照度點通常就在燈下；若在某一垂直截面上出現(xiàn)I0＜ Iγ cos3γ，則可以預計最大照度值就在這個平面附近，且這種情況很少出現(xiàn)。 一般我們就認為最大照度值在燈下。 ①、②、③為燈具的位置； A、 B、 C 為最小照度值點可能出現(xiàn)的位 置 最小照度值點可能出現(xiàn)的位置圖 2）最小照度值點， 需要計算圖中 A、 B、 C各點的照度值后確定。（還是需要按照前面所述的點照度的計算方法，通過等光強曲線圖、光強表或等照度曲線圖進行計算，一個繁瑣的過程）。 道路照明基本理論與計算 14 照度計算舉例 例一、 一條單幅道路，路寬 w=10m，采用單側(cè)布燈，燈具安裝高度 h=10m，燈桿間距 s=20m，燈具仰角為 0176。提供燈具仰角為 0176。時的相對等照度曲線圖，采用 NG250 高壓鈉燈光源（光通量 22500lm，求圖中 P點 的照度。 道路幾何尺寸、燈具布置和計算點的位置圖 解：（ 1）確定自燈具排列線到 P點的橫向距離（以安裝高度的倍數(shù)表示）： d=6m=6/10= 在等照度曲線圖上畫一條與縱軸平行、距燈具排列線（ 0線）為 A— A。 （ 2）確定每個燈具到計算點 P的縱向距離（以安裝高度的倍數(shù)表示）： L1到 P l1=25m=25/10 h= L2到 P l2=5m=5/10 h= L3到 P l3=15m=15/10 h= 沿 A— A線，根據(jù)計算所得的各個燈具到 P點 的縱向距離 ll l3，標出 P點相對于各個燈具的位置 L L L3。（注意圖中的位置標出是不嚴密的，如果燈具配光是完全對稱可以按圖中的標出，否則應嚴格按照 P點與各個燈具的相對位置標出）。 （ 3）讀出在這 3個點上的相對照度值，計算 P點上的總照度： 燈具仰角為 0176。時的相對等照度曲線圖 EL1=Emax 3%（大約）， EL2=Emax 53%（大約）， EL3=Emax 13%（大約） EP=EL1+EL2+EL3=Emax 69%，其它燈具對 P點照度的貢獻忽略不計。 按照圖中的計算公式 Emax = /h2= 22500/102= 則 EP= =29lx 例二、 一條單幅道路，路面寬度為 15m，采用左側(cè)單 排布燈方式，安裝高度 12m，燈間距 36m，懸 挑長度 2m，仰角 5176。，提供所采用燈具的仰角 為 5176。時的利用系數(shù)曲線圖，采用 NG250高壓 鈉燈光源，光通量為 22500lm，維護系數(shù)假定 按 。要求①左側(cè)半寬路面的平均照 度；②右側(cè)半寬路面的平均照度；③整個路面 的平均照度。 所采用燈具的仰角為 5176。時 的利用系數(shù)曲 道路幾何尺寸、燈具布置圖 解（ 1）求左側(cè)半寬路面的平均照度 人行道側(cè) w/h=2/12= 查圖得η 1=； 車行道側(cè) w/h= 道路照明基本理論與計算 15 總利用系數(shù)η 總 =η 1+η 2=+=； Eav=wsM?總?= 22 50 ? ??= （ 2）求右側(cè)半寬路面的平均照度 車行道側(cè) w/h=13/12= 查圖得η 1=； 車行道側(cè) w/h=總利用系數(shù)η 總 =η 1－η 2=0. 35－ =； Eav=wsM?總?= 22 50 ???= （ 3）求整個路面的平均照度 人行道側(cè) w/h=2/12= 查圖得η 1=； 車行道側(cè) w/h=13/12= 查圖得η 2= 總利用系數(shù)η 總 =η 1+η 2=+=； Eav= wsM?總? = 3615 22 50 ? ?? = 或 Eav=(+)/2= 由本計算示例可以看出，裝燈一側(cè)的平均照度比未裝燈一側(cè)的平均照度要高很多，均勻度比較差。 例三、 假定有一條混合交通的單幅道路，柏油路面，寬度 12m，假定擬采用燈具的等光強曲線圖和利用系數(shù)曲線圖如提供 所示，并且應采用高壓鈉燈。路面照度需要達到主干路的水平，請進行道路照明設計和計算。 擬采用燈具的等光強曲線圖 擬采用燈具的利用系數(shù)曲線圖 解： 道路照明設計 1）根據(jù)《城市道路照明設計標準》（老版），主干路要求維持平均照度水平達到 15lx。 2）因路面寬度僅為 12m，考慮采用單側(cè)布燈的設置方式。 3）該燈具的最大光強角在γ =50176。附近（小于 65176。），而且在 80176。和 90176。角的光強值大約分別為 10cd（小于 30cd）和 4cd（小于 10cd），符合截光型燈具要求，應按截光型燈具確定安裝高度（ h）和道路的有效寬度（ weff）以及燈間距（ S）與安裝高度（ h）的關系（ h≥ weff， S≤ 3h）。 4）因采用單側(cè)布燈，為保證路面有較好的照度均勻度，需要有一定的懸挑，結(jié)合燈型考慮選擇懸挑長度 O=2m，則有 安裝高度 h=weff=12－ 2=10m 間距 s =3 10=30m 仰角θ =0176。、或 5176。 、 10176。、 15176。待進行計算以后再予確定。 道路照明計算 （ 1）路面平均照度計算 1）由利用系數(shù)曲線圖查利用系數(shù)η 人行道側(cè) w1=2m， 則 w1/h=；車行道側(cè) w2=10m，則 w2/h=1 若仰角為 0176。時，可查得η 1=（約），η 2=（約）；則η 0176。 =+=。 若仰角為 5176。時，可查得η 1=（約），η 2=（約）；則η 5176。 =+=。 道路照明基本理論與計算 16 若仰角為 10176。時，可查得η 1=（約），η 2=（約）；則η 10176。 =+=。 從計算結(jié)果可以看出 η 0176。 ＜η 5176。 ＜η 10176。 ，所以從利用系數(shù)的角度考慮，燈具的仰角應該選 10176?；蚋笠恍?，但實際情況是當燈具的仰 角大于 10176。以后，總的利用系數(shù)已不再上升（ 15176。時和 10176。時的總的利用系數(shù)基本是一樣的），而且如果繼續(xù)增加仰角，總的利用系數(shù)反而會下降。結(jié)合燈型選擇考慮，假定選擇燈具仰角為 5176。 2）確定維護系數(shù) —— 參考《城市道路照明指南》 燈具在使用期間，由于光源光通量會逐漸衰減；燈具內(nèi)外表面會堆積灰塵及其他污物，燈具反光板受到腐蝕，引起其效率逐漸降低，光輸出逐漸減少 (其他減光因素未予以考慮 )。從而導致路面上的照明水平逐漸下降。為了保證在整個運行期間，路面上均能維持不低于所規(guī)定的最低亮度 (照度 )值，在進行照明設計計算時 ，就必須引入維護系數(shù)。道路照明燈具的維護系數(shù) (M)等于光源光通量的維護系數(shù) (M1)與燈具本身維護系數(shù) (M2)之乘積，即 M= M1 M2。 光源光通量的維護系數(shù)值和光源的種類、功率及其質(zhì)量有關。確定方法推薦如下： 光源光通量的維護系數(shù) (M1) 光源類型 維護系數(shù) 點燃 4000 小時時 點燃 6000 小時時 高壓汞燈 低壓鈉燈 高壓鈉燈 燈具本身的維護系數(shù)和下列因素有關：（ 1）燈具的密封程度；（ 2）空氣的污濁程度；（ 3）清掃周期和每次清掃 的徹底程度。其值應通過實際測量來確定。參考有關資料，確定方法推薦如下： 燈具的維護系數(shù) (M2) 清掃周期 無透光罩燈具 有透光罩燈具 空氣污濁程度 一般 干凈 一般 干凈 半年 一年 一年半 表注：（ 1）透光罩與殼體應無明顯縫隙，每次清掃應比較徹底，否則達不到表中數(shù)值。 （ 2）空氣特別污濁地區(qū)如化工廠、鋼鐵廠、煤廠等燈具維護系數(shù)還要降低。 2020版《城市道路照明設計標準》推薦，根 據(jù)目前國內(nèi)所使用的光源和燈具的品質(zhì)及環(huán)境狀況，按照每年對燈具進行一次擦拭的前提，維護系數(shù)可選為： （防護等級高于 IP54的密閉燈具）； （防護等級低于 IP54的密閉燈具） 本例中假定采用有透光罩燈具并每年清掃一次，維護系數(shù) M= = 3）假定選 250W高壓鈉燈，光通量 Φ =22500lm 4） Eav= wsM?? = 3012 22 50 ? ?? =＞ 15lx，設計方案可行。 天頂?shù)让娣e網(wǎng)等光強圖 道路照明基本理論與計算 17 注意： 需要考慮燈具仰角的不同，若仰角為 0176。，則可以直接讀數(shù)（或內(nèi)插）；若仰角不是 0176。，則需要用透明圖的辦法讀取數(shù)值。（順時針旋轉(zhuǎn)） —— 坐標系變換。 （ 2）直接由光強表讀取數(shù)值（可以用計算機計算）。 計算路面上任意一點的照度的另外一種方法是使用等照度曲線圖，實際上計算的過程就是讀圖的過程。（在等照度曲線圖上標出 P點的位置，考慮 3個燈具） 路面平均照度計算 （ 1）根據(jù)點照度計算數(shù)值計算（按照測量的布點方法） 計算式： ???ni iav nEE 1 / 式中： Eav—— 路面平均照度； Ei—— 第個計算點上的照度； n—— 計算點的總數(shù)。 （ 2）按照利用系數(shù)曲線圖進行計算 —— 目前使用比較多的一種計算方法 計算公式： wsMEav ??? 式中：η —— 利用系數(shù)。根據(jù)道路的寬度和燈具的安裝高度、懸挑長度和仰角，從燈具的利用系數(shù)曲線圖中查得（方法后面舉例說明）；