室内照明计算基本方法

主要起草单位：国家电光源质量监督检验中心（北京） 、中国质量认证中心 、广东东松三雄电器有限公司 、生辉照明电器（浙江）有限公司等 。

主要起草人：华树明 、邢合萍 、张宇涛 、沈锦祥等 。 2100433B

2011年1月14日，《室内照明计算基本方法》发布。

2011年6月1日，《室内照明计算基本方法》实施。

可计算照明工作面上的水平照度、垂直照度、倾斜面照度、平均柱面照度、球面照度等。一般照明计算中常以水平照度作为衡量照明水平的标准。按照明光源的形状不同，有下列三种水平照度计算法。

① 点光源。当照明光源的尺寸与被照物的距离相比可以忽略不计时，可视为点光源。它在计算点上形成的照度E（勒克斯），可用下列计算公式（公式1）：式中I为入射光线的光强（坎德拉）；r为光源到计算点的距离（米）;ɑ为入射角（入射光线同计算点所在被照平面法线的夹角）。

由于上述公式仅考虑了直射光，未考虑反射光，故增加一附加照度系数Kρ，以表征反射光对计算点上照度的贡献。在使用过程中，由于光源老化，灯具和室内表面逐渐被灰尘污染，室内照度便会下降。为了适当提高初始的照度,所以又增加表征此因素的的维护系数K。考虑上述因素后，点光源计算公式为(公式2)：

② 线光源。当照明光源的尺寸与光源至计算点距离较近，且光源本身的长宽比相差很大时，可视为线光源。为了简化计算，常借助于一些计算图表，如线光源等照度曲线。图1为简式荧光灯等照度曲线，假设：光源光通为1000流明,K =1,计算点处于线光源的一端的情况下制定的，在计算中应考虑线光源与计算点的相对位置和实际使用灯的光通量与等照曲线的换算关系。位置不同，计算方法亦有差异。

图2为线光源计算图例,图2a中P1点的照度E1,是按l2/h、d/h;l1/h、d/h值从图1中查出相应的照度e2、e1之差,即E1=e2-e1。图2b中P2点的照度E2，则是e2、e1之和，即E2=e2 e1。图2c中P3点的照度是由多个间断布置的光源的照度之和组成，各个灯管的照度则可按求E1的方式推算。实际照度值E′=FEKρ·K/1000,式中F为选用光源的光通量（流明）,E为从图2查出并经上述计算而得的照度（勒克斯），Kρ·K分别为附加照度系数和维护系数。

③ 面光源。当光源的最小尺寸大于光源至计算点距离的1/4时,可视为面光源。可利用图表简化计算。它是假设计算点在发光面一角的垂线上,如图3中P1所示。根据均匀亮度的光源长(l)、宽(b)和它至计算点的距离(h)，算出h/l、b/l值,就可以从图4中查出计算点照度 E（勒克斯）和光源亮度B（坎/米）的比值，计算点照度可用光源亮度和这一比值的乘积求出。图3中 P2点照度是由一角处于P2点垂线上的四个四边形A、B、C、D对P2点所形成的照度之和。P3点的照度可用填补法求出。假设E区也是光源区,则A、B、C、D区对P3点的照度可由A、B、C、D、E区组成的四边形对 P3点所形成的照度减去四边形E对P3形成的照度求出。

基本原理见图5。从光源发出的总光通F0,除在灯罩内损失了一部分之外,射入室内空间的光通，一部分直达工作面，形成直射光通量Fd；另一部分射到室内其他表面上，经过一次或多次反射才达到工作面上，形成反射光通量Fρ。射到工作面上的有用光通Fu为：

Fu=FdFρ

Fu越大,表示光源发出的光通被利用的越多。Fu与F0之比,称为灯具的利用系数C>u： C>u=F>u/F0

C>u值与灯具类型、效率，照明方式，房间大小，室内各表面的反光系数有关。 　利用系数法的计算公式为: F=E·S/(N·C>u·K)

式中F为单个灯具光源的光通量（流明）；E为照明标准规定的该工作条件平均照度值(勒克斯);S为工作面面积(米);N为所用灯具个数;K为维护系数。C>u、K均可从有关的手册等查出。据此，可求F或N。2100433B

人们周围的亮度发生变化后，人眼为了适应变化后的亮度，需要有一定的适应时间。亮度和适应时间的关系如附图A所示。

过渡照明的设计应考虑四个问题：（1）室外亮度或照度；（2）室内表面亮度；（3）根据室内外亮度差确定适应时间；（4）根据适应时间、人行速度确定所需距离的长度。

以下是供计算用的参考数据：

（1）全国各地室外散射照度列入附录B；

（2）入口处室内外亮度变化可按10∶1～15∶1考虑；

（3）亮度—时间曲线如附图A所示；

（4）清洁程度一般的水泥地面反射系数为15%；水磨石为60%。

（5）人行速度为2.5km/h；

（6）漫反射表面的亮度、照度和反射系数的关系如下：

式中 L——地面亮度（cd/㎡）；

ρ——地面的反射系数；

E——地面的照度（Lx）。

过渡照明计算示例：

北京地区某附建式人防旅馆，从入口门厅到地下室过道入口处需行走15s，计算地下室过道入口处及楼梯拐弯处所需的照度。计算步骤：

a 由附录B可查出北京地区室外散射照度为11000Lx，设室内外地面均为水泥材料，又按室内外亮度变化可为15∶1，所以按照度计算，室内门厅照度为11000/15=733Lx

b 由下式计算出室内入口处的亮度

c 从亮度—时间曲线可知，从亮度35cd/㎡经15a后的适应亮度约1.3cd/㎡。此即地下室过道入口处的亮度。

d 由公式计算出地下室走道所需的照度值

e 行人到楼梯拐弯处约需7.5s，由亮度—时间曲线上查出此处的亮度约为5cd/㎡，则地面照度为：

说明：考虑亮度时应考虑人们主视线

方向的亮度，对于附建式建筑如旅馆、医院，人们需经楼梯进入地下室，此时人们视线的主要方向是楼梯台阶面及地下室入口处地面，而对于单建式建筑如地下商场，人们进门后主要视线是室内空间，所以对计算的亮度宜具体分析。