电气照明的质量计算案例综述
1.1照度水平
各种各样的光源照射到周围的物体上,所照射到物体表面单位面积所得到的光通量,称之为受照面明亮程度、也称光照度、简称照度。往往,在电气照明领域里,量度一个电气照明质量的好与坏的最根本的技术指标之一是照度水平的高与低。当建筑室内某一平面均匀地分布光通量时,该平面上的照度计算公式是:
(2-1)
式中:—照度,单位lx;
—投射到物体表面的光通量,单位lm;
—被照物体表面积,平方米。
依据我国现在的经济发展水平和电力生产供应能力,我国制定了一套适合我国照明发展的相关规范要求。在相关规范要求下我国现行采用的照度等级分别为:0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、5000lx。
受照面明亮程度的不同会给人类带来不一样的感觉,如果照度水平过低就容易让正在学习工作中的人类眼睛产生疲劳;如果照度水平过高的话也会让让正在学习工作中的人类眼睛受到高强度的刺激而不得不放弃手上的学习工作。由此可得,一份合理的电气照明设计方案会大大的降低人类的视觉疲劳,也是有可能将人类的学习工作效率提升一个阶梯水平。其实,合理的光照度是不能完全解决人类的眼睛在同一地方因不同的照度水平而造成的视觉疲劳问题。除此之外,要想解决这个问题可以尝试使光照度在建筑室内分布尽最大程度均匀的措施。
1.2亮度分布
人类的眼睛对于周围环境明与暗的感知,不是直接取决于被照物表面(直接发光体或者间接发光体)的照度水平的高与低;而是取决于被照物体的光照度反射在人类眼睛视角网膜上所形成像的照度水平高与低。因此,亮度不是发光体或反光体使人的眼睛所感受的明亮程度,而是被照物表面(直接发光体或者间接发光体)的光照在人类眼睛视角网膜方向单位面积投影的发亮程度。人类的眼睛只有在光亮的程度分布合理的学习、工作和生活区域才会感觉舒适,这样才能提高工作效率。由此可见,在光亮程度的不合理分布的场所里,人类的学习工作效率会大打折扣,其理由是在很短的时间内人类的眼睛就会感觉视觉上的疲劳,还有人类眼睛感觉到不适,例如:眼睛疼痛、眼睛干涩等。所以,在人类进行正常的工作学习的视线范围内,合理的光亮程度分布决定了人类的视觉舒适度。在电气照明设计里,设计工作者为了兼顾避免设计中大量的照明负荷计算与建筑室内空间环境拥有最佳的亮度分布之间的平衡,时常把一些指标作为电气照明设计应该达到的标准,例如:照度的对比、墙面的反射比、地板的反射比和顶棚的反射比等指标。
1.3光源显示色彩本能
同一色彩的物体放在各种不同的光谱所具有的光源照射下,同一被照射物体会有不一样的颜色出现。光源对于被照射物体会显示不同颜色这一性能,被称为光源的显示色彩的本能,简称光源的显色性。光源的显示色彩性能的好与坏可以用光源的显色指数的高与低来表示,让人类简单一看便知光源的显色的性能。光源的显色指数的界说是指某个物体或者是工作面在光谱所包含的光源之中的一种光源照射下所呈现的颜色和其在太阳光光照射下所呈现颜色相符合的程度。照明设计手册是以太阳光为基准,并将其光的显色指数设定为100。于是就有了光源的显色指数越高的话,就证明被照物体或者是工作面的颜色失真越小。
表1.1光源一般显色指数类别
显色类别
一般显色指数
合适使用的场所
ⅠA
医疗诊所、画廊、颜色校验等
ⅠB
绘图室、卧室、客房、食品、印刷等
Ⅱ
办公室、体育馆、休息室、表面处理等
Ⅲ
热处理、铸造车间、机械加工车间等
Ⅳ
仓库、停车场等
建筑室内环境的视觉清晰度是取决于光照度和光源的显色指数等。通过大量研究发现,光照度和光源的显色指数之间确实存在某种平衡关系。相关的工作人员通过大量的实验操作和实验数据分析得到结论是:单单就办公室外观的满意程度而言,办公室采用光源的显色指数Ra90的灯具进行照明与采用光源的显色指数Ra60的灯具进行照明想比较的话,使用显色指数Ra90的灯照明的办公室的照度值可以下降30%以上,这仅仅是对于需要优良的视觉外观效果而言。如果我们仅仅为了达到减少能耗的目的而降低建筑室内照度水平导致最适宜的视觉效果发生了改变,甚至视觉效果变坏,这一措施是完全不恰当的。我们应当尽最大可能采用一些发光性能