道路照明设计浅探

   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、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。

一 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。

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。 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.

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