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关于光源功率和照度之间关系的一些模拟案例

关于光源功率和照度之间关系的一些模拟案例

在一个实例讨论帖子,有朋友问到关于功率和照度关系的问题,
http://co.163.com/forum/content/415_210419_1.htm
现特开一个贴专门分析这个事情。思路:以不同的模拟案例来说明问题。


先引用原提问和我当时的回答:
引用:
以下是引用xiaoww在2005-11-11 15:40:52.0发表的内容:

专家,我很佩服您的造诣!我也想问一个白痴问题,照度和功率之间有直接的换算公式么?比如多少照度一瓦.谢谢!
首先,俺不是专家,是来和大家一起学习的~

这也是个好问题。因为这是一个很复杂的问题。
我准备另开一个专题来说明这件事情,
现在可以给出一个粗略的回答:严格来说,他们是不能简单换算的。
从功率到照度之间有很多个步骤,每一个步骤都会有所影响。
这些步骤包括:光源的光效、灯具的配光、房间的形状、墙壁的反射……
另外开的专题里面,我们专门讨论如何?呵呵

另一方面,每100Lux消耗多少瓦,反倒是一个LDP的参照值,国标有限制的~
为了符合这个限制,需要选择合适的光源和灯具~

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好,下面开始模拟实例。
俺准备根据光源的光效、灯具的配光、房间的形状、墙壁的反射这些条件的分别改变,
调整每一种条件的改变来模拟一个差异对比。(在对比时,尽量保持其他条件基本不变)

这样,就可以看出相同功率的光源,在更改了中间因素之后,对照度的影响有多大~

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实验1:
首先,看看光源光效和照度的关系。
俺在DIAlux里面建立了一个房间,正中间有一堵隔墙。
为了对比光源光效的差异,俺在左边放置了8个60W白炽灯的筒灯,右边放了一个70W金卤灯筒灯。
两个灯具的配光接近,房间的反射状况相同。
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OK,现在左边有60×8=480W,右边是70+10=80W
但是看看两边的照度情况:
两边功率相差6倍,但照度却是接近的。
这是因为白炽灯和金卤灯的光效实在相差太远,一般达到6-8倍
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实验2:

下面再看看灯具的配光与照度的关系。
还是那个房间,我选择了宽、窄两个角度不同的光源
--为了消除灯具的影响,直接选用了OSRAM的PAR灯做对比

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左边是一排4个宽角度的PAR灯   右边是一排4个窄角度的PAR灯
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看看照度情况。
可以发现,在足够宽广的范围内,整个地面的照度基本是相同的
右边仅仅稍微高出一些
(所以在使用利用系数法计算平均照度时,灯具的配光并不算太重要)
但是两边的分布情况可相差十分之大~左边比较均匀,右边比较突兀,呵呵
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既然是对比配光,再贴上来两个配光曲线吧
这是左边的宽角度配光
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这是右边的窄角度配光
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实验3:

下面要对照房间的形状对照度的影响了,为了对比方便,俺还是在这个房间里面操作
左边塞进一个立方体,堵住上半部分;右边塞进一个立方体,堵住右半部分。
这样,两边的房间有效面积相同,但一个是方形,一个是长条形。

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左边和右边同样放置4个一排筒灯,就是第一个实验里面的白炽灯
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再来看看照度分布情况,看上去两边好像十分接近
但左边的平均照度是55Lux,右边的平均照度是46Lux
相差还是达到了16%
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实验4:

再回到两边相同大小的房间里面来,两边放置相同的灯具。
只是左边墙面的反射率为10%,右边墙面反射率为70%。
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看看两边的照度分布,左边是77Lux,右边是98Lux
相差了27%哦~
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总算贴完了~
昨晚贴到一半居然开始“优化”,受不了~~
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还有一个有趣的事情,第四个实验里面的房间面积是第三个实验的2倍,灯具数量也是2倍,
灯具完全相同,照理说照度应该接近才是,但实际上照度却增加了不少~
这说明“室形系数”还是很重要的。呵呵~

不过,当我们拥有了精确的配光数据,配合逐点法的计算,
计算结果就可以和实际情况拟合得十分接近~这时“室形系数”已经没有意义了
根据我们的经验,可以控制计算误差在10%以内~

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首先感谢版主幸苦做出此贴.  本人也是新手,个人有点地方不太明白,
1,实验1中, 左边8x60W=480W白炽灯.右边金卤灯70W+10=80W(这里加的10W为什么啊.)
2,至于实验3. 在同样面积空间、灯具数量、功率、光源下, 墙面反射率应该也是一样的吧,    在这种情况下,为什么他们的平均照度还会相差16% .

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引用:
以下是引用8174030在2005-11-12 15:18:55.0发表的内容:

首先感谢版主幸苦做出此贴. 本人也是新手,个人有点地方不太明白,
1,实验1中, 左边8x60W=480W白炽灯.右边金卤灯70W+10=80W(这里加的10W为什么啊.)
2,至于实验3. 在同样面积空间、灯具数量、功率、光源下, 墙面反射率应该也是一样的吧, 在这种情况下,为什么他们的平均照度还会相差16% .
回答1:10W是镇流器、触发器的功耗,当然,是大概估计出来的~

回答2:为什么呢?这正是做这个实验的目的所在~
通俗点说,长条形的灯具,有很多光线落到墙上去了,没有落到地上。呵呵~

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好帖子,看了之后了解了很多以前忽略的问题,我这里因为缺少灯具资料(手头的都是90年代初的,现在正在找厂家要但回应的很少,几乎不愿意给)所以每次计算时我都是大概算算了事。看来要做好的设计,出好的作品,资料和方法很重要呀。

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引用:
以下是引用fdlight在2005-11-12 15:44:16.0发表的内容:

以下是引用8174030在2005-11-12 15:18:55.0发表的内容:

首先感谢版主幸苦做出此贴. 本人也是新手,个人有点地方不太明白,
1,实验1中, 左边8x60W=480W白炽灯.右边金卤灯70W+10=80W(这里加的10W为什么啊.)
2,至于实验3. 在同样面积空间、灯具数量、功率、光源下, 墙面反射率应该也是一样的吧, 在这种情况下,为什么他们的平均照度还会相差16% .





回答1:10W是镇流器、触发器的功耗,当然,是大概估计出来的~

回答2:为什么呢?这正是做这个实验的目的所在~
通俗点说,长条形的灯具,有很多光线落到墙上去了,没有落到地上。呵呵~
关于其中的第一点,我们的作法是在灯具功率的基础上乘以1.2,这是我师傅的经验得来,我演算过,相差不多。这点在设计中很有用的。

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