LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀

1、LED燈具照明設(shè)計及IES報 告解讀 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 內(nèi)內(nèi) 容容 提提 要要 1. 光度學(xué)基礎(chǔ)知識 2. 燈具坐標(biāo)系 3. 燈具光度測試報告解讀 4,燈具光度中心的確定 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 1. 光度學(xué)基礎(chǔ)知識 燈具定義及分類 光通量 照度 亮度 發(fā)光強度 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 光度學(xué)基礎(chǔ)知識光度學(xué)基礎(chǔ)知識 燈具又稱照明器，其主要作用是照明。 在我們的日常生活中，可以看見多種多樣的燈具，而燈具的 分類也是多種多樣的。 按照使用目的可以分為： 功能性燈具 裝飾性燈具 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 室內(nèi)燈具 室外燈具 燈具又稱照明器，其主要作

2、用是照明。 光度學(xué)基礎(chǔ)知識光度學(xué)基礎(chǔ)知識 在我們的日常生活中，可以看見多種多樣的燈具，而燈具的 分類也是多種多樣的。 按照使用目的場合分為： LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 光度學(xué)基礎(chǔ)知識光度學(xué)基礎(chǔ)知識 燈具本身的基本作用是提供與光源 的電氣連接，但還有許多其它的重 要功能如光源的防護、適宜的機械 特性、殼體的防護要求、電氣安全 要求、熱要求、標(biāo)志要求和光度功 能要求。 而一般情況下，用戶最關(guān)心的是這一盞燈是否能夠照亮我們希望它照 亮的地方，不照亮它不該照亮的地方。其次便是它是否使我們感覺舒 適。 而這可以由配光曲線和眩光等參數(shù)所描述，這也就說明了我們?yōu)槭裁?要測量配光曲線。 什么是配光曲

3、線？ 配光曲線又叫發(fā)光強度分布曲線，是描述光源或燈具發(fā)光的空間分布 特性的一條曲線。 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 這種方法通常用于描述室內(nèi)和道路的燈具的光分布。它很形象 地以極坐標(biāo)的原點表示燈具的光中心，以一定方向的矢量表示 光強的大小，以極坐標(biāo)的角度表示光強矢量與光軸之間的夾角； 極坐標(biāo)表示法 配光曲線通常有兩種表示方法： 極坐標(biāo)表示法 的好處就是形 象，直觀。 長度表示光強 角度表示測量方向 與極軸的夾角 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 此方法通常用于描述泛光燈和配光非常窄的燈具和光源光的分 布。用直角坐標(biāo)的原點表示光中心，用橫坐標(biāo)表示方向角，用 縱坐標(biāo)表示光強。 直角坐標(biāo)表示

4、法 配光曲線通常有兩種表示方法： 直角坐標(biāo)表 示法的好處 是便于查不 同角度的光 強數(shù)值。 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 o配光曲線從它的對稱性質(zhì)來說可以分為：軸向?qū)ΨQ、對稱和非對 稱3種。 o投光類燈具還可以根據(jù)其光束的寬窄分為：窄光束；寬光束；中 等光束等。 一般來說： 窄 光 束：光束角40 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 = 立體角的單位叫 球面度（sr）， 1球面度是半徑 為1米的球面上， 1平方米的球面 對球心所張的立 體角。 l A o B (a) s A A r (b) o r r l = 2 r S 平面角和立體角 平面角的單位 叫弧度，1弧 度是半徑為1 米的園上

5、，1 米長的圓弧對 圓心所張的角。 光度學(xué)基礎(chǔ)知識光度學(xué)基礎(chǔ)知識 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 光通量 光通量是光源在單位時間內(nèi)發(fā)出的光量，也即為輻射通量（或輻 射功率）能夠被人眼視覺系統(tǒng)所感受的那部分有效當(dāng)量。 一只40W的日光燈輸出的光通量大約是2100流明。 光通量符號，單位lm； 常見電光源的發(fā)光效率，是指1W的電功率能轉(zhuǎn)化成多少光通量。 常見光源的大致效率（流明/瓦） 白熾燈，15 日光燈，50 鈉燈，120 光度學(xué)基礎(chǔ)知識光度學(xué)基礎(chǔ)知識 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 發(fā)光強度 光度學(xué)基礎(chǔ)知識光度學(xué)基礎(chǔ)知識 光源在給定方向的單位立體角中發(fā)射的光通量定義為光源在該方向的 (

6、發(fā))光強(度)。 = d/d 單位：cd 1cd1lm/1sr 實際光源或燈具各方向的發(fā)光強度不同。為了描述其發(fā)光的空間分布 特性，需要用發(fā)光強度分布曲線（又叫配光曲線）來表示。它是照明 計算和設(shè)計的一個重要依據(jù)。 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 照度 定義：表面上一點的照度是入射在包含該點面元上的光通量d 除以該面元面積dS之商。 單位 （lx） 單位為勒克斯（lx），1lx=1lm/m2 常見照度（勒克司）： 陽光直射（正午）下，110,000 陰天室外，1000 商場內(nèi)，500 普通房間燈光下，100 滿月照射下，0.2燭光（20cm遠處），1015LUX。 距60W臺燈60cm桌面

7、，300LUX； 黃昏室內(nèi)，10LUX；夜間路燈，0.1LUX； 光度學(xué)基礎(chǔ)知識光度學(xué)基礎(chǔ)知識 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 EI =ES =I I=El 2 o光通量（lm） o光強I（cd） o照度E（lx） 常用光度學(xué)單位及其相互關(guān)系 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 亮度 亮度（L，Luminance），單位尼特，即nit，或cd/m2。 定義：光源體在某一方向上,每單位投影面積上所發(fā)出的光強。 常見發(fā)光體的亮度（尼特）： 太陽表面，2,000,000,000白熾燈燈絲，10,000,000 陽光下的白紙，30,000眼能習(xí)慣的亮度，3,000 滿月表面，2,500 人眼能比較

8、好的分辨出顏色的亮度，1 滿月下的白紙，0.07無月夜空，0.0001 光源體在某一方向上,每單位投影面積上所 發(fā)出的光強。 光度學(xué)基礎(chǔ)知識光度學(xué)基礎(chǔ)知識 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 Type B Type C GMS2000/GMS1800介紹 2. 燈具坐標(biāo)系燈具坐標(biāo)系 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 不同光源、燈具向空間各個方向射出的光通量是很不一樣的。 空間圖最能直觀地描繪光分布的特性方法是把各個方向上測得的光強， 以一條條矢徑的形式畫在一個球坐標(biāo)系上。 假定光源就在坐標(biāo)系的極點上，這些矢量合起來就構(gòu)成了“光分布體”。 燈具的光強通常在許多平面中測得。在各式各樣可能的 測試

9、平面中，有三種平面系統(tǒng)已被證明特別有用。 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 Type C LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 在Type C坐標(biāo)系統(tǒng)中，極軸是垂直的，如圖所示。在垂直軸 半平面測量的角度是角度，在水平軸半平面的測量的角度是 C角度。燈具發(fā)光口面通常瞄準(zhǔn)坐標(biāo)系中的（c0，0）點。 角度范圍從0到360（一整圈）。C角度范圍從0到180 （相當(dāng)于測量了一整圈），如圖所示。在光度學(xué)中C0參考 平面位置，通常是平行于燈具的輔助軸線。C型光度數(shù)據(jù)目前 是最流行的并得到廣泛的承認(rèn)。大多數(shù)光度數(shù)據(jù)，包括室內(nèi)燈 和路燈，使用Type C格式。 Type C

10、 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 Type C LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 Type C LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 Type B LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 B型坐標(biāo)系統(tǒng)的說明如圖。極軸在水平方向。水平 半平面內(nèi)的角度數(shù)據(jù)叫做H角度，到此平面的垂直 角度是V角度。使用（H，V）坐標(biāo)指示球面上的某 點。 H 0 在赤道圈上。燈具口面通常瞄準(zhǔn)點（0， 0）。平面垂直于燈具口面。H角度的范圍是從-90 至90 。V角度范圍從-90 到90 ， 測量時- 90 在最低點，90 在最高點。泛光燈光度數(shù)據(jù) 通常使用Type B坐標(biāo)系。 Type B LED燈具照明設(shè)計及IES

11、報告解讀 Type B LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 Type B LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 三，燈具光度測試報告解讀三，燈具光度測試報告解讀 室內(nèi)燈具室內(nèi)燈具 投光燈投光燈 路燈路燈 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 報告基本信息和數(shù)據(jù) 配光曲線 眩光等級 室內(nèi)燈利用系數(shù) 概算曲線 室室 內(nèi)內(nèi) 燈燈 具具 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 報告基本信息報告基本信息 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 室內(nèi)燈具數(shù)據(jù)室內(nèi)燈具數(shù)據(jù) LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 C0180LEFT指的是 C180面 C90270LEFT指的 是C270面

12、 最大光強 最大光強 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 平面等照度曲線平面等照度曲線 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 圖中粉色點代表了只 有一盞燈的時候，水 平照度值為最大照度 值一半的點。 最大距高比即為： S/2H 最大距高比最大距高比 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 上射光通比= 燈具的上射總光通 燈具總光通 下射光通比= 燈具的下射總光通 燈具總光通 光通比光通比 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 室內(nèi)燈具型號劃分表 型號名稱 光通比 上半球下半球 A 直接型 01010090 B 半直接型 10409060 C 均勻擴散型 40606040 D 半間接型 60904010

13、 E 間接型 90100100 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 010% 10090% 1040% 9060% 4060% 6040% 6090% 4010% 90100% 100% LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 環(huán)帶光通數(shù)據(jù)表環(huán)帶光通數(shù)據(jù)表 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 照度距離圖表照度距離圖表 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 o亮度限制曲線是CIE推薦的作為評價室內(nèi)一般燈具直接眩光的標(biāo)準(zhǔn)和方法。 眩光：在視野范圍內(nèi)有亮 度極高的物體或亮度對比 過大，或空間和時間上存 在著極端的對比，就可引 起不舒適的視覺，或造成 視功能下降，或同時產(chǎn)生 這兩種效應(yīng)的現(xiàn)象。眩光 是影響照

14、明質(zhì)量的最重要 因素。 眩光眩光 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 p照明質(zhì)量的優(yōu)劣與燈具的亮度限制有關(guān)。在視野范圍內(nèi)若亮度 過高，可產(chǎn)生不舒適眩光，甚至產(chǎn)生失能眩光，嚴(yán)重的眩光直接 影響勞動生產(chǎn)率甚至誘發(fā)眼疾。 p眩光程度主要與燈具發(fā)光面大小、發(fā)光面的亮度、背景亮度、 視看方向和位置有關(guān)，因此在燈具設(shè)計時一定要考慮限制燈具的 亮度。 p一般情況下人們在室內(nèi)眼睛停留最多的位置是水平方向，因此 燈具在6090區(qū)域內(nèi)最易受眩光影響。一般產(chǎn)生直接眩光的 區(qū)域為4590區(qū)域內(nèi)。 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 眩光限制等級 眩光程度 視覺要求和適用場所示例 A很高質(zhì)量 無眩光感 很嚴(yán)格的視覺要求

15、如手術(shù)室、病房、計算機房、有視覺顯 示裝置的辦公室、展室。 B高質(zhì)量 有很弱眩光感 視覺要求高的作業(yè)或高等視覺作業(yè)但要求注意力高度集中。 如教室、閱覽室、比賽大廳 C中等質(zhì)量 有輕微眩光感 中等視覺要求的作業(yè)或要求注意力一般且工作人員沒有一 定程度的流動性。如會議室、營業(yè)廳、餐廳、觀眾 廳、休息廳、候車廳、廚房 D低質(zhì)量 有眩光感 視覺要求或要求注意力集中程度較低的作業(yè)，工作人員在 有限區(qū)域內(nèi)頻繁走動。如通道 E很低質(zhì)量 有較強眩光感 視覺要求低且工作人員不限于一個工作崗位而是來回走動 或不是由同一批人連續(xù)使用的房間。如倉庫、儲藏 間、汽車庫 o根據(jù)在照明使用中對照明質(zhì)量的不同要求，CIE將室

16、內(nèi)一般燈具直 接眩光分為5個質(zhì)量等級。 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 燈具有發(fā)光側(cè)邊的界限曲線 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 室內(nèi)燈具利用系數(shù)室內(nèi)燈具利用系數(shù) 燈具的利用系數(shù)是指燈具在規(guī)定的條件下送到工作面上的光源光通量 與總光通量之比，所以與照明燈具的設(shè)計、安裝高度、房間的大小和反射 率的不同相關(guān)。 高的利用系數(shù)和低的眩光這是照明設(shè)計人員追求的重要目標(biāo)之一，室 內(nèi)燈具的利用系數(shù)是在考慮燈具對工作面的直射照度的貢獻上，還考慮了 四壁、頂棚和地板的相互反射對工作面照度的貢獻 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 房間系數(shù) （Room Cavity R

17、atio） RCR=5hRC(L+W)/L*W 室內(nèi)照明計算是把房間看作直六面體，能表征房間尺寸的 表式就是室空間比（室指數(shù)）。越是低而寬敞的房子，可得到 的光通利用率越高，越是狹而高的房間，光通利用率越低。 針對不同的RCR系數(shù)，和不同的四壁、頂棚反射率系數(shù)，我 們可以計算出室內(nèi)燈具的利用率系數(shù)。 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 室內(nèi)燈具利用系數(shù)室內(nèi)燈具利用系數(shù) RHOCC天花板反射系數(shù)，RHOW墻壁反射系數(shù)，RCR房間系數(shù)， 地板反射系數(shù)恒等于20. LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 平均照度= 燈具數(shù)量= 室內(nèi)燈具概算室內(nèi)燈具概算 光源光通量燈具數(shù)量CU 維護系數(shù) 長寬 平均照度長寬 光源光通量 CU 維護系數(shù) LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 室內(nèi)燈具概算圖表室內(nèi)燈具概算圖表 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 在報告的最后，會附上光強數(shù)據(jù)表。 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 直角坐標(biāo)配光曲線 等光強曲線 投投 光光 燈燈 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 V H 直角坐標(biāo)配光曲線直角坐標(biāo)配光曲線 LED燈具照明設(shè)計及IES報告解讀 半峰發(fā)散角在選定的通過最大光強的平面上，兩個為50%最 大光強的光強之間的夾角 半峰邊角在選定的通過最大光強的平面