點(diǎn)光源直射照度計(jì)算討論照明設(shè)計(jì)概念

1、精選ppt 照明設(shè)計(jì)概念照明設(shè)計(jì)概念: : 點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比定律點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比定律 點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比定律點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比定律 精選ppt 1 1）點(diǎn)光源的定義：點(diǎn)光源的定義： 凡是凡是圓形發(fā)光體圓形發(fā)光體, ,如直徑小于自身到達(dá)照射平面距離的如直徑小于自身到達(dá)照射平面距離的1/51/5-可視為可視為點(diǎn)光源點(diǎn)光源凡是凡是線狀的光源線狀的光源, ,如長(zhǎng)度小于直射照射距離（斜距）的如長(zhǎng)度小于直射照射距離（斜距）的1/41/4-可視為可視為點(diǎn)光源點(diǎn)光源 此時(shí)，對(duì)于照明計(jì)算或照明測(cè)量而言，此時(shí)，對(duì)于照明計(jì)算或照明測(cè)量而言， 點(diǎn)光源的幾何尺寸大小與它至照射

2、對(duì)象的距離相比，點(diǎn)光源的幾何尺寸大小與它至照射對(duì)象的距離相比， 在工程計(jì)算上可忽略不計(jì)。在工程計(jì)算上可忽略不計(jì)。2 2）直射照明直射照明: : 直射照明適合很多場(chǎng)所的照明，如：局部照明、定向照明等。直射照明適合很多場(chǎng)所的照明，如：局部照明、定向照明等。 在體育場(chǎng)館、裝飾照明，商業(yè)照明應(yīng)用較多在體育場(chǎng)館、裝飾照明，商業(yè)照明應(yīng)用較多. . 直射照明可以掌握被照面上任意一點(diǎn)的照度值，直射照明可以掌握被照面上任意一點(diǎn)的照度值， 即：即：水平平面水平平面、垂直平面垂直平面或或任意傾斜平面任意傾斜平面的照度。的照度。精選ppt 光是光是文化文化, ,光是一種光是一種語(yǔ)言語(yǔ)言，一種，一種號(hào)召號(hào)召，一種，一種

3、誘惑誘惑，一種，一種吸引吸引，一種，一種刺激刺激從哲理而言從哲理而言 當(dāng)目標(biāo)需要當(dāng)目標(biāo)需要強(qiáng)調(diào)強(qiáng)調(diào)，需要，需要突出突出，需要，需要特寫特寫，需要，需要濃妝艷抹濃妝艷抹，需要，需要撼動(dòng)人心撼動(dòng)人心 就可以用光。就可以用光。這和所有的藝術(shù)家這和所有的藝術(shù)家, ,文學(xué)家文學(xué)家, ,詩(shī)人的手法是一樣的。詩(shī)人的手法是一樣的。 點(diǎn)光源直射照明有時(shí)候能構(gòu)成點(diǎn)光源直射照明有時(shí)候能構(gòu)成強(qiáng)烈的明暗對(duì)比強(qiáng)烈的明暗對(duì)比， 而人們的眼球往往總是首先被最亮區(qū)域所吸引的而人們的眼球往往總是首先被最亮區(qū)域所吸引的 重點(diǎn)照明重點(diǎn)照明 定向照明定向照明點(diǎn)光源直射照明點(diǎn)光源直射照明 指向性照明指向性照明 特寫照明特寫照明 特殊照明

4、特殊照明精選ppt照明照明的主要定律之一的主要定律之一 點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比定律。點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比定律。 該定律表明：該定律表明： 點(diǎn)光源點(diǎn)光源在距離在距離 I 的平面的平面 A A 上所直射的照度上所直射的照度 E E 與它的發(fā)光強(qiáng)度與它的發(fā)光強(qiáng)度 I I 成正比，成正比， 與光源至被照平面與光源至被照平面 A A 的距離的距離 I 的平方成反比。的平方成反比。2IAEI IE E與光強(qiáng)與光強(qiáng) I I 成正比成正比E E與距離與距離I I的的平方成反比平方成反比精選ppt 點(diǎn)光源點(diǎn)光源N N平面（任意平面）平面（任意平面）H H平面（水平平面）平面（水平平面）P P點(diǎn)點(diǎn)立

5、體角立體角 ddndA距離距離 I 光光 強(qiáng)強(qiáng) IndA ( (光強(qiáng)光強(qiáng) 中心與中心與 N N 平面垂直平面垂直) )I立體分析模型立體分析模型簡(jiǎn)化分析模型簡(jiǎn)化分析模型立體模型平面化處理精選ppt 3 3） 點(diǎn)光源直射照度距離平方反比定律的導(dǎo)出點(diǎn)光源直射照度距離平方反比定律的導(dǎo)出 按照?qǐng)D中所示，點(diǎn)光源S S垂直照射到假設(shè)平面N N的P P點(diǎn)上， 入射光與N N平面垂直。N N平面單元面積 上的光通量dd為： 可得可得N N平面上的照度平面上的照度 ： 上式就是點(diǎn)光源光輻射垂直指向N N平面P P點(diǎn)上的照度 的表達(dá)式， 也稱法線照度。 這就是著名的這就是著名的“點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比定律點(diǎn)

6、光源直射照度的距離平方反比定律”。 的的立立體體角角d d至至面面積積元元d dA A光光光光源源S S投投射射點(diǎn)點(diǎn)發(fā)發(fā)光光強(qiáng)強(qiáng)度度I Id dn nddAdA：d2n2nI Il l按按照照立立體體角角d d的的定定義義d dI Id d : :即2 22 2n nn nI Id dd dI Id dA Ad dE El ll l):(體體角角密密度度點(diǎn)點(diǎn)光光源源輻輻射射光光通通量量的的立立發(fā)發(fā)光光強(qiáng)強(qiáng)度度光光強(qiáng)強(qiáng)ndAnEnE精選ppt導(dǎo)出點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比定律導(dǎo)出點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比定律已知：已知： = =I I代入照度公式代入照度公式: :)I (面積面積 A A點(diǎn)光

7、點(diǎn)光源源 照度照度E E光通光通量量立體角立體角)(2IA AAEI光強(qiáng)光強(qiáng)距離距離 I 2AI點(diǎn)光源直射照度距離平方反比定律的條件點(diǎn)光源直射照度距離平方反比定律的條件: :點(diǎn)光源點(diǎn)光源S S輻射的光強(qiáng)中心線與被照射的輻射的光強(qiáng)中心線與被照射的 N N 平面垂直。平面垂直。N N平面平面S精選ppt 點(diǎn)光源直射照度距離平方反比定律的實(shí)際應(yīng)用分析之一點(diǎn)光源直射照度距離平方反比定律的實(shí)際應(yīng)用分析之一 很多垂直吊掛的的燈具很多垂直吊掛的的燈具, ,例如例如: :在工廠、車間、超市、商場(chǎng)等等的照明，在了解燈具在工廠、車間、超市、商場(chǎng)等等的照明，在了解燈具中心的發(fā)光強(qiáng)度值之后，可以采用中心的發(fā)光強(qiáng)度值之

8、后，可以采用照度的距離平方反比定理照度的距離平方反比定理評(píng)估被照明平面的照度值評(píng)估被照明平面的照度值精選ppt 點(diǎn)光源直射照度距離平方反比定律的實(shí)際應(yīng)用分析之二點(diǎn)光源直射照度距離平方反比定律的實(shí)際應(yīng)用分析之二 點(diǎn)點(diǎn)P P1 1的照度的照度E E1 1點(diǎn)點(diǎn)P P2 2的照度的照度E E2 2假設(shè)條件假設(shè)條件: :二個(gè)點(diǎn)光源二個(gè)點(diǎn)光源S S, ,功率相同功率相同, ,但直射照明距離分別為但直射照明距離分別為: :I 1 1 = 2 = 2 I 2 2I 1I 2E 2 = 4 E 1SS?EE12精選ppt 但是但是, ,實(shí)際的照明中實(shí)際的照明中, ,點(diǎn)光源直射照明點(diǎn)光源直射照明并非都是光源光強(qiáng)的

9、中心與被照明的平面相垂直的并非都是光源光強(qiáng)的中心與被照明的平面相垂直的因此必需研究一種更方便的方法因此必需研究一種更方便的方法這就是這就是: :點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比余弦定律點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比余弦定律精選ppt照明照明的主要定律之二的主要定律之二 點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比余弦定律。點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比余弦定律。 點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比定律的條件點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比定律的條件: :點(diǎn)光源輻射的光強(qiáng)中心線與被照射的點(diǎn)光源輻射的光強(qiáng)中心線與被照射的 N N 平面垂直。平面垂直。在體育場(chǎng)照明上：在體育場(chǎng)照明上：點(diǎn)光源輻射的光強(qiáng)中心線點(diǎn)光源輻射的光強(qiáng)中心線與被照

10、射的平面不是垂直關(guān)系與被照射的平面不是垂直關(guān)系SS精選ppt照明照明的主要定律之二的主要定律之二 點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比余弦定律。點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比余弦定律。 在體育場(chǎng)照明上：在體育場(chǎng)照明上：點(diǎn)光源輻射的光強(qiáng)中心線點(diǎn)光源輻射的光強(qiáng)中心線與被照射的平面不一定是垂直關(guān)系與被照射的平面不一定是垂直關(guān)系H HSIh hPShHPSPP如果我們需要關(guān)心水平面如果我們需要關(guān)心水平面H H上的照度上的照度h h，就需要在，就需要在距離平方反比定律距離平方反比定律引入引入COSCOS精選ppt 點(diǎn)光源點(diǎn)光源N N平面（任意平面）平面（任意平面）H H平面（水平平面）平面（水平平面）P P點(diǎn)點(diǎn)立

11、體角立體角 ddndA距離距離 I 光光 強(qiáng)強(qiáng) IndA ( (光強(qiáng)光強(qiáng) 中心與中心與 N N 平面垂直平面垂直) )IH HSIh hP分析模型分析模型簡(jiǎn)化分析模型簡(jiǎn)化分析模型精選ppt定義光源定義光源 S S 在水平面在水平面 H H 上上 P P 點(diǎn)的直射照度為點(diǎn)的直射照度為 EhEh已知已知點(diǎn)光源光輻射垂直指向N N平面P P點(diǎn)上的照度 的表達(dá)式為:2 22 2n nn nI Id dd dI Id dA Ad dE El ll lhI IEhHNEncosIcosEEHnh2l平平面面上上的的照照度度：得得PSlnE這就是應(yīng)用廣泛的這就是應(yīng)用廣泛的點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比余弦定理

12、點(diǎn)光源直射照度的距離平方反比余弦定理EhEnHSP精選ppt體育照明實(shí)例體育照明實(shí)例 （足球場(chǎng)足球場(chǎng)） H HSIh hP簡(jiǎn)化分析模型簡(jiǎn)化分析模型采用燈具組成的光帶照明為主采用燈具組成的光帶照明為主精選ppt H HSIh hPcosIcosEEnh2l水水平平照照度度：運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)場(chǎng)場(chǎng)必必須須符符合合規(guī)規(guī)定定的的簡(jiǎn)化分析模型簡(jiǎn)化分析模型精選ppt體育照明實(shí)例（體育照明實(shí)例（室內(nèi)體育場(chǎng)室內(nèi)體育場(chǎng) 籃球場(chǎng)籃球場(chǎng)） 采采 用用 燈燈 具具 組組 成成 的的 環(huán)環(huán) 形形 光光 帶帶 式式 照照 明明 為為 主主H HSIh hP簡(jiǎn)化分析模型簡(jiǎn)化分析模型精選ppt綜合體育場(chǎng)綜合體育場(chǎng) 光帶式照明光帶式照明

13、綜合體育場(chǎng)綜合體育場(chǎng)照明方式采用照明方式采用 相結(jié)合相結(jié)合 塔式的照明塔式的照明精選ppt計(jì)算機(jī)生成的瞄準(zhǔn)點(diǎn)圖例計(jì)算機(jī)生成的瞄準(zhǔn)點(diǎn)圖例 以四個(gè)高柱以四個(gè)高柱塔式照明塔式照明瞄準(zhǔn)全體育場(chǎng)實(shí)施瞄準(zhǔn)全體育場(chǎng)實(shí)施均勻照明均勻照明精選ppt在垂直立面的投光照明實(shí)例中，在垂直立面的投光照明實(shí)例中， 投光燈輻射光強(qiáng)的中心線，往往與被投光照明的垂直立面呈現(xiàn)一個(gè)傾斜的角度。投光燈輻射光強(qiáng)的中心線，往往與被投光照明的垂直立面呈現(xiàn)一個(gè)傾斜的角度。 泛光照明為主的建筑夜景泛光照明為主的建筑夜景cosIEP2hI點(diǎn)點(diǎn)的的照照度度：建建筑筑立立面面上上高 樓 立 面I距離距離I泛光照明泛光照明p精選ppt在建筑垂直立面的

14、投光照明實(shí)例中在建筑垂直立面的投光照明實(shí)例中( (從下向上投射從下向上投射) )， 投光燈輻射光強(qiáng)的中心線，投光燈輻射光強(qiáng)的中心線， 往往與被投光照明的垂直立面呈現(xiàn)一個(gè)傾斜的角度。往往與被投光照明的垂直立面呈現(xiàn)一個(gè)傾斜的角度。 泛光照明為主的建筑夜景泛光照明為主的建筑夜景H HSIh hPcosIEP2hI點(diǎn)點(diǎn)的的照照度度：建建筑筑立立面面上上HSIPh距離距離I建筑立面泛光照明的簡(jiǎn)化分析模型精選ppt 生態(tài)園林夜景精選ppt 園林中的燈光精選ppt 但是但是, ,實(shí)際的照明中實(shí)際的照明中, ,點(diǎn)光源直射照明點(diǎn)光源直射照明還不止上述這些要求還不止上述這些要求因此還必需研究一些方法因此還必需研究

15、一些方法這就是這就是: :點(diǎn)光源直射照明的垂直照度求解點(diǎn)光源直射照明的垂直照度求解vE精選ppt 此時(shí)場(chǎng)面實(shí)況的垂直照度極為重要此時(shí)場(chǎng)面實(shí)況的垂直照度極為重要精選ppt大型體育館的照明燈具都是在上面馬道上向下直射照明的大型體育館的照明燈具都是在上面馬道上向下直射照明的鳥鳥 巢巢畫卷畫卷精選ppt h hd dV V平面平面垂直平面垂直平面H H平面平面水平平面水平平面S S 距離距離 I I光源光源距離距離 l lS S hEnEvE簡(jiǎn)化分析模型簡(jiǎn)化分析模型d dh h分析垂直照度分析垂直照度 的模型如下的模型如下:vEsinIsinEE2nvl垂直照度垂直照度 的表達(dá)式的表達(dá)式vE精選ppt

16、sincoshIsinIE222vl垂垂直直照照度度表表達(dá)達(dá)式式二二sincoshIE22vcoshcoshcosh222lll sinIsinEE2nv垂垂直直照照度度表表達(dá)達(dá)式式l垂直照度垂直照度 的導(dǎo)出的導(dǎo)出: :vEhEnEvE距離距離 l ld d光源光源 Sh h簡(jiǎn)化分析模型簡(jiǎn)化分析模型( (下面看看實(shí)際應(yīng)用的計(jì)算例子下面看看實(shí)際應(yīng)用的計(jì)算例子) )按照常規(guī)容易獲取的參數(shù)按照常規(guī)容易獲取的參數(shù)h h , ,導(dǎo)出垂直照度導(dǎo)出垂直照度 的表達(dá)式的表達(dá)式: :vE精選ppt點(diǎn)光源直射垂直照度計(jì)算例子點(diǎn)光源直射垂直照度計(jì)算例子 采用一種射燈對(duì)墻上的壁畫進(jìn)行特寫照明，如圖射燈光軸與天棚平面呈

17、采用一種射燈對(duì)墻上的壁畫進(jìn)行特寫照明，如圖射燈光軸與天棚平面呈4545 天棚高度天棚高度2.62.6米米, ,壁畫中心離地壁畫中心離地1.61.6米米，射燈光強(qiáng)分布特性如下表，射燈光強(qiáng)分布特性如下表, , 試計(jì)算試計(jì)算壁畫中心點(diǎn)的照度壁畫中心點(diǎn)的照度大小。大小。 I1.6 米2.6 米1米壁畫中心的射燈垂直照度計(jì)算圖例精選ppt 求解壁畫中央垂直照度求解壁畫中央垂直照度 按照射燈光強(qiáng)分布最大值按照射燈光強(qiáng)分布最大值3420 lm ,h=13420 lm ,h=1米，米，=45=45則如圖則如圖, , 壁畫中心的射燈垂直照度計(jì)算為壁畫中心的射燈垂直照度計(jì)算為: : 壁畫中央垂直照度為壁畫中央垂直

18、照度為1208 lx .1208 lx .sincoshIE22v根據(jù)垂直照度計(jì)算公式根據(jù)垂直照度計(jì)算公式l lx x 6 61 12 20 08 87 70 07 70 07 70 07 70 03 34 42 20 0s si in nc co os sh hI IE E2 22 22 2v v.1.6 米2.6 米1米壁畫中心的射燈垂直照度計(jì)算圖例距離距離 l ld d光源光源 Sh h簡(jiǎn)化分析模型簡(jiǎn)化分析模型vEvE精選ppt 光是光是文化文化, ,光是一種光是一種語(yǔ)言語(yǔ)言，一種，一種號(hào)召號(hào)召，一種，一種誘惑誘惑，一種，一種吸引吸引，一種，一種刺激刺激從哲理而言從哲理而言 當(dāng)目標(biāo)需要當(dāng)

19、目標(biāo)需要強(qiáng)調(diào)強(qiáng)調(diào)，需要，需要突出突出，需要，需要特寫特寫，需要，需要濃妝艷抹濃妝艷抹，需要，需要撼動(dòng)人心撼動(dòng)人心 就可以用光。就可以用光。這和所有的藝術(shù)家這和所有的藝術(shù)家, ,文學(xué)家文學(xué)家, ,詩(shī)人的手法是一樣的。詩(shī)人的手法是一樣的。 點(diǎn)光源直射照明有時(shí)候能構(gòu)成點(diǎn)光源直射照明有時(shí)候能構(gòu)成強(qiáng)烈的明暗對(duì)比強(qiáng)烈的明暗對(duì)比， 而人們的眼球往往總是首先被最亮區(qū)域所吸引的而人們的眼球往往總是首先被最亮區(qū)域所吸引的 重點(diǎn)照明重點(diǎn)照明 定向照明定向照明點(diǎn)光源直射照明點(diǎn)光源直射照明 指向性照明指向性照明 特寫照明特寫照明 特殊照明特殊照明精選ppt 從楊麗萍舞蹈從楊麗萍舞蹈“孔雀舞孔雀舞”中捕獲的片斷之一中捕獲的片斷之一 在舞臺(tái)追燈的投射下，目標(biāo)（在舞臺(tái)追燈的投射下，目標(biāo)（舞蹈家舞蹈家）亮度大于背景亮度，呈現(xiàn)）亮度大于背景亮度，呈現(xiàn)正對(duì)比正對(duì)比。精選ppt 從楊麗萍舞蹈從楊麗萍舞蹈“月光月光”中捕獲的片斷之二中捕獲的片斷之二 目標(biāo)亮度（目標(biāo)亮度（舞蹈家舞蹈家）小于背景亮度，為）小于背景亮度，為負(fù)對(duì)比負(fù)對(duì)比，呈現(xiàn)出舞姿瞬間的，呈現(xiàn)出舞姿瞬間的藝術(shù)剪影藝術(shù)剪影。精選ppt 實(shí)際上點(diǎn)光源直射照明投射在同一位置上必然會(huì)產(chǎn)生三種照度實(shí)際上點(diǎn)光源直射照明投射在同一位置上必然會(huì)產(chǎn)生三種照度投光