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| 光 · 度量丨Light · Measure |


前幾期咱們都講解了光的一些特性,那么光又是怎樣衡量的呢?


對于光的能量的能量可以用光通量來衡量,對于光的強度可以用光強來衡量,對于光譜特性可以用色溫來表示,對于發光體和受光體,我們分別用亮度和照度來衡量。



一 

測量條件


1

光通量

 


光通量(luminous flux)的單位為“流明”。光通量通常用Φ來表示,在理論上其功率可用瓦特來度量,但因視覺對此尚與光色有關。所以度量單位采用,依標準光源及正常視力另定之“流明”來度量光通量。符號:lm   



光通量是每單位時間到達、離開或通過曲面的光能數量。流明 (lm) 是國際單位體系 (SI) 和美國單位體系 (AS) 的光通量單位。如果您想將光作為穿越空間的粒子(光子),那么到達曲面的光束的光通量與 1 秒鐘時間間隔內撞擊曲面的粒子數成一定比例。 



2

光強

 

光強是發光強度的簡稱。表示光源在單位面積內光通量的多少。


發光強度是指光源在指定方向上的單位立體角內發出的光通量,也就是說光源向空間某一方向輻射的光通密度。


符號用I表示,國際單位是candela(坎德拉)簡寫cd。Lcd是指光源在指定方向的單位立體角內發出的光通量。光強代表了光源在不同方向上的輻射能力。通俗的說發光強度就是光源所發出的光的強弱程度。 



3

照度與亮度

 

照度(Illuminance):照度指光通量與被照物體表面面積的比值,表示物體表面受到光線照射后,在單位面積上所得到的光通量。照度用符號E表示,單位:勒克斯(lux,簡寫為lx),客觀存在,與被照物和人的感受無關。


亮度(Luminance):亮度是指發光體(反光體)表面發光(反光)強弱的物理量。人眼從一個方向觀察光源,在這個方向上的光強與人眼所“見到”的光源面積之比,定義為該光源單位的亮度,即單位投影面積上的發光強度。亮度用符號L表示,亮度的單位是坎德拉/平方米(cd/m2)。


光源的明亮程度與發光體表面積有關系,同樣的光強的情況下,發光面積大,則暗,反之則亮。


亮度與發光面的方向也有關系,同一發光面在不同的方向上其亮度值也是不同的,通常是按垂直于視線的方向進行計量的。


亮度是指能進入人的眼中被感受到的光線強度,照度是指被照射面得到光的數量,這兩個都能用物理硬指標表示的概念基礎上,亮度更側重的是人的感受程度,我們常說一個地方很亮而不會說很“照”,就是人的感受,指的就是這個地方的物品被照射后,反射到我們眼中的光線相對多。而照度,指的是有多少光線落在被照的物品表面。


如果在同個畫面中出現黑色與白色燈具,雖然黑色的燈具與白色的燈具接受到了幾乎一樣多的光,照度基本一致,但是白色的燈具看起來要明亮很多。這是由不同材質的反射系數不同產生的視覺亮度不同。



計算方法


1、平均照度計算:利用系數法

Eav——平均照度

?——每套燈具的的光通量

N——房間燈具數量

K——燈具維護系數:照明系統經過一段時間使用后工作面    上的照度與最初使用時工作面上的照度的比值

U——利用系數

A——房間的面積


空間比是北美表示空間幾何特征的參數。通過燈具所處的水平面和水平工作面可將房間劃分成三部分空間:


頂棚空間、室空間、地板空間。


它們的空間比分別為:

hcc、hrc、hfc分別為頂棚空間、室空間和地板空間的高度;L為房間長度;W為房間寬度。


室空間比與室形指數有對應的關系,即:RCR=5÷RI。RCR值越大,利用系數越小。


GB50034-2013《建筑照明設計標準》中對于室形指數的計算方式:


K=2×S÷(C-H)


K——室形指數;S——房間面積;C——房間周長;H——燈具距工作面的計算高度。



2、點照度的計算


距離平方反比定律計算點照度:如果點“P”滿足點光源的條件后,則該點 “P” 的水平照度為:



當燈具、光束和受照面成如下示意圖關系時,此時“P”點垂直照度為:





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