道路亮度计算_secret

道路亮度计算 1、路面上任意点的亮度计算 (1)根据等光强曲线图和r 表进行计算 亮度系数(q )的概念:表示路面反光性能的一个系数,为路面上某 点的亮度和该点的水平照度之比,即q=L/E 。它除了与路面材料有关 外,还取决与观察者和光源相对于路面所考察的那一点的位置,即q=q (β,γ)。其中β为光的入射平面和观察平面之间的角度,γ为入射 光线的投射(高度)角。 一个灯具在P 点上产生的亮度计算式: ),(),(cos ),(),(),(cos ),(23232γβγγγβγγβγγr h c I q h c I q h c I q E L P P ==?== 确定路面亮度系数的角度图 式中:(c ,γ)——计算点(P )相对于灯具的坐标; I (c ,γ)——指向P 点的光强值; r (β,γ)——简化亮度系数,查表可得; h ——灯具安装高度。 从上式中可知,要进行亮度计算,关键是要知道路面亮度系数(q )或简化亮度系数(r )。 实际路面的q 或r 只有通过实测才能获得,且非常复杂。目前通常采用国际照明委员会(CIE )和道路代表大会国际常设委员会(PIARC )共同推荐的简化亮度系数表: 简化亮度系数表1 简化亮度系数表2 说明: 表1适用于沥青路面,表2适用于混凝土路面。 n 个灯具在P 点上产生的总亮度计算式: ),(),(cos ),(),(),(cos ),(2 1 3 21321 i i i n i i i i i i n i i i i i i n i P P i r h c I q h c I q h c I q E L γβγγγβγγβγγ∑∑∑ =====?== 注意,计算路面上某一点的亮度时,需要考虑位于计算点前方(向观察位置一方)5倍安装高度、 后方(远离观察位置一方)12(书中有误,应该是2)倍安装高度、两侧各5倍安装高度范围内的灯具对计算点的亮度贡献。 (2)根据路面等亮度曲线图计算 依据——灯具的光度测试 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 中的等亮度曲线图。 其计算的过程就是一个读图的过程,与照度计算相类似;但也有区别,因为等亮度曲线图是对于平行于路轴并经过灯具的垂直平面(c=0°),在路面上距离灯具的垂直投影点为10 h 的观察者进行计算和绘制的。所以,使用该图的方法与观察者的实际位置有关,可以分为两种情况考虑。 1)观察者位于灯具排列线上 观察者位于灯具排列线上示意图 由于此时观察者的位置和计算、绘制等亮度曲线图时所依据的条件一致,可以直接读图。 即在图上标出计算点相对于各灯具的位置,就可以读数了。注意,由于等亮度曲线图是对距离灯具投影点10h 的观察者而作的,当对第一个灯具的距离是准确的时,对第二、第三个灯具的距离就肯定是不正确的,即人为地移动了观察者的位置,但这样做的误差很小。把读得的结果叠加,再进行 简单的换算就可以求得计算点的亮度值。 2)观察者位于灯具排列线外 由于等亮度曲线图是对位于灯具排列线上的观察者计算绘制的,严格说来不能直接应用于观察者位于灯具排列线以外的情况。但基于以下情况,可以把灯亮度曲线图切成两部分来应用: ①灯具后面这一部分的等亮度图事实上与观察者的位置无关,所以还可以按原方法使用; ②灯具前面(面向观察者)这一部分的等亮度图主要取决于道路表面的反光特性,和灯具光分布关系不那么大,因此可以将这一部分图形转向观察者来使用。 观察者位于灯具排列线外示意图 详细的使用在举例中说明。 需要说明的是,若路面上灯具排列是交错或对称排列,则必须考虑对侧灯具对亮度的贡献,但要注意保持正确的人行道侧和车道侧,还需要把图形颠倒过来。(一句话,计算点与灯具的相对位置必须正确) 另外可以肯定的是,当等亮度图的旋转角度小于5°时,此方法的误差不会大于±10%,相当于计算点距离c=0°平面的横向距离必须小于0.875h (观察距离10h )。 当旋转角度大于5°时,计算比较复杂,请有兴趣的朋友自行钻研。 2、路面平均亮度计算 (1)根据点亮度计算数值计算(按照测量的布点方法) 计算式:∑== n i i av n L L 1 / 式中: L av ——路面平均亮度; L i ——第个计算点上的亮度; n ——计算点的总数。 (2)按照亮度产生曲线图进行计算——比较简便的一种计算方法 计算公式:ws M Q L L av Φ = 0η 式中:ηL ——亮度产生系数。根据道路的宽度和灯具的安装高度、悬挑长度和观察者的位置, 从灯具的亮度产生曲线图中查得(方法后面举例说明); Q 0——路面的平均亮度系数(cd/m 2 /lx ); M ——维护系数; Φ——光源光通量; w ——路面宽度; s ——灯间距。 当观察者的位置和亮度产生曲线图中所给出的A 、B 、C 不一致时,可用内插法作出一条和实际观察者位置一致的曲线,然后由图中读出亮度产生系数即可。 再介绍一种计算路面平均亮度的最简化的方法,当然其精确度是不高的。 05新版《城市道路照明设计标准》指出,可以利用平均照度换算系数计算平均亮度值。 平均照度换算系数是得到1cd/m 2 的路面平均亮度所必须的路面平均照度值。它可由路面简化亮度系数(r)表进行路面平均亮度和平均照度计算得到,也可通过实际测量而得到。 平均照度换算系数表 3、亮度计算举例 例一、 已知一条单幅道路,路面宽度w=12m ,采用单侧布灯,间距s=30m ,安装高度h=10m ,悬挑长度O=2m 。试计算位于距不设灯的一侧路缘1/4路宽,且距L 3为60m 的观察者所观察 到的P 点的亮度(等光强曲线图同照度计算示例三)。 解:(1)确定β角(光入射平面和观看平面之间的角度)。 β1:(注意β1′的对顶角和δ的互位角的关系) tg β1′=(30―4)/4=6.5 β1′=81.25° tg δ=(60+30+4)/3=31.333 δ=88.17° β1=δ―β1′=88.17°―81.25°=6.92° β2:(β2等于β1′的对顶角加β2′的对顶角加β1之和) tg β2′=4/4=1 β2′=45° β2=β1′+β2′+β1=81.25°+45°+6.92°=133.17° β3:(β3为β2加β3′的对顶角之和) tg (β2′+β3′)=(30+4)/4=8.5 β2′+β3′=83.29° β3′=83.29°―β2′=83.29°―45°=38.29° β3=β2+β3′=133.17°+38.29°=171.46° (2)分别确定(γ1,c 1)、(γ2,c 2)和(γ3,c 3)。 对L 1 tg γ1=63.210/3.2610/4)430(2 2==+- γ1=69° cos c 1=269886.03.26/264)430(/2 2==+- c 1=8.7° 对L 2 tg γ2=5656.010/656.510/4422==+ γ2=29.5° tgc 2=14/4= c 2=180°-45°=135° 对L 3 tg γ3=423.310/234.3410/4)430(2 2==++ γ3=73.7° cos c 3=34 993 .023.34/344)430(/22==++ c 3=180°- 6.7 =173.3° 道路几何尺寸、灯具布置和计算点 (P )的位置以及亮度计算角度图解 (3)从等光强曲线图上读出L1、L2、L3分别指向P 点的光强值。 假定灯具仰角为0°时,得: I L1=110cd I L2=175cd I L3=75cd (4)根据(β1,tg γ1)、(β2,tg γ2)和(β3,tg γ3)的值,查r 表(见前述)并通过内插计算可得: r 1=171.87×10―4 r 2=188.78×10―4 r 3=11.73×10 ―4 (计算有误差) 内插法的基本计算式: A C B a c=a+(b-a) ×(B-C)/(B-A) b (5)计算各个灯具在P 点上产生的亮度值 拟采用灯具的等光强曲线图 L 1= 21h I L r 1=110/102×171.87×10―4=189.06×10―4 L 2=22h I L r 2=175/102×188.78×10―4=330.36×10―4 L 3=23h I L r 3=75/102×11.73×10―4=8.79×10―4 (6)求P 点的总亮度。 光源光通量(NG250)Φ=22500lm ,维护系数M=0.65,则 L P =(L 1+L 2+L 3) ×22500/1000×0.65=(189.06+330.36+8.79) ×10―4 ×22.5×0.65=0.77cd/m 2 例二、 从下面所提供的等亮度曲线图确定图中A 和B 点的亮度值。并且道路为单幅,灯具左侧排列,光源光通量Φ=40000 lm ,灯具安装高度h=10m ,间距s=40m ,路面宽度w=15m ,观察者位于距右侧路缘4m (0.4h ),至L 1的距离100m (10h ),路面为I 类。 利用等亮度曲线图计算亮度方法图 解:(1)以与等亮度曲线图相同的h 为单位画出道路平面图并标出观察者的位置。 (2)将等亮度图的中心点(0,0)分别放在灯具L 1和L 2的投影位置上,令其纵轴平行于路轴。 (3)因A 、B 点在L 2的后方,可以直接读数;A 、B 点在L 1的前方,须将叠加在其上的等亮度图旋转,使其纵轴指向观察者。 (4)检查转过的角度,因小于5°(3.4°),可以直接读数 (5)分别读出两个灯具在A 点和B 点产生的亮度值,并求和。 A 点:灯具L 1:该灯具所产生的L max 的100%; 灯具L 2:该灯具所产生的L max 的1%。 所以A 点亮度为一个灯具所产生的L max 的101%。 B 点:灯具L 1:该灯具所产生的L max 的4%; 灯具L 2:该灯具所产生的L max 的4%。 所以B 点亮度为一个灯具所产生的L max 的8%。 (6)一个灯具所产生的最大亮度为 L max =0.104(ΦQ 0/h 2)=0.104×(40000×0.1)/102=4.16cd/m 2 (7)A 点和B 点的亮度分别为: L A =1.01×4.16=4.2cd/m 2 L B =0.08×4.16=0.33cd/m 2 例三、 道路的几何条件如图所示,光源光通量Φ=20000 lm ,灯具安装高度h=10m ,间距s=50m ,单向车行道宽度w=6m ,观察者位于右侧灯具的排列线上。路面的Q 0=0.1,亮度产生系数曲线如下图,试求出右侧车行道的路面平均亮度。 道路几何条件图 所采用灯具的亮度产生曲线图 解:(1)求左侧灯具在右侧车行道上产生的亮度。 因观察者位于灯具排列线外(车道侧)10 m 处(1h ),故必须采用ηL 曲线组中的曲线C 。 可从图中读出:Y 2=0到Y 2=1.2h 的ηL =0.29; Y 2=0到Y 2=0.6h 的ηL =0.19 因此,Y 2=0.4h 到Y 2=1.2h 的ηL =0.29―0.19=0.10。 (2)求右侧灯具在右侧车行道上产生的亮度。 因观察者位于灯具排列线上,故必须采用ηL 曲线组中的曲线B 。 可从图中读出:Y 2=0到Y 2=0.4h 的ηL =0.15; Y 1=0到Y 1=0.2h 的ηL =0.09 因此,Y 2=0.4h 到Y 1=0.2h 的ηL =0.15+0.09=0.24。 (3)右侧车行道的路面平均亮度 L av =(0.1+0.24) ×(0.10×20000)/(50×6)=0.34×2000/300=2.27cd/m 2 如果要计算平均维持亮度值,则还需要乘上维护系数M 。 三、不舒适眩光计算 前面已经讲过,不舒适眩光可用眩光控制等级(G )来度量。而且也给出了G 的计算公式: G=13.84-3.31lgI 80+1.3(lg 8880I I )1/2-0.08 lg 88 80 I I +1.29lgF+0.97lg L av +4.41lgh ′-1.46logP+c 式中:I 80、I 88—灯具在和路轴平行的平面内,与向下垂轴形成80°、88°夹角方向上的光强值(cd ); 该值可以通过灯具的光强表查得,适用范围50≤I 80≤7000(cd ); 1≤I 80/ I 88≤50; F —灯具在和路轴平行的平面内,投影在76°角方向上的发光面积(m 2 );该值可以通过实际 采用的灯具计算而得,适用范围7×10-3≤F ≤4×10-1(m 2 ); L av ——路面上的平均亮度(cd/m 2);0.3≤L av ≤7(cd/m 2 ); h ′—水平视线(1.5m )距灯具的高度(m );5≤h ′≤20(m); P —每公里安装灯具数目;20≤P ≤100; c —光源颜色修正系数,对低压钠灯c=+0.4,对其它光源c=0。 一旦光源、灯具选定,并且灯具的安装条件和道路的几何条件都确定,路面的反光特性也知道的话,就可以计算G 值。其中确定比较困难的是L av 。 举例如下: 假定有一条9m 宽的道路(Q 0=0.1),选用半截光型灯具,内装250W 高压钠灯(光通量22500lm ), 安装高度h=10m ,灯具间距s=33m ,悬挑长度O=1m ,I 80=40cd/1000lm ,I 90=12cd/1000lm ,F=0.084m 2 ,试计算G 。 解:(1)根据给定条件进行路面平均亮度计算。 假定给出了亮度产生曲线并且从图中读得ηL =0.23,则: L av =0.23×(0.10×22500)/(33×9)=0.23×2250/297=1.74cd/m 2 0.97lg L av =0.97lg 1.74=0.233 (2)因为I 80=40cd/1000lm ,Φ=22500 lm ,得I 80=40×22.5=900cd -3.31lgI 80=-3.31lg900=-9.78 (3)用内插法可求得: I 88= I 90+(I 90 ―I 80)×(90―88)/(90―80)=12+28×0.2=17.6(cd/1000lm) I 88=17.6×22.5=396cd 所以-0.08 lg 8880I I =-0.08 lg 6.1740=-0.029 (4) 1.3(lg 8880I I )1/2=1.3(lg 6 .1740)1/2 =0.78 (5)因F=0.084m 2 ,得1.29lgF= 1.29lg0.084=-1.38 (6) h ′= h ―h 0=10―1.5=8.5m 4.41lgh ′=4.41lg8.5=4.10 (7) 因s=33m P=1000/33=30.3 -1.46lgP=-1.46lg30.3=-2.16 将以上各计算值代入得G=13.84-9.78+0.78-0.029-1.38+0.233+4.1-2.16=5.6 对照CIE 推荐标准可知G 略高于最低要求值(刚刚可以接受)。 四、失能眩光计算 失能眩光可用阈值增量来定量描述,失能眩光的计算就是阈值增量的计算,其计算公式为: 8.065 av v L L TI =; 其适用范围为0.05 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 中计算条件,可有下图所示的几何关系。 失能眩光计算图解 (1)各个灯具至观察点的水平距离 对第一个灯具 γ1=71°, L 1=(10-1,5)tg71°=24.69m ; 对第二个灯具 L 2=33+24.69=57.69m ,γ2=tg -1 (57.69/8.5)=81.61°; 对第三个灯具 L 3=90.69m ,γ3=84.64°;对第四个灯具 L 4=123.69m ,γ4=86.06°; 对第五个灯具 L 5=156.69m ,γ5=86.69°;对第六个灯具 L 6=189.69m ,γ6=87.43°; 对第七个灯具 L 7=222.69m ,γ7=87.81°;对第八个灯具 L 8=255.69m ,γ8=88.09°; 对第九个灯具 L 9=288.69m ,γ9=88.31°; 对第十个灯具 L 10=321.69m ,γ10 =88.48°; 对第十一个灯具 L 11=354.69m ,γ 11 =88.62°;对第十二个灯具 L 12=387.69m ,γ12 =88.74°。 (2)由已知配光求各个灯具指向观察点的光强。可用内插法,由I 70和I 75可求出I 71 : I 71= I 70-(I 70- I 75) 70757071--=123-46×5 1 =113.8= I 1 同理可求出: I 81.61°=34.48=I 2 ; I 84.64°=23.9=I 3 ; I 86.06°=19.82=I 4 ; I 86.69°=17.33=I 5 I 87.43°=16.14=I 6 ; I 87.81°=15.38=I 7 ; I 88.09°=14.82=I 8 ; I 88.31°=14.38=I 9 I 88.48°=14.04=I 10 ; I 88.62°=13.76=I 11 ;I 88.74°=13.52=I 12 (3)计算各灯具(眩光源)在垂直于视线方向上所产生的照度。 ξi =90°-1°-(90°-γi )=γi -1°;H i =d i sin ξi ; E i = H I i i 2 sin 3 ξi =i i i d I ξsin 2 2 sin 3 ξi = d I i i 2 sin ξi 因d i = L h i 22 )5.1(+-,经计算得: d 1=26.112; d 2=58.312; d 3=91.087; d 4=123.981; d 5=156.920; d 6=189.88; d 7=222.852; d 8=255.831; d 9=288.815; d 10=321.802; d 11=354.791; d 12=387.783 故E 1 = d I 21 1 sin ξ1= 112 .268.1132 ×0.9396=0.1568 E 2=0.0100; E 3=0.00286; E 4=0.001284; E 5=0.0007019;E 6=0.0004467;E 7=0.000309 E 8=0.0002261; E 9=0.0001721; E 10=0.0001354;E 11=0.0001092;E 12=0.0000898; (4)计算视线方向和各灯具(眩光源)射向眼睛的光线之间的夹角。 θi =90°-γi +1°,故计算得: θ1=20° θ 21 1 =0.0025; θ2=9.39° θ2 2 1 =0.0110; θ3=6.36° θ 2 3 1 =0.0247; θ4=4.94° θ2 4 1 =0.0409; θ5=4.11° θ2 5 1 =0.0591; θ6=3.57° θ 2 6 1 =0.0784; θ7=3.19° θ2 7 1 =0.0982; θ8=2.91° θ2 8 1 =0.1180; θ9=2.69° θ 2 9 1 =0.1381 θ10=2.52° θ 210 1 =0.1574; θi1=2.38° θ 211 1 =0.1765; θi2=2.26° θ 212 1 =0.1957 (5)求光幕亮度L v L v =K ∑n i i Ei θ 2; θ 21 1 E =0.0025×0.1568=0.000392 θ 22 2 E =0.00011; θ 2 3 3 E =0.0000700; θ 24 4 E =0.0000525; θ 25 5 E =0.0000414; θ 2 6 6 E =0.000035; θ 27 7 E =0.0000303 θ 28 8 E =0.0000266; θ 29 9 E =0.0000237; θ 210 10 E =0.0000213; θ 211 11 E =0.0000192; θ 212 12 E =0.0000175; 需要注意的是,以上计算结果是当光源光通量为1000lm 时计算得到的,实际上光源光通量为9.6Klm ,故需乘以第数9.6。 当K=10时, L v =10×0.0008401×9.6=0.0806cd/m 2 求出了L v 后,若再计算出或测量出L av ,便可计算出TI 。 若观察者不是位于通过灯具发光中心且与路轴平行的平面(C 0平面)内,则计算就要复杂些了。