這個計算機能做什麼
平均照度計算機採用照明業界常用的流明法(lumen method),估算一組燈具在指定地板面積上所產生的平均維持照度(單位為 lux)。它廣泛應用於照明設計,可用來檢核空間是否達到建議照度水準——例如辦公室約 300~500 lux、走廊約 150 lux,需精細作業的場所則需 750 lux。
使用方法
輸入燈具數量、每盞燈具的額定流明輸出、利用係數(CU)、減光補償率(LLF),以及以平方公尺計的空間面積。計算機會回傳平均照度(lux),並同時顯示到達工作平面的總流明與有效流明。
公式解說
計算式為 $$E = \frac{\text{Fixtures} \times \text{Lumens} \times \text{CU} \times \text{LLF}}{\text{Area (m}^2\text{)}}$$ 各項說明如下:
N 為燈具(燈器)數量。流明為每盞燈具的額定光通量輸出。CU(利用係數,0~1)反映在特定空間幾何與表面反射率下,實際到達工作平面的光線比例。LLF(減光補償率,0~1)則考量燈具流明衰減與灰塵累積等隨時間造成的光損失。面積為被照表面的平方公尺數。計算結果以 lux 表示,其中 \(1\ \text{lux} = 1\ \text{lumen}/\text{m}^2\)。
實例試算
假設某空間設有 10 盞燈具,每盞額定 3,000 流明,CU = 0.6、LLF = 0.8,地板面積 50 m²。總流明 $$= 10 \times 3{,}000 = 30{,}000\ \text{lm}$$ 有效流明 $$= 30{,}000 \times 0.6 \times 0.8 = 14{,}400\ \text{lm}$$ 平均照度 $$= 14{,}400 \div 50 = 288\ \text{lux}$$
推薦的各空間照度等級
下表列出典型的維持照度等級(光通在維護週期末期、清潔或更換燈泡前應存在的平均勒克斯)。數值取自歐洲標準EN 12464-1(室內工作場所照明)和北美IESNA建議。將這些用作流明法的設計目標。
| 空間 / 任務 | 維持照度(勒克斯) | 備註 |
|---|---|---|
| 走廊、流通區域 | 100–150 | 過渡區,任務要求低 |
| 樓梯、電梯 | 100–150 | 在級別變化處具有更高的均勻性 |
| 倉庫存儲(低活動) | 100–200 | 若持續配備人員則更高 |
| 大廳、門廳、食堂 | 200 | 一般便利照明 |
| 一般辦公室、教室 | 300–500 | EN 12464-1:工作平面上500勒克斯 |
| 閱讀、寫作、電腦工作 | 500 | 標準辦公任務等級 |
| 零售銷售樓層 | 300–500 | 重點照明增加局部亮點 |
| 製圖室、技術製圖 | 750 | 細節和對比度 |
| 詳細 / 精密任務 | 750–1000 | 檢查、精密組裝、電子產品 |
| 非常精細的工作(珠寶、手術準備) | 1000–2000+ | 通常由局部任務照明補充 |
標準規定了相關任務平面上的數值(坐姿工作通常為距離地板0.75 m)。例如,當您以辦公室500 勒克斯為目標時,您計算的流明法平均值應達到或略超過該數字,以考慮到該值在一段時間內趨向維持等級的下降。
典型的CU和LLF值
流明法方程\(E = \dfrac{N \times \Phi \times CU \times LLF}{A}\)取決於兩個校正係數。利用係數(CU)是實際到達工作平面的裸露燈泡流明的分數;它隨著更大、比例更協調的房間和更高的表面反射率而增加。光衰減係數(LLF)說明光通輸出在維護週期內降低到初始值以下的情況。
典型的CU值
| 房間比例 | 表面反射率(天花板/牆壁) | 典型CU |
|---|---|---|
| 小 / 狹窄房間 | 低(50% / 30%) | 0.35–0.45 |
| 中等房間 | 中等(70% / 50%) | 0.50–0.65 |
| 大 / 比例協調的房間 | 高(80% / 50%) | 0.65–0.80 |
高、狹窄的房間損失更多光線到牆壁,CU更低;寬、低的房間配合淺色表面接近更高的數值。製造商根據房間空間比和每個燈具的反射率發佈CU表。
典型的LLF組成部分
總LLF是其可恢復和不可恢復組成部分的乘積,最重要的是燈泡流明衰減(LLD)和燈具污染衰減(LDD):
| 環境 | LLD(燈泡衰減) | LDD(污染衰減) | 合併LLF |
|---|---|---|---|
| 清潔(辦公室、潔淨室) | 0.90–0.95 | 0.90–0.95 | 0.80–0.90 |
| 正常(學校、商店、輕工業) | 0.85–0.90 | 0.80–0.85 | 0.70–0.80 |
| 髒污(工作坊、鑄造廠、多塵倉庫) | 0.80–0.85 | 0.65–0.75 | 0.55–0.65 |
現代LED燈具衰減緩慢,因此0.80的LLF是清潔室內空間的常見預設值;在清潔不頻繁或大氣多塵的地方使用較低的數值。
常見問題
CU 的典型數值是多少?CU 大致介於 0.4(昏暗空間或深凹腔)到 0.8(明亮、比例良好的空間)之間。各家製造商通常會為每款燈具提供 CU 對照表。
LLF 該取多少?常見的起始值約為 0.7~0.85,結合了燈具衰減與灰塵因素;環境越乾淨,可採用越高的數值。
計算結果是英呎燭光(footcandle)嗎?不是,結果單位為 lux。若要換算成 footcandle,將 lux 除以 10.764 即可。