这个计算器的用途
平均照度计算器采用照明行业通用的流明法(lumen method),估算一组灯具在指定地面面积上产生的平均维持照度(单位:勒克斯 lux)。它在照明设计中应用广泛,可用来检验房间是否达到推荐照度标准——例如办公室 300–500 lux、走廊 150 lux,精细作业则需 750 lux。
如何使用
依次输入灯具数量、每盏灯具的额定流明输出、利用系数(CU)、维护系数(LLF)以及房间面积(平方米)。计算器会给出平均照度(lux),并同时显示到达工作面的总流明与有效流明。
公式详解
计算公式为 $$E = \frac{\text{Fixtures} \times \text{Lumens} \times \text{CU} \times \text{LLF}}{\text{Area (m}^2\text{)}}$$ 其中:
N 为灯具(灯)数量。流明为每盏灯具的额定输出。CU(利用系数,取值 0–1)表示根据房间几何形状和各表面反射率,实际有多少光线能到达工作面。LLF(维护系数,取值 0–1)则考虑了随时间产生的光通量衰减和灰尘积累等损耗。面积为被照射表面的平方米数。结果以勒克斯为单位,\(1\,\text{lux} = 1\,\text{流明/平方米}\)。
计算实例
假设某房间装有 10 盏灯具,每盏额定 3,000 流明,CU = 0.6,LLF = 0.8,地面面积为 50 m²。总流明 $$= 10 \times 3{,}000 = 30{,}000\ \text{lm}$$ 有效流明 $$= 30{,}000 \times 0.6 \times 0.8 = 14{,}400\ \text{lm}$$ 平均照度 $$= \frac{14{,}400}{50} = \textbf{288 lux}$$
按空间分类的推荐照度水平
下表列出了典型的维护后照度水平(在维护周期结束时应该存在的平均勒克司,即清洁或更换灯泡之前)。数值来自欧洲标准EN 12464-1(室内工作场所照明)和北美IESNA建议。将这些作为流明法的设计目标。
| 空间/任务 | 维护后照度(勒克司) | 注释 |
|---|---|---|
| 走廊、流通区域 | 100–150 | 过渡区,任务需求低 |
| 楼梯、扶梯 | 100–150 | 在水平变化处照度均匀性更高 |
| 仓库储存(低活动) | 100–200 | 如果持续有人员,照度更高 |
| 大厅、前厅、食堂 | 200 | 一般舒适照明 |
| 一般办公室、教室 | 300–500 | EN 12464-1:工作平面上500勒克司 |
| 阅读、书写、计算机工作 | 500 | 标准办公任务水平 |
| 零售销售楼面 | 300–500 | 重点照明增加本地高光 |
| 绘图办公室、技术绘图 | 750 | 细节和对比 |
| 详细/精密任务 | 750–1000 | 检验、精细装配、电子产品 |
| 非常精细的工作(珠宝、手术准备) | 1000–2000+ | 通常辅以局部任务照明 |
标准规定相关任务平面上的数值(通常坐着工作时距离地面0.75 m)。例如,当您针对办公室中的500 勒克司时,您计算的流明法平均值应该达到或略微超过该数字,以考虑到该值在维护周期中随时间下降。
典型CU和LLF值
流明法方程 \(E = \dfrac{N \times \Phi \times CU \times LLF}{A}\) 取决于两个修正因子。利用系数(CU)是实际到达工作平面的裸灯泡流明的分数;它随着房间更大、比例更协调以及表面反射率更高而增加。光损失因子(LLF)说明整个维护周期内流明输出低于初始值的情况。
典型CU值
| 房间比例 | 表面反射率(天花板/墙壁) | 典型CU |
|---|---|---|
| 小型/狭窄房间 | 低(50% / 30%) | 0.35–0.45 |
| 中等房间 | 中等(70% / 50%) | 0.50–0.65 |
| 大型/比例协调的房间 | 高(80% / 50%) | 0.65–0.80 |
较高、较窄的房间会损失更多向墙壁的光线,具有较低的CU;宽、低的房间和浅色表面的接近上限值。制造商发布CU表,按房间腔体比和每个灯具的反射率索引。
典型LLF成分
总LLF是其可恢复和不可恢复成分的乘积,最重要的是灯泡流明折旧(LLD)和灯具脏污折旧(LDD):
| 环境 | LLD(灯泡折旧) | LDD(脏污折旧) | 组合LLF |
|---|---|---|---|
| 清洁(办公室、洁净室) | 0.90–0.95 | 0.90–0.95 | 0.80–0.90 |
| 正常(学校、商店、轻工业) | 0.85–0.90 | 0.80–0.85 | 0.70–0.80 |
| 肮脏(工厂、铸造厂、多尘仓库) | 0.80–0.85 | 0.65–0.75 | 0.55–0.65 |
现代LED灯具折旧缓慢,因此0.80的LLF是清洁室内空间的常见默认值;在清洁不频繁或环境多尘的地方使用更低的值。
常见问题
CU 的典型取值是多少?CU 大致在 0.4(光线较暗的房间或深腔结构)到 0.8(明亮、比例协调的房间)之间。各厂家会为每款灯具提供 CU 数据表。
LLF 该取多少?常用的起始值为 0.7–0.85,综合了灯具光衰与积尘的影响;洁净环境可取更高的值。
结果是英尺烛光(footcandle)吗?不是,结果以勒克斯(lux)为单位。若要换算成英尺烛光,将 lux 除以 \(10.764\) 即可。