泛光照明與城市夜景

三、設(shè)計方法

一)指導(dǎo)思想
為了使泛光照明滿足照度及均勻度的要求,設(shè)計過程通常包括三個步驟:
1. 比較實用的評估包括泛光燈的安放位置、所要求的光分布類型和光源特征符合該特殊應(yīng)用情況。
2. 根據(jù)照度指標(biāo),用流明法計算燈的數(shù)量和負(fù)載。
3. 如果有必要的話,為決定泛光燈的瞄準(zhǔn)圖樣,采用逐點法計算所要求的均勻度。
第三個步驟可能會對初步計算作必要修正,在這一階段中一般采用電腦進(jìn)行計算,尤其對大型和復(fù)雜的場地。大多數(shù)裝飾性泛光照明的設(shè)計只要進(jìn)行前兩個步驟,然后其成功性則依賴于對美的欣賞、經(jīng)驗、直覺及第六感覺之間的結(jié)合。

二)照度計算方法
1、流明法計算公式
Σφ =AE /η式中: Σφ———全部投射到立面上所需的光通量, lm;
A———被照立面的總面積,m2 ;
E———所選定的照度值, lx;
η———利用系數(shù), 0. 25～0. 35。

2、發(fā)光強度法計算公式
P = ED2或P = EL2 / sin ( a) 3 cos ( a)式中: P———建筑物立面所需的發(fā)光強度, cd;
D———泛光燈距建筑物的距離,m;
L———泛光燈投射高度,m;
E———立面上所需的垂直照度, lx;
a———光源投射方向與地平面的夾角。
三)布置和安裝高度

泛光照明設(shè)施設(shè)計的初期所遇到的主要問題是面對很多的不確定因數(shù)。不像室內(nèi)照明,空間的界限可以用墻壁、天花板和地板清楚地劃分,泛光照明的設(shè)備可放置在范圍內(nèi)或安裝于區(qū)域范圍外的高塔、高桿或其他現(xiàn)存的建筑上。在確定泛光燈的光束角和瞄準(zhǔn)點之前就必須決定安裝高度及需照亮區(qū)域的邊界。建議最好以研究場地(最好是現(xiàn)場)的特征和位置的限制作為開始。對于那些大小固定、形狀規(guī)則的區(qū)域,例如體育場地,可設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的燈桿布局以指導(dǎo)設(shè)計者。

安裝高度、安裝數(shù)量、照明功率、工程造價有密切的關(guān)系,為使其達(dá)到一個合理的平衡點,就必須慎重考慮安裝高度H和縱深D的關(guān)系。如果從一側(cè)照明一個露天場地,D /H的值必須不大于5。但如果該場地內(nèi)有障礙物,如堆料場和停車場,那么該比值應(yīng)降至3,當(dāng)存在過多的障礙物時甚至應(yīng)該降為2。當(dāng)照明來自兩側(cè)時,則該比值可升至7,但如果存在障礙物則應(yīng)該降到4。除了技術(shù)原因以外,安裝高度可能還要受美觀方面的原因及地方法規(guī)條例的限制。

泛光燈可以安裝于地面向上照射,也可以單個安裝于墻壁或柱子上,或成組安裝于高桿或塔上。在做安裝板或連接件設(shè)計時,一定要將這些不同之處考慮進(jìn)去,且設(shè)計幾種可供選擇的安裝附件往往更加經(jīng)濟實惠。對于提供寬角光分布的泛光燈,不必進(jìn)行精確的調(diào)光,但對于長距離的投光燈,調(diào)光精度有必要達(dá)到±0. 5°。在這種情況下,泛光燈的燈體應(yīng)該在安裝板范圍內(nèi)保持平衡,在完成瞄準(zhǔn)后,用附屬的裝置將泛光燈牢固地鎖定。在為該燈具更換光源和清潔的時候也應(yīng)該不改變其精確的方向。在要求準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)的地方,僅依靠許多標(biāo)準(zhǔn)泛光燈上提供的粗略的角度標(biāo)記就完全不夠了,必須使用一種特殊的瞄準(zhǔn)裝置來進(jìn)行安裝工作。

四)燈具特性

窄光束投光器應(yīng)該使用小型光源,并將其安裝在鏡面反射器內(nèi)。為了得到較寬的光束,使用有一個大的漫射外泡殼、毛面反射器或棱鏡狀的前玻璃。大多數(shù)反射器的輪廓都是在拋物線的基礎(chǔ)之上演變而成的,因為拋物線在理論上可以將一點光源產(chǎn)生平行的光束。而實際上這種情況從來沒有發(fā)生過,因為無法找到一個無限小的光源和具有理想鏡面反射的反射器。此外,反射器輪廓的準(zhǔn)確性和與反射器焦點相關(guān)的光源的安裝位置還存在著不可避免的誤差。大多數(shù)對稱泛光燈都使用軸對稱拋物反射器,而帶有直線型光源的柱面拋物線反射器用于大多數(shù)的不對稱泛光燈。雙重不對稱泛光燈通常使用由一系列不同焦距長度的拋物線組成的復(fù)合的柱面反射器。鏡面反射面的缺陷及光源亮度的不均勻性都會引起光束內(nèi)的條痕,造成光強或顏色的不規(guī)則。要克服這一不足,既可以選用帶有花紋的反光材料,也可以將反射面做成由一系列小塊平面組成的輪廓形式。

一些泛光燈有三種進(jìn)一步控制光線的元件:
a. 輔助型反射器,安裝于光源前面,將未控制的光源光線收回到主反射器內(nèi)以增加光束系數(shù)和減少光線外溢;
b. 外部附件,如格柵、反光罩、遮光圈,同樣是為了減少光線外溢,但將以減少燈具功效為代價。
c. 在一個窄光束反射器前裝上棱鏡或漫射的前玻璃可以得到一系列不同光束分布的圖樣。

燈具對水和灰塵的入侵的防護程度是通過IP等級來分類,多數(shù)泛光燈均在IP23和IP54之間。泛光燈的安裝、瞄準(zhǔn)及維護等都與其具體應(yīng)用情況有直接關(guān)系。為了更換光源和清潔燈具,能方便地對光源、反射器和前面玻璃進(jìn)行操作也是十分重要的。對于安裝在塔和高桿上的泛光燈來說,打開后部通常是最便利的方法,但對于其他情況,如墻壁安裝,打開前面則是更好的選擇。塔或高桿頂端的維護工作條件可能會非常惡劣,它們可能處于寒冷、陰濕和大風(fēng)中或處于酷熱、濕熱、多塵的環(huán)境中。所有的螺栓、螺絲和螺帽都應(yīng)該擰緊,固定處不能出現(xiàn)腐蝕或失靈的情況,可移動的部件應(yīng)該由鏈或索相連。

作用在泛光照明設(shè)備安裝支架結(jié)構(gòu)上的負(fù)荷是由燈的重量、受風(fēng)面積和拖曳系數(shù)決定的。為了減少重量負(fù)荷,氣體放電燈所用的沉重的鎮(zhèn)流器通常安裝于遠(yuǎn)離泛光燈的位置。受風(fēng)面積和拖曳系數(shù)則由燈具的大小和形狀來決定。受風(fēng)面積是泛光燈最大的投影面積,而拖曳系數(shù)則與燈具的三維形式有關(guān),它可用同一風(fēng)速下有相同受風(fēng)面積的球體的受力面積情況來表示。在考慮支撐架結(jié)構(gòu)或泛光照明裝置時,都應(yīng)該將風(fēng)速考慮進(jìn)去,而該風(fēng)速值是由照明裝置安裝點的地理位置所決定的。