泛光照明與城市夜景

三、設計方法

一)指導思想
為了使泛光照明滿足照度及均勻度的要求,設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用情況。
2. 根據照度指標,用流明法計算燈的數量和負載。
3. 如果有必要的話,為決定泛光燈的瞄準圖樣,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行計算,尤其對大型和復雜的場地。大多數裝飾性泛光照明的設計只要進行前兩個步驟,然后其成功性則依賴于對美的欣賞、經驗、直覺及第六感覺之間的結合。

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, 0. 25～0. 35。

2、發光強度法計算公式
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

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

安裝高度、安裝數量、照明功率、工程造價有密切的關系,為使其達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的關系。如果從一側照明一個露天場地,D /H的值必須不大于5。但如果該場地內有障礙物,如堆料場和停車場,那么該比值應降至3,當存在過多的障礙物時甚至應該降為2。當照明來自兩側時,則該比值可升至7,但如果存在障礙物則應該降到4。除了技術原因以外,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計時,一定要將這些不同之處考慮進去,且設計幾種可供選擇的安裝附件往往更加經濟實惠。對于提供寬角光分布的泛光燈,不必進行精確的調光,但對于長距離的投光燈,調光精度有必要達到±0. 5°。在這種情況下,泛光燈的燈體應該在安裝板范圍內保持平衡,在完成瞄準后,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該不改變其精確的方向。在要求準確瞄準的地方,僅依靠許多標準泛光燈上提供的粗略的角度標記就完全不夠了,必須使用一種特殊的瞄準裝置來進行安裝工作。

四)燈具特性

窄光束投光器應該使用小型光源,并將其安裝在鏡面反射器內。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。大多數反射器的輪廓都是在拋物線的基礎之上演變而成的,因為拋物線在理論上可以將一點光源產生平行的光束。而實際上這種情況從來沒有發生過,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,反射器輪廓的準確性和與反射器焦點相關的光源的安裝位置還存在著不可避免的誤差。大多數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的條痕,造成光強或顏色的不規則。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以增加光束系數和減少光線外溢;
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,多數泛光燈均在IP23和IP54之間。泛光燈的安裝、瞄準及維護等都與其具體應用情況有直接關系。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、陰濕和大風中或處于酷熱、濕熱、多塵的環境中。所有的螺栓、螺絲和螺帽都應該擰緊,固定處不能出現腐蝕或失靈的情況,可移動的部件應該由鏈或索相連。

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