Введение

При реализации проектов городского дорожного освещения и мощных осветительных систем для промышленных объектов проектировщики долгое время полагались на отдельные параметры — такие как мощность светильника, угол луча (Что такое угол луча?) и центральная освещенность — для планирования схем освещения. Такой подход часто приводит к проблемам, таким как чередование светлых и темных участков на дорожном покрытии, чрезмерные колебания освещенности на рабочих поверхностях цехов и общее превышение допустимых норм энергопотребления. В некоторых случаях это также может привести к неоправданно высоким уровням освещенности в определенных зонах, что ухудшает равномерность освещения; в тяжелых случаях это может даже вызвать локальное ослепление. Диаграмма изолюкс, как визуальное представление, наглядно иллюстрирующее распределение освещенности по всей плоскости, позволяет интуитивно определять зоны высокой освещенности, зоны низкой освещенности, слепые зоны освещения и области чрезмерного перекрытия и яркости. Она служит основным техническим ориентиром, связывающим оптические характеристики светильников, проектирование освещения, монтаж и ввод в эксплуатацию на месте, энергосберегающую модернизацию и приемку проекта. В этой статье рассматриваются две основные категории мощных осветительных приборов — дорожное освещение и промышленное освещение — и дается пошаговое объяснение определения диаграмма изолюкс, способов ее построения и применения на этапе проектирования для обоих типов осветительных приборов. Давайте перейдем к основному тексту, чтобы узнать больше.

Что такое диаграмма изолюкс?

Диаграмма изолюкс — важная концепция в фотометрии, используемая для описания плотности распределения светового потока на освещенной поверхности. Освещенность — это световой поток, получаемый на единицу площади, обычно измеряемый в люксах (лк) или фут-канделах (фк). В общем, освещенность на освещенной поверхности выше, чем ближе она к источнику света или чем перпендикулярнее угол падения; наоборот, она ниже. Соединение точек с одинаковым значением освещенности образует изолюксные линии, а несколько изолюксных линий вместе составляют диаграмма изолюкс. Диаграмма изолюкс соответствует изоканделовой диаграмме; первая представляет освещенность, а вторая — интенсивность света. Изолюксные кривые наглядно иллюстрируют характер распределения освещенности, помогая проектировщикам оценивать распределение света и тени в освещенной области. Для лучшего понимания изолюксных кривых можно провести аналогию между изолюксными диаграммами (изолюксными кривыми) и «контурными линиями» в географии. На карте контурные линии соединяют точки с одинаковой высотой, отображая таким образом изгибы горных хребтов; аналогично, в световом дизайне (решения ZGSM для светового дизайна) изолюксные линии соединяют точки с одинаковой освещенностью, отображая «вершины» и «впадины» освещенности. Освещенность (или «высота») в области между двумя изофотами (контурными линиями) находится между этими двумя значениями. Как правило, центр замкнутой кривой представляет собой область с наиболее сильным освещением (например, непосредственно под уличными фонарями или светильниками для высоких потолков), в то время как расширение кривой указывает на постепенное снижение освещенности.

Различия в диаграмма изолюкс для уличных светильников и светильников для высоких пролетов (high-bay)

Из-за различий между уличным и промышленным освещением, диаграмма изолюкс уличного и промышленного освещения также имеют свои отличительные характеристики. Уличные фонари на дорогах используют асимметричное распределение света в форме «крыла летучей мыши» (Что такое асимметричное распределение света?), и их диаграмма изолюкс имеют форму узких, вытянутых эллипсов или прямоугольников, при этом свет распространяется вдоль направления транспортного потока. Когда контуры соседних уличных фонарей перекрываются, освещенность в перекрывающейся области значительно возрастает; поэтому уличные фонари могут обеспечить плавный переход освещенности дорожного покрытия даже при установке с большими интервалами. Светильники для высоких потолков, с другой стороны, основаны на симметричном распределении света. Как правило, их диаграмма изолюкс образуют концентрические круги; для светильников для высоких потолков с узкими углами луча линии диаграмма изолюкс более компактны и концентрированы, в то время как для светильников с широкими углами луча линии изодактиля относительно более рассеяны. Конечно, это не является строгим правилом; Например, некоторые промышленные и горнодобывающие светильники также имеют прямоугольную схему распределения света, что приводит к прямоугольной диаграмма изолюкс, хорошо подходящей для таких сценариев, как длинные линейные схемы заводских сборочных линий и узкие, вытянутые проходы складов. Различия в диаграмма изолюкс между уличными фонарями и светильниками для высоких потолков в основном обусловлены конструкцией структуры распределения света светильника.

Где найти диаграмма изолюкс?

Диаграмма изолюкс в отчетах IES или протоколах фотометрических испытаний

Как файлы IES для светильников, так и отчеты о фотометрических испытаниях содержат диаграмма изолюкс; оба документа выпускаются производителем светильников и служат основными справочными материалами по оптическим параметрам светильника. Файлы IES и LDT получают путем фактических измерений светильников с помощью гониофотометра (подробнее о фотометрических испытаниях) и служат базовым источником данных для составления отчетов о фотометрических испытаниях. Отчеты о фотометрических испытаниях имеют формат PDF и содержат диаграмма изолюкс (также называемую графиком изополюса), что делает их наиболее удобными справочными материалами на этапе выбора светильника. Хотя отчеты о фотометрических испытаниях легко читаются, файлы IES и LDT необходимо импортировать в программное обеспечение для моделирования освещения, чтобы создать изображение в ложных цветах (эквивалентное графикам изополюса). Конечно, если у вас есть профессиональное программное обеспечение, способное открывать файлы IES, вы также можете просматривать диаграмма изолюкс/графики изополюса напрямую. Файлы IES и LDT в основном используются для сравнительного выбора светильников и предварительных расчетов схем освещения на ранних этапах новых строительных проектов. После обработки данных с помощью программного обеспечения для моделирования световые эффекты (включая освещенность) отображаются более наглядно, а результаты — более надежно. Производители светильников могут предоставлять отчеты о тестировании IES и фотометрические протоколы; однако официальные отчеты о тестировании LM79, выданные аккредитованными сторонними профессиональными лабораториями после всестороннего трехмерного фотометрического тестирования готовых уличных и промышленных светильников, обладают большей достоверностью. Включая графики изоосвещенности (изолюкса), отчеты LM79 полностью определяют ключевые колориметрические параметры, такие как индекс цветопередачи (CRI и что такое CRI?), коррелированная цветовая температура (CCT) и допуск по цвету.

Диаграммы изолюкс в профессиональном программном обеспечении для моделирования освещения

Всем нам знакомы стандартные в отрасли программы для моделирования освещения, такие как Dialux, Dialux evo, AGi32 (AGi32 и его применение) и Relux. С помощью этих программ можно получить информацию о яркости, освещенности и равномерности освещения, а также построить диаграмма изолюкс и карты в ложных цветах. В качестве основных инструментов на этапе проектирования освещения, их можно использовать для создания индивидуальных диаграмма изолюкс. В качестве примера рассмотрим дорожное освещение: при импорте фотометрических файлов IES светильников в программу, размещении светильников и установке фактических параметров на месте — таких как высота установки, угол возвышения луча, отражательная способность поверхности земли и коэффициент обслуживания освещения — программа может выполнить расчеты суперпозиции освещения для отдельных светильников или их комбинаций, создавая диаграмма изолюкс или карты в ложных цветах. Автономные файлы IES или отчеты о фотометрических испытаниях обычно имитируют независимую схему освещения (здесь под изолюксными диаграммами) отдельного светильника. В отличие от этого, программное обеспечение для моделирования освещения способно выполнять моделирование общей освещенности всей дороги или заводского здания после завершения разработки схемы освещения. Моделирование освещения также является наиболее широко используемым методом на этапах проектирования и строительства освещения, поскольку оно более точно отражает общие условия освещения.

Применение диаграмма изолюкс в уличном и промышленном освещении

В системах внутреннего освещения (например, на складах и заводах) диаграмма изолюкс позволяют точно прогнозировать световые эффекты. Эти карты также служат ориентиром для размещения светильников, обеспечивая соответствие освещенности и равномерности на рабочих поверхностях требованиям. Давайте пошагово проанализируем, как мы используем диаграмма изолюкс для выбора и размещения светильников, а также какие световые эффекты они обеспечивают. При планировании освещения заводов или цехов, если 150 люкс определяется как стандартное минимальное значение освещенности, то изолюкс 75 люкс на диаграмма изолюкс имеет решающее значение для определения расстояния между светильниками. Это связано с тем, что свет от двух соседних заводских светильников может суммироваться на оцениваемой поверхности, позволяя достичь общей освещенности пола в 150 люкс. Как показано на рисунке ниже, изолюксная линия 75 люкс соответствует расстоянию 8 метров при высоте установки 10 метров для светильников ZGSM HB11 для высоких потолков (подробнее о светильниках серии HB11 для высоких потолков). Поэтому мы рекомендуем расстояние между светильниками 16 (8 × 2) метров при высоте 10 метров. Конечно, при изменении высоты установки линии изолюкса также сместятся, что повлияет на расстояние между светильниками. Для проверки приведенных выше расчетов мы провели моделирование с использованием программного обеспечения для управления освещением. В пространстве 60 × 60 метров мы разместили 16 светильников, каждый из которых был расположен на расстоянии 8 метров друг от друга и установлен на высоте 10 метров. Результаты моделирования показали, что освещенность в большинстве точек расчета достигла 150 люкс (в среднем 170 люкс). Однако уровни освещенности были ниже в четырех направлениях, наиболее удаленных от светильников (около 120 люкс), что частично объясняется круглой формой линий изолюкса. Кроме того, характеристики излучения пола, потолка и стен также сыграли свою роль. В заключение, ZGSM считает, что диаграмма изолюкс могут быть использованы для оценки расстояния между светильниками; Однако программное обеспечение для моделирования освещения остается предпочтительным инструментом для профессиональных дизайнеров освещения при подтверждении правильности схем освещения. Мы также рекомендуем проводить тестовые испытания освещения на месте, чтобы добиться наилучших результатов в определении оптимальной схемы освещения.

Что касается дорожного освещения, расчеты довольно сложны. Как показано на рисунке ниже, на основе файла IES и отчета о фотометрических испытаниях для одного светильника мы знаем, что освещенность вблизи центра составляет приблизительно 13 люкс. В моделировании освещения, когда светильник установлен на высоте 10 метров, корректирующие коэффициенты не требуются. Моделирование показывает, что рассчитанная средняя освещенность вблизи центральной точки составляет 13 люкс при установке одного светильника. На дороге соседние светильники влияют на одну и ту же область, хотя те, что ближе к освещаемой области, оказывают большее влияние, чем те, что дальше. После наложения света от двух соседних светильников освещенность в центре под светильниками достигла 15 люкс. Аналогично, в области между двумя уличными фонарями основное освещение исходит от двух соседних светильников. Из диаграмма изолюкс видно, что на расстоянии, в четыре раза превышающем высоту установки, освещенность составляет приблизительно 3,3 люкс. После наложения световых эффектов двух источников освещенности получается приблизительно 7 люкс, что в целом соответствует значению 7,3 люкс, указанному в отчете о моделировании. При выполнении расчетов для разных точек — и помимо расчета освещенности (для освещения дорожек, тротуаров и парковок) — также необходимо рассчитывать яркость (особенно для общественного освещения), блики (Что такое блики?) и коэффициент отражения (SR). Этот метод явно непрактичен; поэтому предпочтительным решением является использование моделирования освещения. Он позволяет накладывать ддиаграмма изолюкс двух или даже более источников света для расчета освещенности в конкретных точках, тем самым получая такие параметры, как яркость, равномерность освещения (Что такое равномерность света?) и Rei — параметры, которые трудно оценить, используя только диаграмма изолюкс. Следует отметить, что метод диаграмма изолюкс можно использовать только для предварительных оценок перед моделированием; фактический световой эффект все еще требует постоянной корректировки и оптимизации в программном обеспечении для моделирования освещения.

Световые решения ZGSM

Краткое содержание

В данной статье представлено систематическое введение в основные понятия диаграмма изолюкс и их применение в проектах освещения. Сначала в статье уточняется определение диаграмма изолюкс — оптической диаграммы, отображающей распределение освещенности на плоскости с помощью контурных линий, — и выделяются типичные различия между диаграмма изолюкс для уличных фонарей (уличные фонари ZGSM) и промышленных светильников: первые характеризуются узким, вытянутым распределением, следующим за направлением дороги, в то время как вторые демонстрируют круговое или широкоугольное симметричное распределение, отвечающее потребности в равномерном освещении на большой площади. Затем в статье определяются два основных метода получения иаграмма изолюкс: во-первых, путем непосредственного извлечения их из отчетов фотометрических испытаний, таких как отчеты IES; и во-вторых, путем генерации их из отчетов в программном обеспечении для моделирования освещения Dialux. Первый метод предоставляет фактические данные о распределении света, в то время как второй в основном служит для проверки и оптимизации данных, полученных первым методом. На прикладном уровне в статье рассматривается инженерная ценность иаграмма изолюкс в промышленном освещении по сравнению с дорожным освещением: на заводах они используются для определения высоты и расстояния между светильниками, чтобы избежать темных зон; в дорожном освещении они аналогичным образом используются для оценки расстояния между светильниками (расстояние между опорами и как определить расстояние до уличного фонаря?) и уровня освещенности после установки, а также для оптимизации расположения опор освещения. Для анализа яркости, равномерности и бликов в статье рекомендуется использовать моделирование освещения. Мы надеемся, что эта информация поможет вам более эффективно достигать проектных целей, таких как соответствие стандартам освещенности, экономия энергии и снижение затрат. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с ZGSM.

Сопутствующие товары

Похожие блоги

Связанные дела

Люди также спрашивают

Введение автора