Коэффициент использования уличного освещения, почему это важно?

Коэффициент использования уличного освещения, почему это важно?

Введение

После того, как свет выходит из лампы, какая его часть может попасть на нужную нам «рабочую поверхность»? Если взять в качестве примера внутренние светильники, часть света, излучаемого промышленной лампой, достигает рабочей поверхности напрямую, а часть света, попадая на стену и потолок, отражается от рабочей поверхности, в то время как остальная часть света не достигает рабочей поверхности (например, освещая полку). Коэффициент использования — это световой поток (что такое световой поток?), достигающий рабочей поверхности, деленный на световой поток источника света. В дорожном освещении также существует понятие коэффициента использования, но чаще всего он представлен в виде кривой коэффициента использования. Поскольку при дорожном освещении необходимо учитывать распределение света, излучаемого лампой, в двух направлениях: со стороны улицы и со стороны дома. В данной статье в основном обсуждается, что такое коэффициент использования, кривая коэффициента использования, какие параметры влияют на коэффициент использования, определяющее значение коэффициента использования и как использовать кривую коэффициента использования для лучшего выбора распределения света и расположения ламп на практике для достижения наилучших результатов освещения. Давайте обратимся к тексту, чтобы получить больше информации.

Что такое коэффициент использования?

Коэффициент использования также называется коэффициентом использования. Он используется для определения эффективности освещения осветительного прибора в конкретном случае применения. Формула расчета коэффициента использования выглядит следующим образом: коэффициент использования = световой поток, проецируемый на рабочую поверхность / общий световой поток лампы. Он является мерой эффективности лампы в передаче световой энергии на рабочую поверхность в определенной области. Во внутреннем освещении на коэффициент использования влияют такие факторы, как спектральное распределение, размер помещения (индекс помещения) и отражательная способность различных поверхностей внутри помещения (стен, потолков и полов). В идеале коэффициент использования промышленных и шахтных ламп, используемых для внутреннего освещения, может достигать 1 или даже немного превышать 1; в дорожном освещении коэффициент использования связан с такими факторами, как спектральные характеристики, угол наклона лампы и длина стрелы, и часто отображается в виде кривой коэффициента использования. Во внутреннем освещении для приблизительной оценки светового эффекта (освещенности) после установки лампы используется метод люменов. Этот метод также называется методом коэффициента использования, поскольку он использует параметр коэффициента использования. Формула расчёта: Eav (средняя освещённость) = Φ (световой поток одной лампы) x N (количество ламп) x CU (коэффициент использования) x K (коэффициент обслуживания) ÷ A (площадь). Подробнее см. в блоге ZGSM «Метод расчёта люменов и его преимущества».

Коэффициент использования
Кривая коэффициента использования уличного освещения

Что влияет на коэффициент использования?

Что касается значения коэффициента использования, мы можем получить некоторую общую информацию из текста, упомянутого в предыдущем разделе. Возьмем в качестве примера внутренние промышленные светильники, когда распределение света отличается, размер пространства отличается, и отражательная способность поверхности помещения различна, значение CU также изменится. Ниже приведена таблица коэффициента использования (который также называется коэффициентом использования) светильников ZGSM Helios для высоких пролетов (Подробнее о светильниках ZGSM Helios для высоких пролетов). Если линза другая, UF угла луча 60 градусов составляет 0,82 при k (индекс помещения) = 0,6 и ρc = 0,8, ρw = 0,8 и ρf = 0,2, в то время как UF угла луча 120 градусов составляет всего 0,54. Поскольку чем больше угол луча, тем больше света должно пройти через стену и потолок в землю (целевая область). Когда линзы одинаковы (120 градусов), различная отражательная способность стены, потолка и пола также повлияет на значение значения UF. И различия показаны в таблице. Когда отражательная способность и комната одинаковы, чем меньше индекс комнаты (Что такое индекс комнаты?), тем меньше значение UF. Это связано с тем, что чем меньше индекс комнаты, тем меньше комната (или комната длинная и узкая). В это время вы можете себе представить, что большая часть света, излучаемого лампой, будет светить на окружающие стены, что приведет к меньшему значению UF. Итак, в уличных фонарях, какие факторы связаны с UF (коэффициентом использования)? ZGSM считает, что он в основном связан с распределением света, углом наклона лампы и длиной ножки. Давайте объясним их по отдельности ниже.

Beam angle 60 degree
REFLECTANCE
Ceiling 0.8 0.8 0.8 0.7 0.7 0.7 0.5 0.5 0.5 0
Walls 0.7 0.5 0.3 0.7 0.5 0.3 0.7 0.5 0.3 0
Working plane 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0
ROOM INDEX UTILIZATION FACTORS(PERCENT) k(RI) x RCR = 5
k = 0.60 82 75 70 81 74 70 80 74 70 66
0.8 90 83 79 89 83 79 88 82 78 74
1 95 89 85 95 89 85 93 89 84 80
1.25 100 94 90 99 94 90 97 92 89 84
1.5 103 98 94 102 97 93 100 95 92 87
2 107 102 98 105 101 97 102 99 96 90
2.5 109 104 101 107 103 100 104 101 98 92
3 110 107 103 109 105 102 105 102 100 94
4 113 110 107 111 108 106 107 105 103 96
5 114 111 109 112 110 108 108 106 105 97
ROOM INDEX UF(total) Direct
According to DIN EN 13032-2 2004 Suspended SHRNOM = 1.25
Beam angle 120 degree
REFLECTANCE
Ceiling 0.8 0.8 0.8 0.7 0.7 0.7 0.5 0.5 0.5 0
Walls 0.7 0.5 0.3 0.7 0.5 0.3 0.7 0.5 0.3 0
Working plane 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0
ROOM INDEX Beam angle 120 degree – UTILIZATION FACTORS(PERCENT) k(RI) x RCR = 5
k = 0.60 54 42 35 53 42 35 52 41 34 28
0.8 67 55 47 66 54 47 64 54 47 40
1 78 67 60 76 66 59 74 67 59 52
1.25 86 76 69 84 75 69 82 74 68 61
1.5 91 82 75 89 81 75 86 79 74 67
2 98 91 85 96 89 84 93 87 83 75
2.5 101 95 89 100 93 88 96 91 86 79
3 105 99 94 102 97 93 99 94 90 82
4 108 103 99 106 101 97 101 98 95 86
5 110 105 102 107 103 100 103 100 97 88
ROOM INDEX UF(total) Direct
According to DIN EN 13032-2 2004 Suspended SHRNOM = 1.25

Распределение света ламп

Кривая распределения света лампы описывает характеристики распределения света светового потока в пространстве, что напрямую влияет на коэффициент использования (CU) уличных фонарей. Проверяя распределение света, мы можем приблизительно узнать распределение света, излучаемого лампой на дороге после фактической установки. Значение CU является количественным показателем, который измеряет световой поток, излучаемый лампой, чтобы эффективно достигать улицы, дома и неба (светодиодные лампы обычно не имеют этой части света). Например, в спектре типа VS доля света на улице и доме практически одинакова; в то время как в спектре типа IIM (Подробнее о классификации распределения освещения IESNA) свет со стороны улицы составляет около 65%, а со стороны дома — всего 30%. Пожалуйста, проверьте детали на фотографии ниже.

Разный коэффициент использования

Угол наклона и высота установки

Угол наклона светильника – это угол между светящейся поверхностью светильника и горизонтальной линией (землёй), который напрямую влияет на направление проекции света и, следовательно, на кривую коэффициента использования. При большом угле наклона больше света будет направлено на улицу и небо (небесное свечение, тип светового загрязнения), в то время как доля света, направленного на сторону дома, уменьшится, как показано на рисунке ниже. При изменении высоты установки меняется распределение света по земле, показывая, что освещаются углы, удалённые от светильника. Это не влияет на кривую коэффициента использования, но в реальных условиях необходимо учитывать его влияние при изменении соотношения высоты установки и ширины дороги. Например, для той же 7-метровой дороги, когда высота составляет 6 или 5 метров, выбор распределения света необходимо менять в зависимости от ситуации. В первом случае часто требуется более широкое боковое распределение света, чем в дальнейшем, что мы подробно объясним в разделе, посвящённом практическому применению.

Длина стрелы и отступ штанги

Длина кронштейна и отступ опоры освещения влияют на световой эффект лампы после фактической установки. Причина в том, что распределение света уличного фонаря внутри и вокруг дороги меняется. Мы можем представить, что при использовании длинного кронштейна фонарь часто располагается ближе к центру дороги. Аналогично, чем меньше отступ, тем ближе центр светящейся поверхности фонаря к центру дороги. Подробнее о расположении светильников можно узнать в блоге ZGSM – Расположение светильников светодиодных уличных фонарей. Наблюдая за кривой коэффициента использования уличного фонаря при отступе = 2 метра без кронштейна против отступа = 0 и кронштейне = 2 метра, мы можем предварительно оценить, что 10% света, изначально направленного на заднюю часть фонаря (со стороны дома), будет направлено на поверхность дороги (со стороны улицы). Конечно, мы также должны обратить внимание на проблему того, что свет, излучаемый дорожным фонарем с длинным кронштейном, выходит за пределы границы на другой стороне дороги.

Почему коэффициент использования имеет значение?

В дорожном освещении коэффициент использования играет важную роль при проектировании освещения, энергосбережении и контроле стоимости решений по уличному освещению. Далее эти аспекты будут рассмотрены более подробно.

Экономия энергии

На кривой коэффициента использования уличных фонарей мы можем разделить свет, излучаемый фонарями, на две части: одна часть направлена в сторону дома, а другая — в сторону улицы. Как правило, мы считаем, что часть света, направленная в сторону улицы, является полезным светом, и её доля обычно составляет от 0,5 до 1,0. В идеале, чем выше значение коэффициента использования (CU), тем лучше, но по техническим и экономическим соображениям оно часто составляет около 0,6–0,8. Для достижения той же освещённости, чем выше коэффициент использования (CU), тем ниже требуемая мощность лампы, что позволяет достичь цели энергосбережения.

Проектирование освещения

Коэффициент использования (CU) улицы рассчитывается путем деления ширины улицы на высоту установки светильника. Кроме того, при разном угле наклона коэффициент использования со стороны дома и со стороны улицы также будет меняться. Если не учитывать влияние вертикального распределения света на результаты моделирования освещения, можно оптимизировать проект освещения с помощью кривой коэффициента использования. Например, для более широких дорог можно выбрать уличные светильники с большим распределением света по коэффициенту использования со стороны улицы; например, если коэффициент использования и ширина дороги постоянны, можно оптимизировать проект освещения (услуга проектирования освещения ZGSM) путем соответствующей регулировки длины стрелы (если разрешено), высоты опоры фонаря (если разрешено) и угла наклона.

Контроль затрат

Зная соответствующую информацию о CU, мы можем оптимизировать проектирование освещения для достижения желаемого эффекта освещения с меньшей мощностью или меньшим количеством уличных фонарей. Это очень полезно для экономии первоначальных инвестиций и снижения расходов на эксплуатацию и обслуживание. Например, использование уличных фонарей малой мощности может сэкономить счета за электроэнергию в долгосрочной перспективе и соответствовать требованиям устойчивого развития. Кроме того, уличные фонари малой мощности обычно выделяют меньше тепла, что помогает продлить срок службы (Подробнее о сроке службы светодиодных фонарей) светодиодных источников питания и светодиодов, а также очень полезно для сокращения последующего обслуживания. Если это новый проект, вы можете проанализировать кривую CU, чтобы гибко регулировать высоту опоры фонаря, длину плеча или угол наклона, чтобы оптимизировать проектирование освещения и избежать необоснованного проектирования освещения для экономии средств.

Пример использования коэффициента использования при выборе объектива для вашего проекта?

В предыдущем разделе мы узнали, что коэффициент использования может быть использован для проектирования освещения. Какие примеры можно привести для наглядной иллюстрации этого процесса? ZGSM объяснит это на примере проекта, с которым мы столкнулись. Заказчик указал параметры дороги, и ниже приведены два типовых варианта расположения. Один из них — 10,5 метров, с длиной стрелы 1,5 метра, опорой освещения на расстоянии 0,5 метра от обочины, без тротуара, высотой опоры освещения 8 метров, с односторонним расположением светильников и классом освещения M4. Поскольку расположение светильников и состояние дороги были подтверждены, оставшиеся варианты — это распределение света и угол наклона светильников. Техническая команда ZGSM проанализировала три типа распределения света: тип I, II и III, и коэффициент использования получился таким же, как указано выше. В ходе наблюдений мы обнаружили, что когда ширина дороги в 1,5 раза больше высоты установки (требуемое значение немного больше ширины/высоты), на уличное освещение приходится 53%, 59% и 58%, в то время как общее уличное освещение составляет 57%, 63% и 66% соответственно. Таким образом, тип II должен быть наиболее идеальным выбором, и он также может избежать слишком большого количества света, освещающего противоположную сторону дороги. Мы проверили вышеприведенный анализ в моделировании Dialux, и результаты следующие: мы видим, что тип I не может освещать третью полосу (он в основном освещает полосы 1 и 2, что приводит к более низкой равномерности света), тип III может освещать три полосы, но яркость немного снизится (не указано), а тип II соответствует классу освещения M4 (Подробнее о выборе класса освещения).

Коэффициент использования имеет значение при проектировании уличного освещения

Схема дороги 2 почти такая же, как и у дороги 1, за исключением того, что с одной стороны есть тротуар шириной 1 метр. Требуемый класс освещения – P3, и расположение светильников также является односторонним. Мы используем распределение света типа III, и результаты показывают, что оно может соответствовать классу освещения P3, но его значение слепимости слишком высокое. Так какие же еще есть методы? Из предыдущей статьи мы знаем, что при изменении угла наклона кривая коэффициента использования будет изменяться соответствующим образом. Наблюдая за кривой, когда угол наклона составляет 5 градусов, доля светового потока в 1,5 раза по высоте со стороны улицы становится ниже, а доля светового потока между 1,5 и 2 раза по высоте со стороны улицы увеличивается. Мы можем понять, что света на автомагистрали становится меньше, в то время как света на тротуаре становится больше. В Dialux мы используем распределение света типа II, чтобы проверить, верен ли этот анализ. Результаты показывают, что освещённость тротуара увеличивается с 7,06 до 8,32 люкс, что соответствует требованиям класса освещённости P3. При этом освещённость автомагистрали снижается, но также может соответствовать требованиям. Что ещё более важно, значение Ti также соответствует требованиям класса освещённости M4, что дополнительно подтверждает роль кривой CU. В Dialux EVO мы также можем использовать программное обеспечение для подтверждения соответствующего угла наклона и длины стрелы. Подробнее см. в соответствующем блоге – Dialux EVO для проектирования уличного освещения.

Коэффициент использования при проектировании уличного освещения

Краткое содержание

Коэффициент использования (CU) является основным показателем эффективности лампы (которая отличается от световой отдачи) при эффективном проецировании света на целевую область. Он рассчитывается как отношение светового потока эффективной рабочей поверхности к общему световому потоку лампы. В дорожном освещении CU представлен в виде кривой, и распределение света со стороны улицы и со стороны здания необходимо учитывать одновременно. Ключевые факторы, влияющие на CU, включают в себя: кривую распределения света лампы, угол наклона и высоту установки (регулировка угла наклона изменяет направление проекции света, а высота влияет на дальность освещения), длину плеча и положение опоры фонаря. Обращая внимание на значение CU, вы можете спроектировать свое освещение и найти энергосберегающие и оптимизированные световые решения. На практике мы можем выбрать подходящее распределение света для текущего проекта, проанализировав коэффициент использования. После определения распределения света, схемы дороги и расположения светильников мы также можем скорректировать угол наклона и длину консоли (если это возможно), чтобы повлиять на распределение света как со стороны улицы, так и со стороны дома в соответствии с требованиями проекта. Одним словом, понимание и гибкое применение принципов управления освещением (CU) может значительно повысить эффективность и экономичность дорожного освещения. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с ZGSM.

Сопутствующие товары

Похожие блоги

Связанные случаи

Люди также спрашивают

Коэффициент использования – это отношение светового потока, проецируемого на опорную плоскость, к номинальному световому потоку источника света осветительного прибора. Коэффициент обслуживания – это отношение средней освещённости или средней яркости осветительного прибора на заданной поверхности после определённого периода эксплуатации к средней освещённости или средней яркости прибора на заданной поверхности после его новой установки в тех же условиях. Первый коэффициент показывает, сколько света падает на рабочую поверхность, а второй – степень ослабления лампы после определённого периода эксплуатации (источник света, интенсивность отказов и загрязнение поверхности).

При уличном освещении коэффициент использования всегда меньше 1. Однако при высоком освещении и заливающем освещении коэффициент использования может быть выше 1. Причина в том, что при большой отражательной способности поверхности помещения и многократном расчете светового потока лампы из-за отражения коэффициент использования будет больше контрольного значения при определенном индексе помещения, то есть коэффициент использования будет больше 1.

В отчёте по фотометрическим испытаниям можно найти кривую коэффициента использования уличного освещения. Затем можно найти коэффициент использования уличного освещения со стороны дома и улицы. В отчёте по испытаниям IES также можно найти коэффициент использования освещения для высоких пролётов или заливающего освещения. В таблице коэффициентов использования можно найти UF светодиодного освещения при различных индексах освещенности помещений и коэффициенты отражения различных поверхностей в помещении (стен, потолков и полов).

Представление автора

Автор

Здравствуйте, клиенты!

Меня зовут Тейлор Гонг, я менеджер по продукции ZGSM Tech. Я работаю в сфере светодиодных светильников более 13 лет. Хорошо разбирается в дизайне освещения, настройке системы уличного освещения и поддержке технологии торгов. Не стесняйтесь связаться с нами. Я рад предоставить вам лучший сервис и продукты.

Почта: [email protected] | WhatsApp: +8615068758483