路面平均照度是城市機(jī)動(dòng)車交通道路和人行道路照明的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，也是路燈配置的一項(xiàng)重要參考指標(biāo)。一條城市道路要配置或更換為L(zhǎng)ED路燈，技術(shù)上首先就要涉及到照明的相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算。用“利用系數(shù)”法計(jì)算則是比較簡(jiǎn)單有效的方法之一。

“利用系數(shù)”法計(jì)算的公式，絕對(duì)照搬傳統(tǒng)照明理論研究的結(jié)論。我們要做的只是要將LED路燈的一些實(shí)驗(yàn)或理論數(shù)據(jù)輸入公式，得到結(jié)果并與道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)照而已。不言而喻，這些計(jì)算也是LED路燈的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、改進(jìn)、提高以及市場(chǎng)營(yíng)銷的必需。

1概念

利用系數(shù)（U）是直接照在路面上的光通量與全部光源發(fā)出的光通量的比值，與路燈燈具的高度、仰角、布置方式、路面寬度等有關(guān)。

光通量(Φ)是光源發(fā)射并被人的眼睛接收的能量之總和。表示單位時(shí)間輻射光能量的多少，單位為流明lm。其它表示方法：cd.sr(cd是發(fā)光強(qiáng)度的單位：坎德拉。Sr是立體角球面度的單位。

照度(E)是光通量與被照射面積之間的比例系數(shù)，單位為勒克司lx。1lx即指1lm的光通量平均分布在面積1平方米的能量，即lm／m2。

路面平均照度（Eav）是按照有關(guān)規(guī)定在路面上預(yù)先設(shè)定的點(diǎn)上測(cè)得的或計(jì)算得到的各點(diǎn)照度的平均值。

維護(hù)系數(shù)（k）是照明裝置使用一定時(shí)期之后，在規(guī)定表面上的平均照度或平均亮度與該裝置在相同條件下新安裝時(shí)在同一表面上所得到的平均照度或平均亮度之比。

燈具的安裝高度（H）是燈具的光中心至路面的垂直距離。

燈具的安裝間距（S）是沿道路的中心線測(cè)得的相鄰兩個(gè)燈具之間的距離。

懸挑長(zhǎng)度（XL）是燈具的光中心至鄰近一側(cè)緣石的水平距離，即燈具伸出或縮進(jìn)緣石的水平距離。

路面有效寬度（Weff）是用于道路照明設(shè)計(jì)的路面理論寬度，它與道路的實(shí)際寬度、燈具的懸挑長(zhǎng)度和燈具的布置方式等有關(guān)。

2計(jì)算公式

根據(jù)照度的定義式，E=Φ／A

(1)式中，A—被照射面積，m2

路面平均照度，Eav=F／(W*S)

(2)式中，F(xiàn)—路燈光源的額定光通量，lm；

W—路面寬度，m。

S—安裝間距，m；

因?yàn)槁窡舭惭b的高度、仰角、布置方式、路面寬度等不同，其光源額定的光通量的利用程度也不同，所以路燈光源的額定光通量必須要考慮“利用系數(shù)”（U）；這是其一；

其二，因?yàn)橐S持路面的平均照度，要考慮燈具本身的光衰、燈具的防護(hù)等級(jí)和擦拭周期，所以路燈光源的額定光通量必須要考慮維護(hù)系數(shù)(k)；

其三，因?yàn)槁窡舻呐帕蟹绞饺鐔闻?。雙排對(duì)稱，雙排交錯(cuò)等，其對(duì)平均照度也有影響，也必須考慮排列系數(shù)（N）。

所以公式（2）在考慮以上因素后，為：

Eav=F*U*k*N／(W*S)

(3)這就是“利用系數(shù)”法計(jì)算平均照度的公式。

實(shí)際工程計(jì)算中，一般路面的平均照度標(biāo)準(zhǔn)是有要求的，也就是說(shuō)Eav是已知的。而較多是要計(jì)算滿足需要路燈的額定光通量F。將公式（3）公式變形后為：

F=Eav*W*S／(U*k*N)

(4)注意，公式中W應(yīng)是路面的有效寬度，路面有效寬度的計(jì)算見(jiàn)表3。

3相關(guān)數(shù)據(jù)

1、“利用系數(shù)”U

LED路燈的“利用系數(shù)”見(jiàn)下表1：

注1：W-道路寬度，H-燈具安裝高度，稱橫向距離比。

注2：當(dāng)有懸挑長(zhǎng)度時(shí)，總“利用系數(shù)”為“路邊利用系數(shù)”加“屋邊利用系數(shù)”。（見(jiàn)《照明工程學(xué)報(bào)》1994年9月第5卷第3期51頁(yè)）。

注3：數(shù)據(jù)來(lái)源：徐連城文《基于市場(chǎng)需求的LED路燈設(shè)計(jì)和營(yíng)銷策略思考》圖。

2、維護(hù)系數(shù)k

CJJ45規(guī)定的維護(hù)系數(shù)k見(jiàn)表2：

注1：維護(hù)系數(shù)=光源的光衰系數(shù)*燈具污染的光衰系數(shù)。

注2：根據(jù)我國(guó)常用道路照明光源和燈具品質(zhì)及環(huán)境狀況，以每年對(duì)燈具擦拭一次為前提的數(shù)據(jù)。

3、路燈排列系數(shù)

路燈排列一般有單側(cè)、雙側(cè)交錯(cuò)、雙側(cè)對(duì)稱和路中央4種排列方式。對(duì)稱排列時(shí)N=2，其它排列時(shí)，N=1。

4、路面寬度及有效寬度

CJJ45規(guī)定的路面有效寬度的計(jì)算見(jiàn)表3：

注1：Ws—路面實(shí)際寬度，m；XL—懸挑長(zhǎng)度，m。

5、路燈間距

CJJ45規(guī)定的路燈間距S、安裝高度H及路面有效寬度W的關(guān)系見(jiàn)表4：

注：Weff——有效寬度，m；曲線路段：半徑在1000m以下，間距S按直線的50%-70%。

6、路面平均照度要求

CJJ45規(guī)定的機(jī)動(dòng)車交通道路照明標(biāo)準(zhǔn)值（維持值）見(jiàn)表5：

注：“/”左側(cè)為低檔值，右側(cè)為高檔值，詳見(jiàn)CJJ45的規(guī)定。

其它類型如交會(huì)區(qū)照明標(biāo)準(zhǔn)值、人行道路照明標(biāo)準(zhǔn)值均見(jiàn)CJJ45。

4計(jì)算實(shí)例

已知LED路燈配置在主干道，選低檔值Eav=20lx，路面實(shí)際寬度Ws為15m，LED路燈防護(hù)等級(jí)為IP54，路燈間距S為30m，路燈安裝高度約12m，懸挑長(zhǎng)度為1.5m，燈仰角15°，雙側(cè)對(duì)稱排列。

由表2確定k=0.65；

由表3計(jì)算Weff=Ws-2*XL=15-2*1.5=12m；

由表4核查H=12m≥0.5Weff=6m；S=30m≤3H=36m符合規(guī)定；

由前述知，道路燈雙側(cè)對(duì)稱排列時(shí)N=2；

查表1，因W/H=12/12=1對(duì)應(yīng)的15°仰角總“利用系數(shù)”為0.72；

帶入公式（4）

F=Eav*Weff*S／(U*k*N)=（20*12*30）/(0.72*0.65*2)=7692（lm）

選擇一款大于等于7692流明的LED路燈產(chǎn)品就可以滿足照度要求。

將這些資料和數(shù)據(jù)在辦公軟件EXCIE中組合，根據(jù)實(shí)際情況選擇并輸入各項(xiàng)系數(shù)便可以自動(dòng)計(jì)算出結(jié)果。

顯然，已知某LED路燈的流明數(shù)，也可根據(jù)條件或設(shè)定條件來(lái)計(jì)算其平均照度，再與CJJ45-2006《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求對(duì)照，從而進(jìn)行有的放矢的配置選型。

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