一、光通法

從照明設計原理說，照明一個立面和照明一個水平面是一樣的。所以為理解和敘述方便起見，現以照明水平面為例。

　　照明一個正方形或長方形的區域，一般有三種方法： 　　

　　1、在四個角上裝燈；　　

　　2、在相互對面的兩邊中心裝燈；　　

　　3、在一邊的中間部位裝燈。

　　這三種方法中，第一種最好; 第二種光利用率稍低一些，但燈桿減少了；第三種方法最差，不能給遠處和角落以良好的照明。下面我們具體討論一個設計例子。

　　要照的面為：54.9米＆#215;54.9米，要求照度為54勒克司。

　　1、燈桿的高度和間距 　

　　若僅從一邊照明，則燈桿的高度應為要照面積的一半左右。這樣，投光燈可以瞄準在對邊，或者在2倍燈桿高以內。這時有較好的均勻性，而且有合理的利用率。對于大的面積，燈桿之間的間距應為4倍燈桿高，因為每一投光燈能有效地照明2倍燈桿高寬的區域。對于54.9＆#215;54.9米的面，如果從一邊照明，可采用27.4米燈桿高度。若從兩邊照明，則取13.7米桿高更好，這時光可瞄準在2倍燈桿高，即27.4米處，正好位于被照面的中心。若投光燈裝在四個角上，仍取燈桿高為13.7米，仍瞄準在27.4米處，這樣面的中央部分將由四個角上的燈共同照亮。現采用兩邊裝燈的方案，燈桿高度為13.7米，每個燈桿上裝2只燈。

　　2、燈型和燈具的選擇 　　

　　在諸種光源中，高壓鈉燈有很高的光效，使用壽命又長，當對顏色要求不太高時，可采用之。在現今的例子中，宜采用非對稱光束的燈具，因為與圓形光束燈具相比，具有較寬水平光束的燈具可以更好地覆蓋被照面。

　　3、計算 　　

　　計算公式為：N=(E＆#215;S)/(F1＆#215;CU＆#215;LLF) (1) 　　　　　

　　式中：N為所需燈的數目 　　　　　　　　

　　E為所需維持的照度值 　　　　　　　　

　　S為被照面積 　　　　　　　

　　F1為一只燈的光通量 　　　　　　　

　　CU為利用系數　　　　　　　　

　　LLF為光損失因子

　　具體計算步驟如下：　　

　　(1)光損失因子的估算——光損失因子是由兩個因素造成，一是燈的光衰LLD，另一是燈具因積灰等原因造成的減光LDD。各種燈和燈具的LLD、LDD值，在生產廠家的產品說明書中可能會有說明，也可從有關手冊中查得。　　

　　1000W高壓鈉燈的LLD為0.9，密封燈具的LDD為0.95，則LLF=LLD＆#215;LDD=0.9＆#215;0.95=0.855。

　　(2)計算被照面的面積S 　

　　S=54.9＆#215;54.9=3014m2

　　(3)估算燈和燈具組合后的利用系數CU 　　

　　CU被定義為投射到照明面上對照度有貢獻的光與燈的光通量的比值。注意，當不是與燈的光通量比，而是與光束光通量比時，則稱為“光束利用系數”。在本例中，CU=0.4。

　　(4)計算所需投光燈數N　　

　　若采用1000W高壓鈉燈，每燈的光通量: F1=140000流明。將有關的數據代入(1)計算得：N=(54勒克斯＆#215;3014平方米)/(140000流明＆#215;0.4＆#215;0.855)=3.4即采用3.4只燈即可。我們現采用4只燈，當然是能達到設計要求的。

二、逐點計算法 　　

　　若如圖所示的投光照明的情況。圖中A是矩形被照面，投光燈S的安裝高度為MH(倍燈桿高)。今欲計算該燈在被照面A各點上產生的水平照度值。為簡單起見，將座標系統取成如圖所示。

　　投光燈在P(c，y)點產生的水平照度為　　

　　Ep=I (H, V)cos3g/(MH)2 (2) 　

　　式中：MH為燈具安裝高度 　

　　a是燈具光軸與燈桿的夾角 　　

　　V光束I(H, V)的垂直角 　　

　　H是光束I(H, V)的水平角 　　

　　g是光束I(H, V)與燈桿的夾角 　　

　　I (H, V)是射向P點方向(即H,V方向)的光強。　　

　　可以看出 b=arctg(y/MH) (3) 　

　　V=b-a 　

　　當V為正時，表示上半光束；V為負時，表示下半光束。而H=arctg(ccosb/MH) 　　

　　不難看出cosg=MH/SP，cosb=MH/SN，cosH=SN/SP。故而cosg=cosb.cosH。因此，(2)也可寫成：Ep=I(H,V).cos3b.cos3H/(MH)2 　　

　　對于被照面上各點，可由其(c,y)值，從(3)、(4)、(5)式求出b、V、H，再從燈具的光度數據庫中找到I(H, V)值，這樣就可求出燈具在面A上產生的照度分布。將面上各照度相同的點連接起來，就構成等照度曲線。

三、照度的均勻性 　　

　　不管怎樣仔細地設計,沒有一個被照面上的照度是絕對均勻的。只要最大照度與最小照度之比小于10:1，就可認為該系統是均勻的。為了更好地描寫照明的均勻情況，引進一個Um，定義Um=Emin/E式中，Emin為最小照度，E為平均照度，顯然Um越大，則照度越均勻。除非有特殊要求，一般來說Um≥1/3即可。而對于建筑物的立體照明來說，在大部分的情況下不需要照明均勻，有時為了藝術的效果，還故意使照明不均勻。關于泛光照明設計計算，還有其它一些方法，如作圖法，等照度曲線組成法等，這兒不一一介紹。

四、結束語 　　

　　對于本文介紹的兩種方法，讀者可視不同情況應用之。光通法可用于估算照明用燈量，或用于對被照面照度分布的情況要求不高的場合。而逐點計算法則可比較精確計算被照面上的照度分布情況，借助于計算機的輔助后，并可由此確定照明設計的最佳方案，如燈種、功率、燈具、型號、安裝高度、瞄準點位置等等。