道路照明標(biāo)準(zhǔn)IES與CIE引用設(shè)計之差異(表)
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本篇以照明水準(zhǔn)、燈具、計算方式等三大部分來探討IES標(biāo)準(zhǔn)及CIE標(biāo)準(zhǔn)之差異。
(一)照明水準(zhǔn)
1.輝度標(biāo)準(zhǔn)
(1)IES標(biāo)準(zhǔn)推薦值
道路總類及分類 |
平均輝度值(cd/㎡) |
均勻度 |
光幕輝度比 |
備 註 | ||
平均輝度/最低輝度 |
最高輝度/最低輝度 |
光幕輝度/
平均輝度 | ||||
高速公路A |
0.6 |
≦3.5 |
≦6 |
≦0.3 |
交流道 | |
高速公路B |
0.4 |
≦3.5 |
≦6 |
≦0.3 |
| |
快速
道路 |
商業(yè)區(qū) |
1.0 |
≦3 |
≦5 |
≦0.3 |
- |
混合區(qū) |
0.8 |
≦3 |
≦5 |
| ||
住宅區(qū) |
0.6 |
≦3.5 |
≦6 |
| ||
主要
道路 |
商業(yè)區(qū) |
1.2 |
≦3 |
≦5 |
≦0.3 |
|
混合區(qū) |
0.9 |
≦3 |
≦5 |
| ||
住宅區(qū) |
0.6 |
≦3.5 |
≦6 |
| ||
次要
道路 |
商業(yè)區(qū) |
0.8 |
≦3 |
≦5 |
≦0.4 |
|
混合區(qū) |
0.6 |
≦3.5 |
≦6 |
| ||
住宅區(qū) |
0.4 |
≦4 |
≦8 |
| ||
其他
道路 |
商業(yè)區(qū) |
0.6 |
≦6 |
≦10 |
≦0.4 |
|
混合區(qū) |
0.5 |
≦6 |
≦10 |
| ||
住宅區(qū) |
0.3 |
≦6 |
≦10 |
|
道路總類 |
周圍亮度 |
平均輝度值(cd/㎡) |
均勻度 |
縱向均勻度 |
眩光限制 |
備 註 | |
最低輝度/平均輝度 |
最低輝度/平均輝度 |
眩光控制指數(shù)(G) |
門檻增量值(TI.) | ||||
高速公路 |
|
2 |
≧0.4
≧0.4 |
≧0.7 |
≧6 |
≦10﹪ |
汽車道路 |
快速道路 |
|
2 |
≧6 |
≦10﹪ |
汽車道路 | ||
主要道路 |
亮 |
2 |
≧5 |
≦10﹪ |
汽車道路 | ||
|
暗 |
1 |
≧6 |
≦10﹪ |
汽車道路 | ||
環(huán)路或放射狀路 |
亮 |
責(zé)任編輯: Oscar |
無敘述。
3.IES標(biāo)準(zhǔn)與CIE標(biāo)準(zhǔn)對於照明水準(zhǔn)之差異如下:
(1)CIE標(biāo)準(zhǔn)推薦值較IES標(biāo)準(zhǔn)推薦值為高。
(2)就均勻度IES標(biāo)準(zhǔn)有定義最高輝度/最低輝度,而CIE標(biāo)準(zhǔn)有定義每個車道的縱向均勻度。
(3)就眩光來講,IES標(biāo)準(zhǔn)有定義等效光幕輝度比,而CIE標(biāo)準(zhǔn)有定義眩光控制指數(shù)及門檻增亮值。
(4)CIE標(biāo)準(zhǔn)並無敘述照度標(biāo)準(zhǔn),主要以輝度為標(biāo)準(zhǔn),如要由照度換算至輝度,需經(jīng)過一R-表,係為道路表面反射係數(shù)。
(二)燈具
1.IES標(biāo)準(zhǔn)燈光之分佈型態(tài)
(1)垂直光之分佈(圖一)
依燈具最大光度中心點照射到路面上之範(fàn)圍與燈具間之水平距離落點距離而分成以下三種:
短分佈,其燈具最大光度中心點照射至路面之範(fàn)圍與燈具間之水平距離,為燈具設(shè)置高度之1.0至2.25倍,其設(shè)置最大桿距為燈具設(shè)置高度之4.5倍。
中分佈,其燈具最大光度中心點照射至路面之範(fàn)圍與燈具間之水平距離,為燈具設(shè)置高度之2.25至3.75倍,設(shè)置最大桿距為燈具設(shè)置高度之7.5倍。
長分佈,其燈具最大光度中心點照射至路面之範(fàn)圍與燈具間之水平距離,為燈具設(shè)置高度之3.75至6倍,設(shè)置最大桿距為燈具設(shè)置高度之12倍。
(2)側(cè)面光之分佈(圖二)
側(cè)面光之分佈,以燈具最大光度50﹪形成之軌跡所涵蓋之範(fàn)圍,標(biāo)準(zhǔn)分佈型態(tài)有以下五:
型一分佈,涵蓋之範(fàn)圍為道路側(cè)及人行道側(cè)路寬為燈具高度之1.0倍以內(nèi)者。
型二分佈,涵蓋之範(fàn)圍為道路側(cè)路寬為燈具高度之1.0至1.75倍者。
型三分佈,涵蓋之範(fàn)圍為道路側(cè)路寬為燈具高度之1.75至2.75倍者。
型四分佈,涵蓋之範(fàn)圍為道路側(cè)路寬為燈具高度2.75倍以上之寬廣道路。
型五分佈,涵蓋之範(fàn)圍為,對各方向均能獲得路寬為燈具高度之1.0倍以內(nèi)者。
(3)控制光度分佈
燈具依其對眩光之影響可區(qū)分為以下三種:
遮蔽型,係其燈具光源之光束每1000流明在水平90度角之光度不超過。
25cd及在水平80度角之光度不超過100cd。
半遮蔽型,係其燈具光源之光束每1000流明在水平90度角之光度不超過50cd及在水平80度角之光度不超過200cd。
無遮蔽型,此型燈具對眩光作用並未做限制。
2.CIE標(biāo)準(zhǔn)燈光之分佈型態(tài)
(1)燈光之最大投射角(圖三)
依燈具最大光度90﹪之中心軸與燈具垂直線照射到路面上所涵蓋之範(fàn)圍而分成以下三種:
短投射,燈具最大光度90﹪之中心軸與燈具垂直線照射到路面上所形成之角度小於60度者。
中投射,燈具最大光度90﹪之中心軸與燈具垂直線照射到路面上所形成之角度介於60度至70度之間者。
長投射,燈具最大光度90﹪之 中心軸與燈具垂直線照射到路面上所形成之角度大於70度者。
(2)燈光之幅度(圖四)
依燈具最大光度90﹪照射到路面上與燈具垂直線所涵蓋之範(fàn)圍而分成以下三種:
窄幅度,燈具最大光度90﹪照射到路面上與燈具垂直線所形成之角度小於45度者。
中等幅度,燈具最大光度90﹪照射到路面上與燈具垂直線所形成之角度介於45度至55度之間者。
寬幅度,燈具最大光度90﹪照射到路面上與燈具垂直線所形成之角度大於55度者。
(3)燈具特性指標(biāo)(SLI)
燈具依其對駕駛者不適眩光之影響可區(qū)分為以下三種:
限制型,燈具特性指標(biāo)小於2者。
舒適型,燈具特性指標(biāo)介於2及4者。
嚴(yán)格型,燈具特性指標(biāo)大於4者。
SLI=13.84-3.31 log I80+1.3 log(I80/I88)0.5-0.08 log(I80/I88)+1.29 logF+C
I80 :光度,燈具光角度80度在平行車道軸之方向(cd)
I80/I88:燈具光角度80度與燈具光角度88度之光度比
F :閃爍面積由燈具在76度方向產(chǎn)生
C :顏色因數(shù),依燈泡總類而定
-低壓鈉氣燈:+0.4
-高壓鈉氣燈:+0.1
-水 銀 燈:-0.1
(4)控制光度分佈
燈具依其對眩光之影響可區(qū)分為以下三種:
遮蔽型,係使其最大光度之涵蓋範(fàn)圍與燈具垂直線間之夾角小65 及其燈具光源之光束每1000流明在水平90度角之光度不超過10cd及在水平80度角之光度不超過30cd。
半遮蔽型,係使其最大光度之涵蓋範(fàn)圍與燈具垂直線間之夾角小75 及其燈具光源之光束每1000流明在水平90度角之光度不超過50cd及在水平80度角之光度不超過100cd。
無遮蔽型,此型燈具對眩光作用並未做限制。
3.IES標(biāo)準(zhǔn)與CIE標(biāo)準(zhǔn)對於燈具燈光型態(tài)之差異如下:
(1)IES之側(cè)面光之分佈相當(dāng)於CIE之燈光之最大投射角
(2)CIE之燈光之幅度相當(dāng)於IES之側(cè)面光之分佈與垂直光之分佈之組合。
(3)控制光度分佈CIE標(biāo)準(zhǔn)較IES標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格。
(4)CIE標(biāo)準(zhǔn)較IES標(biāo)準(zhǔn)多一個對不適眩光之規(guī)定。
(三)計算方式
1.計算公式
IES |
CIE |
照度(Ep)計算:(詳圖五)
n
Ep=ΣIi(∮i,γi)/h2cos3γi
i=1 |
照度(Ep)計算:(詳圖五)
n
Ep=ΣIi(ci,γi)/h2cos3γi
i=1 |
輝度(Lp)計算:(詳圖五及表3.1)
n
Lp=ΣR(βi,γi) I(∮i,γi)/h2
i=1 |
輝度(Lp)計算:(詳圖五及表3.1)
n
Lp=ΣR(βi,γi) I(ci,γi)/h2
i=1 |
光幕輝度(Lv)計算:
n
Lv=Σ10Evi/(θi2+1.5θi)
i=1 |
光幕輝度(Lv)計算:
n
Lv=Σ10Evi/θi2
i=1 |
|
門檻增量值(TI.) 計算:
0.05cd/㎡≦Lav(平均輝度)≦5 cd/㎡
TI.=65Lv/Lav0.8
Lav(平均輝度)≧5 cd/㎡
TI.=95Lv/Lav1.05 |
|
眩光控制指數(shù)(G)計算:
G=13.84-3.31 log I80+1.3 log(I80/I88)0.5-0.08 log(I80/I88)+1.29 logF+0.97logLav+4.41logh-1.46logp+C |
n :表燈具數(shù)
Ev :眩光光源所生的角膜照度
θ :眩光光源中心和觀測者之間所形成之角度
I80 :光度,燈具光角度80度在平行車道軸之方向(cd)
I80/I88:燈具光角度80度與燈具光角度88度之光度比
F :閃爍面積由燈具在76度方向產(chǎn)生
h :觀測者和燈光間之高度差
p :每1000M之燈光數(shù)目
C :顏色因數(shù),依燈泡總類而定
-低壓鈉氣燈:+0.4
-高壓鈉氣燈:+0.1
-水銀燈 :-0.1
表3.1 標(biāo)準(zhǔn)路面種類
等級 |
QO |
S1 |
S2 |
反射型式 |
備註 |
R1 |
0.1 |
0.25 |
1.53 |
大部分?jǐn)U散反射型 |
水泥路面 |
R2 |
0.07 |
1.11 |
2.38 |
混合型 |
柏油路面 |
R3 |
0.07 |
0.58 |
1.80 |
少部分鏡面反射型 |
柏油路面(一般道路使用) |
R4 |
0.08 |
1.55 |
3.03 |
大部分鏡面反射型 |
柏油路面 |
QO :平均輝度係數(shù)
S1 :反射因數(shù)1 S1=R(0,2)/R(0,0)
S1 :反射因數(shù)2 S2=QO/ R(0,0)
R(0,0):β=00及γ=00(詳圖五)
R(0,2):β=00及γ=arctan2=63.40(詳圖五)
2.計算方式之差異
IES |
CIE |
定義:
順向是指觀測方向(車行方向)
逆向是指面對觀測者方向
燈光週期是指在相同車道邊燈具間之距離
一週期=一個單邊排列間隔或二個交錯排列間隔之增量 |
定義:
和IES同 |
燈光配置:
從點矩陣邊逆向至少一個燈光週期
從點矩陣邊順向至少四個燈光週期 |
燈光配置:
從計算點開始逆向不超過5個燈桿高度
從計算點開始順向不超過12個燈桿高度 |
點矩陣(縱向):
增量≦5M,至少10點
從相鄰接的燈桿位置開始計算
計算到比一個增量少之下一個相同車道邊燈桿位置 |
點矩陣(縱向):
和IES同 |
點矩陣(橫向):
每個車道計算2列
從車道左邊1/4車道寬開始計算
增量(間隔)=1/2車道寬 |
點矩陣(橫向):
每個車道計算5列
從車道左邊1/10車道寬開始計算
增量(間隔)=1/5車道寬 |
照度:
使用以上定義之點矩陣
平均照度=所有矩陣點之平均
平均照度/最小照度之均勻度
最大照度/最小照度之均勻度 |
照度:(CIE無敘述)
使用以上定義之點矩陣
平均照度=所有矩陣點之平均
最小照度/平均照度之均勻度
最小照度/最大照度之均勻度 |
輝度:
使用上面定義之點矩陣
觀測者眼睛高度為1.45M(4.757in)
觀測者位置為從每一計算點後退83M(272.3in)之位置(詳圖六)
觀測者隨著每一列計算點而橫向移動
平均輝度=所有矩陣點之平均
平均輝度/最小輝度之均勻度,所有點
最大輝度/最小輝度之均勻度,所有點
縱向均勻度,在任何單一1/4車道寬列最大輝度/與最小輝度 |
輝度:
使用上面定義之點矩陣
觀測者眼睛高度為1.5M(4.92in)
觀測者位置為從第一列之計算點後退60M(196.85in)之位置(詳圖七)
觀測者固定在橫向從車道左邊1/4車道寬位置
平均輝度=所有矩陣點之平均
最小輝度/平均輝度之均勻度,所有點
最小輝度/最大輝度之均勻度,所有點,無敘述
縱向均勻度,觀測者在每一車道之中心點,計算每一車道每一列之最小輝度/最大輝度 |
光幕輝度(減能眩光):
多觀測者
使用上面定義之燈具配置
觀測者在橫向點矩陣位置如上定義
觀測者在縱向點矩陣位置如上定義
觀測者往車道邊平行方向看
觀測者往平行方向看道路表面
光幕輝度比(光幕輝度/平均輝度) |
光幕輝度(減能眩光):
單一觀測者
使用燈具配置需超過500M或影響少於2﹪
觀測者在橫向從車道左邊1/4車道寬位置
觀測者在縱向,往上20度遮蔽角內(nèi)之所有燈具(交錯排列則需考慮兩邊)
觀測者往車道邊平行方向看
觀測者注視的點在道路90M(295.3in)遠(yuǎn)處
用光幕輝度來計算門檻增量值(TI.) |
不適眩光:
無敘述 |
不適眩光:
眩光控制指數(shù)之計算 |
3.電腦計算之比較
(1)IES電腦照度計算
Project: IES-Illuminance
All Units of Linear Measure are in METERS
Lane Width 3.65
Lane Quantity (One Side of Median) 2.00
Median Width 3.20
Initial Lumens 26000
Light Loss Factor 0.650
R O A D W A Y L A Y O U T
1 2 3 4 <--------Curb & Fixture Line Numbers
| | | | (Note: Curb Line 3 is the Y axis)
| | | |
| | | |O-
| | | | Pole Configuration:
| | | | Stagger Thru Median
-O| | M | |
| | | |
| | E | |
| | +----+O- <---+
| | D |......| |
| | |......| |
-O| | I |......| >--meter array (One fixture cycle)
| | |......| |
| | A |......| |
| | +----+O------+------> X axis
| | N | |
| | | |
-O| | | |
| | | |
| | | * |<-----Approximate Observer Location(s) for
| | | |O- Luminance Calculations (not to scale)
L U M I N A I R E S U M M A R Y
Fixture Spacing along Roadway 25.000
Fixtures per Pole (Same Orientation) 1
Fixture Setback (Outside Curb) 1.50
Line X First Y Cycle Last Y Mounting ---Fixture--
No Qty Offset Fixture Increment Fixture Height Orient Tilt
1 6 -12.000 -75.000 50.000 175.000 10.0 90.0 5.0
4 5 8.800 -50.000 50.000 150.000 10.0 270.0 5.0
M E T E R A R R A Y F O R
H O R I Z O N T A L I L L U M I N A N C E
Measurement Units are in LUX
|---X Coordinates--->
Y 2.74 6.39
Coord 0.91 4.56
--------------------
45.00| 14.2 19.3 28.1 36.0
40.00| 16.0 18.3 20.5 20.2
35.00| 12.7 12.9 13.0 12.7
30.00| 11.2 10.9 10.3 9.59
25.00| 12.0 11.6 11.2 10.1
20.00| 11.2 10.9 10.3 9.59
15.00| 12.7 12.9 13.0 12.7
10.00| 16.0 18.3 20.5 20.2
5.00| 14.2 19.3 28.1 36.0
0.00| 15.2 17.1 21.7 24.9
I L L U M I N A N C E S U M M A R Y
Average Illuminance (Lux) 16.38
Minimum Illuminance (Lux) 9.59
Maximum Illuminance (Lux) 35.98
Uniformity (Overall Average/Minimum) 1.71
Uniformity (Overall Maximum/Minimum) 3.75
Coefficient of Variance 0.40
Maximum Gradiant (Parallel to Axis) 1.78
(2)CIE電腦照度計算
Project: CIE-Illuminance
All Units of Linear Measure are in METERS
Lane Width 3.65
Lane Quantity (One Side of Median) 2.00
Median Width 3.20
Initial Lumens 26000
Light Loss Factor 0.650
R O A D W A Y L A Y O U T
1 2 3 4 <--------Curb & Fixture Line Numbers
| | | | (Note: Curb Line 3 is the Y axis)
| | | |
| | | |O-
| | | | Pole Configuration:
| &nb,sp; | | | Stagger Thru Median
-O| | M | |
| | | |
| | E | |
| | +----+O- <---+
| | D |......| |
| | |......| |
-O| | I |......| >--meter array (One fixture cycle)
| | |......| |
| | A |......| |
| | +----+O--+------> X axis
| | N | |
| | | |
-O| | | |
| | | |
| | | * |<-----Approximate Observer Location(s) for
| | | |O- Luminance Calculations (not to scale)
L U M I N A I R E S U M M A R Y
Fixture Spacing along Roadway 25.000
Fixtures per Pole (Same Orientation) 1
Fixture Setback (Outside Curb) 1.50
Line X First Y Cycle Last Y Mounting ---Fixture--
No Qty Offset Fixture Increment Fixture Height Orient Tilt
1 5 -12.000 -75.000 50.000 125.000 10.0 90.0 5.0
4 4 8.800 -50.000 50.000 100.000 10.0 270.0 5.0
M E T E R A R R A Y F O R
H O R I Z O N T A L I L L U M I N A N C E
Measurement Units are in LUX
|---X Coordinates--->
Y 1.10 2.56 4.02 5.48 6.94
Coord 0.37 1.83 3.29 4.74 6.20
---------------------------------------------------------------------
45.00| 13.3 14.6 16.6 18.8 21.5 25.1 29.1 33.2 35.5 35.9
40.00| 15.3 16.2 17.0 18.0 19.2 19.9 20.7 21.0 20.4 19.5
35.00| 12.7 12.7 12.8 12.8 13.0 13.0 13.0 12.9 12.7 12.2
30.00| 11.2 11.2 11.1 <
-O| | M | |
| | | |
| | E | |
| | +----+O- <---+
| | D |......| |
| | |......| |
-O| | I |......| >--meter array (One fixture cycle)
| | |......| |
| | A |......| |
| | +----+O--+------> X axis
| | N | |
| | | |
-O| | | |
| | | |
| | | * |<-----Approximate Observer Location(s) for
| | | |O- Luminance Calculations (not to scale)
L U M I N A I R E S U M M A R Y
Fixture Spacing along Roadway 25.000
Fixtures per Pole (Same Orientation) 1
Fixture Setback (Outside Curb) 1.50
Line X First Y Cycle Last Y Mounting ---Fixture--
No Qty Offset Fixture Increment Fixture Height Orient Tilt
1 5 -12.000 -75.000 50.000 125.000 10.0 90.0 5.0
4 4 8.800 -50.000 50.000 100.000 10.0 270.0 5.0
M E T E R A R R A Y F O R
H O R I Z O N T A L I L L U M I N A N C E
Measurement Units are in LUX
|---X Coordinates--->
Y 1.10 2.56 4.02 5.48 6.94
Coord 0.37 1.83 3.29 4.74 6.20
---------------------------------------------------------------------
45.00| 13.3 14.6 16.6 18.8 21.5 25.1 29.1 33.2 35.5 35.9
40.00| 15.3 16.2 17.0 18.0 19.2 19.9 20.7 21.0 20.4 19.5
35.00| 12.7 12.7 12.8 12.8 13.0 13.0 13.0 12.9 12.7 12.2
30.00| 11.2 11.2 11.1 <
-O| | M | |
| | | |
| | E | |
| | +----+O- <---+
| | D |......| |
| | |......| |
-O| | I |......| >--meter array (One fixture cycle)
| | |......| |
| | A |......| |
| | +----+O--+------> X axis
| | N | |
| | | |
-O| | | |
| | | |
| | | * |<-----Approximate Observer Location(s) for
| | | |O- Luminance Calculations (not to scale)
L U M I N A I R E S U M M A R Y
Fixture Spacing along Roadway 25.000
Fixtures per Pole (Same Orientation) 1
Fixture Setback (Outside Curb) 1.50
Line X First Y Cycle Last Y Mounting ---Fixture--
No Qty Offset Fixture Increment Fixture Height Orient Tilt
1 5 -12.000 -75.000 50.000 125.000 10.0 90.0 5.0
4 4 8.800 -50.000 50.000 100.000 10.0 270.0 5.0
M E T E R A R R A Y F O R
H O R I Z O N T A L I L L U M I N A N C E
Measurement Units are in LUX
|---X Coordinates--->
Y 1.10 2.56 4.02 5.48 6.94
Coord 0.37 1.83 3.29 4.74 6.20
---------------------------------------------------------------------
45.00| 13.3 14.6 16.6 18.8 21.5 25.1 29.1 33.2 35.5 35.9
40.00| 15.3 16.2 17.0 18.0 19.2 19.9 20.7 21.0 20.4 19.5
35.00| 12.7 12.7 12.8 12.8 13.0 13.0 13.0 12.9 12.7 12.2
30.00| 11.2 11.2 11.1 <
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