道路照明灯具空间光分布测试与应用[6]

　　光度数据对于照明设计和照明计算而言，是非常重要的。当今的照明设计软件无论是反射器和折射器的设计，还是照明环境的真实模拟，无一不是以灯具的光度数据为基础。道路灯具经过分布光度计或成像光度计等测试设备可以获得其空间光度分布数据，根据CIE、IESNA、CIBSE等标准，可以将光度数据分别按各自不同的文件格式进行存储。现在国际上较为通用的几种光度数据文件为：*.IES(IESNA北美标准)、*.LDT(EULUMDAT欧洲标准)、*.TM4/*CIB (CIBSE英国标准)、*.CIE (CIE标准)。光度数据文件可以方便地用于灯具设计，照明设计及各类光度计算中，为设计人员提供灯具最原始的光度数据。

　　光度数据文件中一般均包含灯具的光通量、光源数量、功率、功率因数、灯具尺寸、灯具效率，光度测试时采用的测试角度，及其对应的光度数据值等信息。利用这些数据，我们可以针对不同的需要对灯具进行多种光度计算，并以形象的图表形式表示计算结果。

　　对于道路灯具而言，其光度数据的应用主要有以下几个方面：

　　1、 照明计算

　　随着软件技术的飞速发展，原本复杂的手工计算，已逐渐被照明设计软件所取代(如图15)。光度参数的计算内容主要是：照度计算、亮度计算、均匀度计算、眩光计算等。不少运算速度快、准确性好、操作方便和效果直观的软件已得到采用。目前应用比较广泛的软件有Simply lighting、Lumen micro 2000、Autolux v7和Photometric pro等等。

 

　　2、 灯具反射器和折射器的设计

　　灯具光学设计主要是反射器和折射器的设计，属几何光学中的非成像光学系统的设计，设计软件中都有光源和材料的数据库，供设计时选择和使用，这类软件的计算步骤大同小异，大致如下(如图16)：

　　(1)在光源数据库中选择一个需要的光源;

　　(2)用三维软件画上一个你认为满意的反射器或折射器，并将光源放在适当的位置上;

　　(3)利用软件进行计算;

　　(4)完成后检查一下灯具的配光中的各项参数是否满足预定要求;

　　(5)如没有达到设计要求，针对计算出的配光曲线中尚未满足的部分，调整反射器或折射器中相关部分，再次进行计算，如此反复修改，直至计算出的配光曲线中完全满足预定的要求。

　　行业较为流行的反射器设计软件有Photopia，Reflector CAD，SPEOS，Tracepro以及LightTools等。如图17 即为用Photopia 设计的路灯反光罩及其光线追踪效果图。

 

图17 灯具照明模拟

　　3、 照明环境的设计及照明效果的仿真和渲染

　　在照明领域中，照明设计软件已经广泛运用，它们的使用减少了繁重的手工劳动，完成了原来无法进行或只有极少数人能够做的工作。较常见的照明设计软件有：Dialux, Lumen Designer, Lightscape，AGI32，Calculux等

　　不少照明设计软件计算后都有等照度或等亮度曲线来表示它的数值分布，同时还有照明效果的仿真(如图18)，形象化地表示场所内的光照效果，如工作面上或道路上不同地方的明暗情况，用不同的灰度表示数值的高低。

　　城市道路的夜景照明越来越重视美化与装饰，它们既需要有不同的颜色，光线还需要有不同的强弱和阴影，因此对照明效果的仿真模拟已成为照明工程中越来越重要的一个环节。

图18 模拟照明效果图