绿色照明设计中照度计算的解析方法

     摘要: 本文在视觉舒适度随照度变化的数学模型基础上，推导出了绿色照明设计中照度计算的解析公式。并将该解析公式应用于绿色照明的照度设计中，计算出几种光环境下绿色照明的照度范围。该解析方法的公式简洁明了、变量值获取方便，是一种绿色照明设计中具有广泛实用性的新方法。

　　随着能源“可持续发展”的理念在范围达成共识，绿色照明的理论及其设计方法已经成为照明设计领域内十分重要的研究课题。在文献［10］ 中本文作者以韦伯—费昔勒定律为基础，建立了视觉舒适Z 随照度变化的数学模型，为绿色照明的定量设计奠定了理论基础，得出了绿色照明设计中照度的确定方法。由于文献［10］ 中对照度的确定方法是采用: 首先由视觉舒适与照度关系的实验数据确定出视觉舒适度随照度的变化函数，根据变化函数绘出视觉舒适度随照度的变化图像，再由图像确定照度的取值范围。因此，该方法从严格的意义上讲是一种图像分析法。图像分析法存在一个明显的弱点就是没有给出待求量的解析表达式。从而无法知道待求量与影响因素之间的依赖关系，更无法对待求量进行解析研究。因此图像分析法从严格的意义上讲只是一种半定量方法。本文将在文献［10］ 建立的绿色照明的理论模型基础上，进一步推导出绿色照明中照度计算的解析公式，并研究它在绿色照明设计中的应用。

　　1 绿色照明的理论模型

　　在文献［10］ 中建立了视觉舒适度Z 随照度E满足:

　　其中展开系数an由视觉舒适与照度关系的实验数据确定。在文献［10］ 中取4 次幂时(1 ) 式就能很好地描述视觉舒适度与照度的关系。一般来讲幂次越高(1) 式越能准确描述视觉舒适度与照度的关系。但是，幂次取得越高所需要的实验数据就越多，分析其特征也越困难。取2 次幂时仅需要3 组实验数据，取3 次幂时需要4 组实验数据，取4 次幂时需要5 组实验数据。为了比较2 次幂、3 次幂、4 次幂时视觉舒适度随照度变化的特征，利用表1 中的实验数据计算出2 次幂、3 次幂、4 次幂时视觉舒适度随照度变化的函数关系为:

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