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道路照明设计,路面反射系数怎么取值?
时间:2020-05-23 来源:LED灯厂家 网址:http://www.woomiled.com

道路的亮度,是由路灯的照明效果以及路面的反射系数决定的。这也意味着,对路面照明进行设计的设计师们必须清楚路面的反射性如何,但这实际上并不容易。几十年前的路面反射性测量器不好用还会出状况,并且重的吓人,现在的可携带式的反射性测量仪就先进多了,也比较方便。但是小知却想告诉大家,对现在来说,这些并不是必须的。

我们可以将道路进行简单分类。如果我们知道某个路面的材质,并且采集到了2到3种路面的材料反射性参数,那么在看到在别的路面也是用大致相似材质的时候,大概就能通过观察这些材质,与收集到的路面材料进行颜色对比,或者是比平均水平更加光洁的路面,这样就能估算出来它们的反射系数是多少了。

关于知道如何得到路面反射系数,这个也许是一个很困难的事情,用电脑程序帮助你计算则是个好的选择,我们称这个计算结果为标准路面反射系数表。一共只有四张表格,我们可以从中选出所需要的参数,这样就简便多了。

在道路照明中,必须要了解路面反射系数。路面平均反射系数越高,在相同的结果下,所需要的路灯越少,因此很值得去尽量提高路面反射系数,从而减少对路灯的需求,这个很有利于节省能源。如果有机会把路面颜色弄的更浅,将路面颜色提亮10%,这样就可以在不改变路面亮度的前提下减少10%的灯光,从而节省更多能源,而不是只想着如何提高路灯的亮度。

不过也有人会有疑问,如果这样提高了路面反射性,当下雨时,道路会不会有什么问题?这个问题需要看具体情况。提升路面反射性主要分两种方法,一是提高路面的光滑度,另一种就是使路面颜色变浅。因此,如果只是将路面颜色变浅,却保持路面不光滑,并没有镜面效果,如果像镜子一样,下雨时候可能就会变得很滑,导致事故的发生。因此需要保持着让路面有一种散射性,让路面更加有颗粒感,更加粗糙。这意味着我们必须很清楚路面材质,你必须确保路面在潮湿后,不会为了提高亮度而导致事故可能性的存在,这需要很好的掌握二者之间的平衡点。

为了机动车道路照明所用,如何定义道路路面反射系数。如果想要定义一个墙面,这面墙相对来说比较粗糙,其表面有漫射性,它能把各个方向上的光线以相同强度反射出去,相对来说散射性较强,这样你们就能定义这个散射性表面是哑光表面。因此,用单一的一种反射系数我们就能定义这样的一个表面,而且这适用于从各个角度看过去的结果。无论是从什么角度看,都能够发现它会以相同强度向各个方向反射光线。

但是这个情况不适用于道路表面。这也就意味着在不同入射角度上的灯光,在路面上是有不同的区别的。

这张图上的道路各处路面完全一致,这也是人们钟爱的道路,长长的道路,每一处的路面反射系数都是一致的,没有暗区或是黑点,也没有特别光亮的地方,完全是一样的路面。即便这样,也是不能只使用一个参数,一个反射系数去定义它。

但是,为什么?因为道路表面对于驾驶员来说并不完全是散射面。

往灯具安装位置竖直往下可以做成一个镜像面,镜像两边都有一个相同入射角度的点,但这个对于汽车驾驶员来说,却有远近之分。同样的入射角度的两个点,靠近驾驶员的点,光线更容易反射到车中,甚至如果我们在观察员和光源之间划一条直线,那么在这条直线上的这些点上的反射性就会很高。而在相反方向另一条直线上的点位置,或许入射角度的数值还是一样,灯光同样地会反射到远方去,但是那边并没有汽车驾驶员。光线必须转向再反射到车中,于是我们就只能够看到远方反射回来的微弱灯光。

换句话来说,在这种情况下,反射到车中的光需要依据观察员、灯的安装位置,以及路面上的其他事物等位置情况三大因素的基础上判断。因此,即使路面的反射系数一致,最终反射到车上的光的亮度也会是不一样的。

L=q(β,γ)E(α,γ)

亮度值可以用这个方程式很容易地得出,Lp 是指某点位置的亮度,等于照射到这个点 P 上的总的水平面照度 Ehor,乘以一个系数。这个系数根据路面能反射到驾驶员位置光线的多少而定,我们称它为光线反射系数 q,q系数关系到 γ 和 β,并且还关系到 α,α 指的是观察员看前方不同距离,视线和地面所形成的不同夹角,β 为光的入射平面和观察平面之间的角度,γ 为入射光的垂直角。

机动车驾驶员看的是前方60米到160米的距离,当驾驶员看向前方60米到160米距离的时候,α 角度会在60米距离的入射角1.5度到160米距离的入射角0.5度之间变化。很久之前便已有了结论,α 角度在变化时,q 几乎是没有变化的,所以我们并不需要考虑 α 角度是否会引起 q 的变化。因此如果我需要定义这条路面的反射系数,我保证整条路面每个地方都相同,我就需要一张有两个坐标指数的表格,也就是路面反射系数参考表。

这种路面反射系数参考表适用于机动车驾驶员,也就是 α 角度在0.5到1.5度之间。因此并不适用于行人,我不能把它用在行人上,因为对行人来说,他们的视线与地面形成的夹角会更大,因此这张表格就不适用了。根据测量出的各个角度的数据,我们再参照表格,就能够得出我们想要的路面点位置的 q 值了。


因此如果想要计算亮度,我们需要做两件简单的事情。第一,需要拥有路灯的配光资料,我们就能知道这盏路灯在各个方向上有多少光通量。第二,还需要知道这盏路灯在这个路面点上有多少光通量,你们就能计算这里的水平照度值,然后我们再把水平照度值乘以基于这个位置点和观察者位置的 q 值。

实际上计算出数据并不困难,但是人们很难通过手算来得出结果。因为不同路面点上的水平照度也不一样,光强度也不一样,因此就必须重新计算水平面照度,而由于 γ 和 β 数值的不同,q 数值也会不一样。所以人们必须为不同光强度点位做照度计算,然后才能乘以不同的系数q,因此理论上这并不困难,但是很花时间,所以只能用电脑来做这个工作。因为路面上不仅仅只有一盏灯,别的地方还会有灯,它会影响到那边的路面点位,必须将其他地方的灯也同时计算进去,这会非常花时间。

 



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