船舶照度计算规范(正稿)

前言本照度计算方法是公司编制的设计规范，是船舶照明设计中照度计算的指导性技术文件。

本计算方法的编制以原公司標凖JNS26-006-94《船舶照度计算》为基础，参阅了有关资料，並吸取了本公司多年来在船舶设计中所取得的船舶照度计算的经验编制而成。

本计算方法具有以下特点：------- 本设计规范仅介绍手工计算方法，但对目前已在本公司有所应用的计算机程序计算方法也作了概念性介绍；------- 突出重点。

对目前在照度计算中应用很少的查诺模图法等不予介绍；------- 对每种计算方法增加了计算步骤，以使计算过程更清晰；------- 对利用系数法稍作修改，使之更实用；------- 扩展了点状光源的逐点法照度计算方法。

原標凖介绍的计算方法仅适用于配光曲线0º线与照度测定面垂直的场合，现扩展为任意交角；------- 扩展了线状光源的逐点法照度计算方法。

原標凖介绍的查曲线法应用局限性大，现介绍的解析式无理论误差、适用面广，若利用 Basic 语言或 Excel 软件辅助计算，计算工作将反而更简单；------- 较大幅度地扩充了资料性附录的内容。

------- 本规范要素的划分及表述规则按公司规范JNSR10-001-2001《设计规范编制规定》的编制要求进行编写。

本规范所代替的历次版本发布情况为：JNS26-006-94《船舶照度计算》。

1 范围本规范规定了船舶照度计算的方法：利用系数法、比功率法、逐点法等算法。

本规范适用于各类钢质船舶和海洋工程照度计算。

2引用標凖2.1 规范性引用文件CB/T 3485-93《船舶舱室照度计算与测量方法》DNV规范第6篇第8章（2001年1月）2.2 资料性引用文件《船舶设计实用手册》（电气分册）（1997年版）3定义3.1 配光曲线表示光源发光强度与方向之间关系的曲线。

3.2 利用系数（η）被照面上接受的有效光通量与光源发射的额定光通量之比。

3.3反射系数（ρ）表面反射光通量与入射光通量之比。

3.4室形指数（φ）在计算利用系数时，用来表示房间几何特征的数值。

3.5照度补偿系数 (K)考虑光源在使用期间，由于光通量的衰减及被照环境的变化而引起照度降低，在照度计算时予以考虑补偿的系数，系照明系统初始照度与保持照度之比。

3.6照度校正系数（Z）当舱室由不止1盏灯提供照明时，由灯具的相对位置及舱室尺度决定的系数。

3.7照度测定面（点）照度主要是指作业面的水平照度，一般以地面上800mm高处为测定面，走道以地面为测定面，扶梯以过扶梯中点的水平面为测定面，床头灯、镜灯以看书、剃鬚所必要的面为测定点。

用逐点法计算照度时，应取照度测定点为所求照度点。

3.8光通量、发光强度、照度光通量、发光强度、照度均按物理学的定义。

光通量的单位为流明（lm）；发光强度的单位为坎德拉（cd）；照度的单位为勒克斯（lx）。

3.9平面、直线、射线、线段、角平面、直线、射线、线段、角均按平面几何学和立体几何学的定义。

本规范中，线段XY简写为XY线，如ST线表示线段ST。

本规范中，长度和角的度量一般均取正值。

个别长度和角的度量取正负值者，在有关章节中特别说明。

长度的单位为米（m）；角的单位一般为度（º）。

少数公式中角的单位为弧度（rad）者，在有关章节中特别说明。

4计算依据a）照度要求；一些国家对舱室的最低照度有其各自的要求，但我国目前尚无这方面的规定。

若合同说明书未提及有关照度的要求，对国内船，计算时可参见附录A（资料性附录）表A.1；对出口船，应符合各有关当局或机构的规定，计算时可参考附录A（资料性附录）表A.2。

各船级社对一人值班驾驶室对驾驶室的照度有基本相同的要求。

一人值班驾驶室对驾驶室的最低照度要求可参考附录A（资料性附录）表A.3。

b）照明灯的光电参数；白炽灯泡的电装光电参数见附录B（资料性附录）表B.1，荧光灯的电装光电参数见附录B（资料性附录）表 B.2，高强气体放电灯（HID）的电装光电参数见附录B（资料性附录）表B.3。

c）照明佈置图；d）舱室佈置图；e）舱室天花板和墙面的表面颜色配色表册。

5照度计算方法5.1计算方法概述照度计算的目的为验证预选灯具及其佈置是否符合有关照度標凖的要求。

从理论上来说，照度计算应基于光源形状和灯具的配光曲线，並考虑舱室的反射光效应，对照度测定面上的有关测量点逐点计算。

然而，这样算法的计算工作量实在太大，手工计算一般不采用这样的算法。

目前，一些国际上著名的大公司根据其所产灯具的配光曲线並依据上述计算原理，编成计算机程序，适用范围广，计算所得结果与实测照度相当接近，效果很好。

若灯具制造厂提供这样的成熟计算程序，应尽量予以采用。

目前船舶照明设计中常用的照度计算手工算法有利用系数法、比功率法、逐点法等。

各种计算方法各有其特点和适用范围，在使用时应根据不同场合选用正确的计算方法。

此外，还有其它手工计算方法，如查诺模图法等，因目前船舶照明设计中应用不广，本规范未予列入。

5.2利用系数法（又称光通量法、流明法）5.2.1概述利用系数法是按舱室的几何特性预先确定灯具的数量和类型，根据舱室所需的平均照度和预选灯具的利用系数来计算所需的光通量，然后根据所需光通量决定灯具的数量和功率的方法。

本方法考虑了反射光的效应，适用于舱室内部平均照度的计算。

本方法仅考虑天花板和墙壁的一次反射效应，不考虑二次反射效应和地板、家具的反射效应。

5.2.2计算步骤利用系数法的计算步骤如下：a）确定被计算舱室的最低照度要求E。

除合同说明书另有要求外，最低照度要求E按附录A（资料性附录）表 A.1或表A.2或表A.3确定。

b）按预选灯具的佈置和第5.2.3.1节公式（1）计算每个灯具的最低光通量F。

在计算每个灯具的最低光通量F之前，应先按5.2.4至5.2.6的方法确定照度补偿系数K、照度校正系数Z和利用系数η。

c）从附录B（资料性附录）表B.1或表B.2查得预选灯具的光电参数（实际光通量）。

d）若算得的每个灯具所需的最低光通量大于预选灯具的实际光通量，则应重选灯具或增加灯具数並重新佈置灯具。

若采用增加灯具数並重新佈置灯具的措施，应在此基础上重复b）项计算。

e）若预选灯具的实际光通量大于算得的每个灯具所需的最低光通量，按第5.2.3.2节公式（2）复算实际照度。

5.2.3计算公式5.2.3.1 灯具的最低光通量计算S · E · KF = ---------------------------------------------------------- （1）N ·η·Z式中：F --- 每个灯具的最低光通量，lm；S --- 舱室面积，m2；E --- 要求达到的最低平均照度，lx；K --- 照度补偿系数，按5.2.4选择；N --- 灯具数量；η --- 利用系数，按5.2.6选择；Z --- 照度校正系数，按5.2.5选择。

5.2.3.2 实际平均照度计算F'E' = E · ------------------------------------------------------------------------ （2）F式中：E'--- 实际平均照度，lx；E --- 要求达到的最低平均照度，lx；F'---灯具的实际光通量；F --- 由（1）式算得的每个灯具的最低光通量，lm。

5.2.4照度补偿系数K的确定照度补偿系数K与舱室环境和光源类型（白炽灯、荧光灯）有关，其值可按附录C（资料性附录）表C.1选择。

5.2.5 照度校正系数Z的确定照度校正系数Z的值与灯具型式、灯具间安装距离L、安装高度H有关。

当舱室内只装1个灯具时，取Z = 1，否则按附录C（资料性附录）表C2选择。

在查表C.2之前，应先计算L/H的值。

L值应按下式确定。

如图1所示，当L1 = L2时，取L = L1 =L2； ------------------------------------------------- （3）当L1≠ L2时，取L = L1L2 --------------------------------------------------- （4）5.2.6 利用系数η的确定利用系数η与室形指数φ、反射系数ρ以及灯具的配光曲线有关。

图5.2.6.1 室形指数φ的确定设舱室长为A米，宽为B米，高为H米，则室形指数φ可由下式求得：A · Bφ = --------------------------------------------------------- （5）H ·（A + B）5.2.6.2 反射系数ρ的确定墙壁和天花板的反射系数ρ与反射面颜色有关，其值可按附录C（资料性附录）表C.3选择。

5.2.6.3利用系数η的确定根据室形指数φ和反射系数ρ，按附录C（资料性附录）表C.4选择。

5.2.7 计算实例利用系数法的计算实例见附录E.1。

5.3比功率法5.3.1 概述比功率法是根据各舱室的最低照度要求，选择其单位面积所需的照明灯泡功率数值（即比功率值），再根据舱室面积计算该舱室所需灯泡总功率，然后结合舱室的具体佈置情况确定照明灯具的规格、数量及每个灯的功率的方法。

比功率法是一种简易估算法，由于船舶舱室的形状普遍为矩形，而层高普遍为2~3米，各种计算参数实际选择范围较小，加之船用灯具的类别不多，因此比功率法虽为简易估算法，仍能得到满意的结果。

5.3.2 计算步骤比功率法的计算步骤如下：a）求取舱室面积S。

b）根据预选灯具的型式（如蓬顶灯、带灯罩荧光灯等）选取比功率值W S。

比功率值W S按附录D（资料性附录）表D.1选取。

表D.1给出的比功率值W S都有一范围。

一般而言，若考虑反射光的因素，W S可取小值；若不考虑反射光的因素，W S可取大值。

此外，若灯泡功率较大，W S可取得偏小；若灯泡功率较小，W S可取得偏大。

c）按5.3.3.1的公式（6）计算舱室所需灯泡总功率P。

d）确定灯具规格（如2×20W），並按5.3.3.2的公式（7）计算所需灯具数量N。

若计算表明预选灯具的型式不恰当，则应重新选择灯具，並在此基础上重复c）项计算。

5.3.3计算公式5.3.3.1舱室所需灯泡总功率P = W S·S -------------------------------------------------------------------------------（6）式中：P --- 舱室所需灯泡总功率，W；W S --- 单位面积所需功率（比功率）值W/m2，按附录D（资料性附录）表D.1选取；S --- 舱室面积，m2。