道路照明計算通常包括路面上任意點的水平照度（下面均簡稱照度）、平均照度、照度均勻度、任意點的亮度、亮度均勻度（包括總均勻度和縱向均勻度）、不舒適眩光和失能眩光的計算等。

進行照明計算時，必須預先知道所選用燈具的光度數據（見第三章第二節）、燈具的實際安裝條件（安裝高度、間距、懸挑長度、仰角及布置方式）和道路的幾何條件（道路的橫斷面及各部分的寬度、路面材料及其反光性能等）以及所采用的光源類型和功率等。

       第一節   照度計算

一、計算條件的若干規定

進行路面照度計算時，計算地段的選擇和計算點的設置等應與測量路面照度的規定相同，見第八章第二節。

二、路面上任意點照度的計算

1、根據等光強曲線圖進行照度計算

如圖7-1所示，一個燈具在P點上產生的照度為（160頁有一公式）

式中  Iγc——燈具指向γ角和c角所確定的P點的光強；

γ——垂直角（或高度角）；

c——水平角（或方位角）；

h——燈具的安裝高度。

N個燈具在P點上產生的總照度（160頁有一公式）計算時，首先應根據計算點P的位置確定其相對于每個燈具的座標γ1、c1，并從該種燈具的等光強曲線圖找出每個燈具指向P點的光強值，然后代入式（7-1）計算，分別求出每個燈具對P點照度的貢獻Epi，最后根據式（7-2）求和，并乘以klm(千流明)為單位的光源光通量和適當的維護系數，便可求得P點的總照度。

計算某點的照度時，需要考慮和計算幾個燈具對該點照度的貢獻呢？經過分析和計算可以得出結論：對精度要求不是很高的一般計算，只需考慮該點周圍3~4個燈具就可以了。

需提醒注意的是，從燈具的天頂等面積網等光強曲線圖上找燈具指向計算點的光強時，要注意燈具的仰角。若燈具的仰角為0˚，則可直接從等光強曲線圖上讀出（或內插求出）。若燈具的仰角不為0˚而是α ，則需另畫一張和天頂等面積網等光強曲線圖的網格大小相同的透明復蓋圖（可畫在硫酸紙上），將它疊加在等光強曲線圖上，讓兩圖完全重合，然后令透明復蓋加在等光強曲線圖上，讓兩圖完全重合，然后令透明復蓋圖繞原點（c=0˚，γ=90˚）向順時針方向轉過α ，再從透明覆蓋圖上讀出（或內插求出）光強值。

2、根據等照度曲線圖進行計算

若燈具的光度測試報告還給出了燈具的等照度曲線圖，我們也可以用它來進行照度計算。一種辦法是，可以在同一張等照度曲線圖上標出計算點相對于各個燈具的位置，讀出各個燈具（同樣是計算點周圍3~4個燈具）對計算點照度的貢獻，然后求和，最后再換算成照度絕對值。另一種辦法是首先將等照度曲線圖復印在透明紙上制成透明覆蓋圖，然后將它疊加在與其比例相同的道路平面圖上。令覆蓋圖的原點和第一個燈具的位置重合，讀出第一個燈具在計算點上產生的照度。依次類推可分別讀出計算點周圍3~4個燈具在計算點上分別產生的照度，再求和并換算成照度絕對值。

換算成照度絕對值時應注意實際使用的等照度曲線圖是哪一種形式（見第三章第二節）。若是相對等照度曲線則需乘以最大照度值；若是給出了絕對值的等照度曲線則需乘上以klm為單位的光源光通量。若燈具實際安裝高度和繪制等照度曲線所使用的高度不同，則尚需進行高度修正。

三、路面平均照度計算1、數值計算

根據本章第一節和第八章第二節內容確定好各計算點，進而計算出各點的照度，然后計算出路面上的平均照度，計算公式為（161頁有一公式）

式中   Eav——路面平均照度；

Ei———第I個計算點上的照度；

Ｎ——計算點的總數。

２、根據利用系數曲線圖進行計算

計算一直線路段上的平均照度最容易、最迅速的方法是采用燈具光江測試報告中給出的利用系數曲線圖，通過下面公式進行計算（162頁有一公式）

式中    η——利用系數。根據道路的寬度和燈具的安裝高度、懸挑長度和仰角，從燈具的利用系數曲線圖中查出；

Φ——光源光通量；

M——維護系數，隨燈具的密封程度、使用環境條件及維護狀況的不同而異，一般為0.5~0.7;；

N——每個燈具內實際燃點的光源數目；

W——路面寬度；

S——燈桿間距。

四、照度均勻度的計算

通常道路照明標準規定的照度均勻度（G）為路面上的最小照度（Emin）與平均照度（Eex）之比，即   g=Emin/Eex      (7-5)

有時還要考慮平均照度與最小照度之比（Eex/Emin）、平均照度與最大照度(Emax)之比（Eex/Emin）、最大照度與平均照度之比（Emin/ Eex）、最小照度與最大照度之比（Emin/Emax）或最大照度與最小照度之比（Emax/ Emin）。Eex可以通過式（7-3|或式（7-4）進行計算，現在的問題是如何確定Emin和Emax。若是采用數值計算方法求出Eex，則Emin和Emax可從計算得到的一系列規則布置的點的照度值中挑出。若是采用利用系數法求出Eex，則我們可通過下列途徑確定Emax和Emin。

關于最大照度點，如果燈具在各個垂直截面上的光強分布均滿足不等式I0≥Iγcos3γ(其中I0為燈具垂直向下光強，Iγ為垂直角等于γ方向光強)，則最大照度點通常在燈下。若在某一垂直截面上I0＜Iγcos3γ,則可以預計最大照度點就在這個平面附近，但這種情況很少出現，而且當通常所考慮的區域為有限時就更是如此。

關于最小照度點，若采用的是具有旋轉對稱光分布的燈具，則最小照度有可能出現在圖7-2中的A、B、C3點處。而實際上燈具的光分布往往是非對稱的，最小照度點會偏離A、B、C3點一些。確定了最大和最小照度點，再計算在這些點上的照度就不難求出照度均勻度了。五、計算舉例

1、由等照度曲線計算路面上某點的照度

[例7-1]如圖7-3所示，有一條單幅路，路面寬度w=10m，采用單側布燈，燈具安裝高度h=10 m，燈桿間距S=20m，燈具仰角為0˚。燈具仰角為0˚時的相對等照度曲線圖如圖7-4所示，并假定光源光通量為22500 lm。求圖7-3中P點的照度。

解（1）確定自燈具排列線到P點的橫向距離（以安裝高度的倍數表示）

              d=6m=0.6h

在等照度曲線圖（見圖7-4）上畫一條與縱軸平行、距燈具排列線（0線）為0.6h的直線A—A。

（2）根據圖7-3的幾何尺寸，確定每個燈具至計算點P的向距離（以安裝高度的倍數表示）   L1到P     l1=25m=2.5h

     L2到P     l2=5m=0.5h

     L3到P     l3=15m=1.5h

然后在圖7-4中沿A—A線，根據剛計算所得的各個燈具到計算點的縱向距離l1、l2、l3，標示出計算點相對于各個燈具的位置L1、L2、L3。

（3）在圖7-4中分別讀出在這3個點上的相對照度值，并計算P點上的總照度

         EL1=Emax×3%

         EL2=Emax×53%

         EL3=Emax×13%

  E總=EL1+EL2+EL3=Emax×69%

其它燈具對P點照度的貢獻，在此可忽略不計。（166頁有一公式）

2、根據利用系數曲線計算路面的平均照度

[例7-2]已知路面寬度為15m，采用左側單排布燈，燈的安裝高度為12m，燈桿間距為36m，懸挑長度為2m，仰角為5˚，見圖7-5。燈具相應的利用系數曲線，如圖7-6所示。燈具內安裝250W高壓鈉燈，額定光通量為22500 lm，維護系數為0.6。試求：①左側半寬路面的平均照度；②右側半寬路面的平均照度；③整個路面的平均照度。

解（1）求左側半寬路面的平均照度。

從圖7-6中查出利用系數值。

人行道側  w/h=2/12=0.167  η1=0.035

車道側    w/h=5.5/12=0.46  η2=0.24

總利用系數 η=η1+η2=0.035+0.24=0.275

根據公式（7-4）計算得平均照度（167頁有一公式）

（2）求右側半寬路面的平均照度。

從圖7-6中查出利用系數

車道側   w/h=5.5/12=0.46~w/h=13/12=1.08

      η0~0.46=0.24~η0~1.08=0.35

η0.46-1.08=0.35-0.24=0.11

根據公式（7-4）計算得平均照度（167頁有一公式）

（3）求整個路面的平均照度

從圖7-6中查出利用系數值。

人行道側   w/h=2/12=0.167     η1=0.035

車道側     w/h=13/12=1.08     η2=0.35

總利用系數  η=η1+η2=0.385

平均照度  Eex=0.385×22500×0.6×1除以36×15=9.6 lx

還可以根據（1）、（2）項計算結果直接求平均值

Eex=（13.8+5.5）/2=9.6 lx

從上面計算結果可以看出：按單側布置方式設燈的道路，其安裝燈具一側路面的平均照度比不裝燈具的另一側路面的平均照度高得多，因而整個路面照度均勻度比較差。3、照明設計和計算綜合題

[例7-3]有一條混合交通單幅路，柏油路面，寬度為12m，確定采用北京吉樂燈具廠生產的LD-8501型燈具和高壓鈉燈。路面照度要求達到主干路的水平，圖7-7和圖7-8分別為該燈具的等光強曲線圖和利用系數曲線圖。試講行道路照明設計和照度計算。

解1、道路照明設計

1）根據《城市道路照明設計標準》，主干路要求維持平均照度達到15 lx。

2）因路面寬度僅為12m，故可選擇單側布置方式設燈。

3）該燈具最大光強角小于65˚，而且80˚和90˚角光強值也符合截光型燈具要求，故應按截光型確定燈具的安裝高度（h）與道路有效寬度（weff）及燈具的安裝間距（S）與高度的關系，即h≥weff,S≤3h。

4）因采用單側布燈，并且要確保整個路面有較好的照度均勻度，所以懸挑要適中，可選擇懸挑長度O=2m則

安裝高度   h=weff=12-2=10m   間距S=30m

仰角  α=0˚或5˚、10˚、15˚待計算后確定

2、道路照明的計算

（1）路面平均照度的計算。

1）由利用系數曲線圖（見圖7-8）查利用系數η。

人行道側   w1=2m，則w1/h=0.2

車道側   w2=10m，則w2/h=1

若仰角為0˚時，則η1=0.14，η2=0.29；η0˚=0.14+0.29=0.43。

若仰角為5˚時，則η1=0.1，η2=0.353；η5˚=0.1+0.353=0.453。

若仰角為10˚時，則η1=0.06，η2=0.40；η10˚=0.06+0.40=0.46。

結果表明η0˚<η5˚<η10˚

因而從利用系數考慮，燈具仰角應選10˚或更大一些（從實際計算可知仰角15˚的利用系數和10˚的一樣，仰角再增加利用系數就開始減少），但考慮到LD-8501型為圓球燈，上下半球采用不同顏色材料，中間有一金屬圈，仰角不些又能比較美觀，而且5˚和10˚的利用系數差不多，故選定5˚仰角。

2）確定維護系數

LD-8501型為有透光罩的燈具，假定一的清掃一次，并參考《城市道路照明指南》呂的規定，得到維護系數為M=0.88×0.75=0.66

3)高壓鈉燈光通量：250W   Φ=22500 lm

100W   Φ=7000 lm

4）根據公式（7-4）計算平均照度。

先選定250W高壓鈉燈，并把有關參數代入公式（7-4），得（170頁有一公式）

原先要求達到15 lx，現在為18.7 lx，略超過一點，故本設計方案可行。

5）也可以把所要求的照度（Eex）代入公式（7-4）求出光源光通量，再找與此光通量接近的光源功率（170頁有一公式）

與此值接近的高壓鈉燈功率是250W，我們可選它。然后再把250W高壓鈉燈的光通量代入式（7-4）去計算，最后得到的照度為18 lx。

若想把照度降低一點，讓它盡可能接近15 lx，則可以適當加大一點間距（S），但不宜擴大太多，否則會影響均勻度。當然也可以采用替代型215W高壓鈉燈，但考慮到它不是與高壓鈉燈鎮流器匹配的正規系列產品，新修道路一般不宜選用它。

（2）路面上某點水平照度的計算。

如圖7-9所示，要求計算P點的照度。

對于精度要求不是很高的一般計算，只考慮P點周圍L1、L2和L33個燈具貢獻就可以了。

1）首先確定P點相對于L1、L2和L3的坐標分別為（c1，γ1）、（c2，γ2）和（c3，γ3），見圖7-9。

對L1  tgγ1=√(30-4)2+42  除以10=26.3/10=2.63

cosc1=26/√(30-4)2+42=26/26.3=0.9886   ∴γ1=69˚, c1=8.7˚

對L2  tgγ2=√42+42除以10=5.565/10=0.5656    ∴γ2=29.5˚, c2=180˚-45˚=135˚

對L3  tgγ3=√(30-4)2+42  除以10=34.234/10=3.423   ∴γ3=73.7˚, c2=180˚-cos-1(34除以√(30-4)2+42 =180˚-6.7˚=173.3˚

2)從等光強曲線圖(見圖7-7)上分別讀出L1、L2和L3指向P點的光強值．

當燈具為水平安裝即仰角為0˚時，可直接從等光強曲線圖上讀出或內插求出，而今選定仰角為5˚，故應令透明覆蓋圖繞中心點（c=0˚，γ=90˚）向順時針方向旋轉5˚，再按透明覆蓋圖角度坐標在等光強曲線圖上取光強讀數，得

ＬL1=120cd；ＩL2=195cd；IL3=80cd

3)由公式（７-１）和式(7-2)計算P點的照度值為（172頁有一公式）

而 cos3γ1=0.0460 ，cos3γ2＝０.6592， cos3γ3=0.0221，

得ＥＰ＝（120/100）×0.0460+(195/100)×0.6592+(80/100)×0.0221

     =0.0552+1.2854+0.01768=1.3583

當光源光通量Φ＝22500 lm，維護系數Ｍ＝0.66時，得

ＥＰ=1.3583×(22500/1000)×0.66=20 lx