道路照明标准IES与CIE引用设计之差异.docx
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道路照明标准IES与CIE引用设计之差异
道路照明标准IES与CIE引用设计之差异（表）
2007-6-2911:
56:
16作者：
来源：
照明工程师社区（楼仁华）浏览量：
493次网友评论：
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摘要：
一般道路照明最常引用之国外标准不外是北美照明协会（IES）及国际照明委员会（CIE）之标准，然而此两标准在引用时有些许之差异，本篇就以在道路照明设计上之相关项目，并与以比较，以供参考。
本篇以照明水准、灯具、计算方式等三大部分来探讨IES标准及CIE标准之差异。
（一）照明水准
1.辉度标准
（1）IES标准推荐值
道路總類及分類
平均輝度值（cd/㎡）
均勻度
光幕輝度比
備註
平均輝度/最低輝度
最高輝度/最低輝度
光幕輝度/
平均輝度
高速公路A
0.6
≦3.5
≦6
≦0.3
交流道
高速公路B
0.4
≦3.5
≦6
≦0.3
快速
道路
商業區
1.0
≦3
≦5
≦0.3
-
混合區
0.8
≦3
≦5
住宅區
0.6
≦3.5
≦6
主要
道路
商業區
1.2
≦3
≦5
≦0.3
混合區
0.9
≦3
≦5
住宅區
0.6
≦3.5
≦6
次要
道路
商業區
0.8
≦3
≦5
≦0.4
混合區
0.6
≦3.5
≦6
住宅區
0.4
≦4
≦8
其他
道路
商業區
0.6
≦6
≦10
≦0.4
混合區
0.5
≦6
≦10
住宅區
0.3
≦6
≦10
道路總類
周圍亮度
平均輝度值（cd/㎡）
均勻度
縱向均勻度
眩光限制
備註
最低輝度/平均輝度
最低輝度/平均輝度
眩光控制指數（G）
門檻增量值（TI.）
高速公路
2
≧0.4
≧0.4
≧0.7
≧6
≦10﹪
汽車道路
快速道路
2
≧6
≦10﹪
汽車道路
主要道路
亮
2
≧5
≦10﹪
汽車道路
暗
1
≧6
≦10﹪
汽車道路
環路或放射狀路
亮
责任编辑:
Oscar
窗体顶端
窗体底端
道路總類及分類
平均照度值（LUX）
均勻度
備註
路面總類
R1R2andR3R4
平均照度/最低照度
高速公路A
6
9
8
≧3
交流道
高速公路B
4
6
5
≧3
快速道路
商業區
10
14
13
≧3
混合區
8
12
10
住宅區
6
9
8
主要道路
商業區
12
17
15
≧3
混合區
9
13
11
住宅區
6
9
8
次要道路
商業區
8
12
15
≧4
混合區
6
9
11
住宅區
4
6
8
其他道路
商業區
6
9
10
≧6
混合區
5
7
8
住宅區
3
4
5
（2）CIE標準推薦值
無敘述。
3.IES標準與CIE標準對於照明水準之差異如下：
（1）CIE標準推薦值較IES標準推薦值為高。
（2）就均勻度IES標準有定義最高輝度/最低輝度，而CIE標準有定義每個車道的縱向均勻度。
（3）就眩光來講，IES標準有定義等效光幕輝度比，而CIE標準有定義眩光控制指數及門檻增亮值。
（4）CIE標準並無敘述照度標準，主要以輝度為標準，如要由照度換算至輝度，需經過一R－表，係為道路表面反射係數。
（二）燈具
1.IES標準燈光之分佈型態
（1）垂直光之分佈（圖一）
依燈具最大光度中心點照射到路面上之範圍與燈具間之水平距離落點距離而分成以下三種：
短分佈，其燈具最大光度中心點照射至路面之範圍與燈具間之水平距離，為燈具設置高度之1.0至2.25倍，其設置最大桿距為燈具設置高度之4.5倍。
中分佈，其燈具最大光度中心點照射至路面之範圍與燈具間之水平距離，為燈具設置高度之2.25至3.75倍，設置最大桿距為燈具設置高度之7.5倍。
長分佈，其燈具最大光度中心點照射至路面之範圍與燈具間之水平距離，為燈具設置高度之3.75至6倍，設置最大桿距為燈具設置高度之12倍。
（2）側面光之分佈（圖二）
側面光之分佈，以燈具最大光度50﹪形成之軌跡所涵蓋之範圍，標準分佈型態有以下五：
型一分佈，涵蓋之範圍為道路側及人行道側路寬為燈具高度之1.0倍以內者。
型二分佈，涵蓋之範圍為道路側路寬為燈具高度之1.0至1.75倍者。
型三分佈，涵蓋之範圍為道路側路寬為燈具高度之1.75至2.75倍者。
型四分佈，涵蓋之範圍為道路側路寬為燈具高度2.75倍以上之寬廣道路。
型五分佈，涵蓋之範圍為，對各方向均能獲得路寬為燈具高度之1.0倍以內者。
（3）控制光度分佈
燈具依其對眩光之影響可區分為以下三種：
遮蔽型，係其燈具光源之光束每1000流明在水平90度角之光度不超過。
25cd及在水平80度角之光度不超過100cd。
半遮蔽型，係其燈具光源之光束每1000流明在水平90度角之光度不超過50cd及在水平80度角之光度不超過200cd。
無遮蔽型，此型燈具對眩光作用並未做限制。
2.CIE標準燈光之分佈型態
（1）燈光之最大投射角（圖三）
依燈具最大光度90﹪之中心軸與燈具垂直線照射到路面上所涵蓋之範圍而分成以下三種：
短投射，燈具最大光度90﹪之中心軸與燈具垂直線照射到路面上所形成之角度小於60度者。
中投射，燈具最大光度90﹪之中心軸與燈具垂直線照射到路面上所形成之角度介於60度至70度之間者。
長投射，燈具最大光度90﹪之中心軸與燈具垂直線照射到路面上所形成之角度大於70度者。
（2）燈光之幅度（圖四）
依燈具最大光度90﹪照射到路面上與燈具垂直線所涵蓋之範圍而分成以下三種：
窄幅度，燈具最大光度90﹪照射到路面上與燈具垂直線所形成之角度小於45度者。
中等幅度，燈具最大光度90﹪照射到路面上與燈具垂直線所形成之角度介於45度至55度之間者。
寬幅度，燈具最大光度90﹪照射到路面上與燈具垂直線所形成之角度大於55度者。
（3）燈具特性指標（SLI）
燈具依其對駕駛者不適眩光之影響可區分為以下三種：
限制型，燈具特性指標小於2者。
舒適型，燈具特性指標介於2及4者。
嚴格型，燈具特性指標大於4者。
SLI=13.84－3.31logI80＋1.3log（I80/I88）0.5－0.08log（I80/I88）+1.29logF+C
I80：
光度，燈具光角度80度在平行車道軸之方向（cd）
I80/I88：
燈具光角度80度與燈具光角度88度之光度比
F：
閃爍面積由燈具在76度方向產生
C：
顏色因數，依燈泡總類而定
－低壓鈉氣燈：
＋0.4
－高壓鈉氣燈：
＋0.1
－水銀燈：
－0.1
（4）控制光度分佈
燈具依其對眩光之影響可區分為以下三種：
遮蔽型，係使其最大光度之涵蓋範圍與燈具垂直線間之夾角小65°及其燈具光源之光束每1000流明在水平90度角之光度不超過10cd及在水平80度角之光度不超過30cd。
半遮蔽型，係使其最大光度之涵蓋範圍與燈具垂直線間之夾角小75°及其燈具光源之光束每1000流明在水平90度角之光度不超過50cd及在水平80度角之光度不超過100cd。
無遮蔽型，此型燈具對眩光作用並未做限制。
3.IES標準與CIE標準對於燈具燈光型態之差異如下：
（1）IES之側面光之分佈相當於CIE之燈光之最大投射角
（2）CIE之燈光之幅度相當於IES之側面光之分佈與垂直光之分佈之組合。
（3）控制光度分佈CIE標準較IES標準嚴格。
（4）CIE標準較IES標準多一個對不適眩光之規定。
（三）計算方式
1.計算公式
IES
CIE
照度（Ep）計算：
（詳圖五）
n
Ep＝ΣIi（∮i，γi）/h2×cos3γi
i=1
照度（Ep）計算：
（詳圖五）
n
Ep＝ΣIi（ci，γi）/h2×cos3γi
i=1
輝度（Lp）計算：
（詳圖五及表3.1）
n
Lp＝ΣR（βi，γi）×I（∮i，γi）/h2
i=1
輝度（Lp）計算：
（詳圖五及表3.1）
n
Lp＝ΣR（βi，γi）×I（ci，γi）/h2
i=1
光幕輝度（Lv）計算：
n
Lv＝Σ10Evi/（θi2+1.5θi）
i=1
光幕輝度（Lv）計算：
n
Lv＝Σ10Evi/θi2
i=1
門檻增量值（TI.）計算：
0.05cd/㎡≦Lav（平均輝度）≦5cd/㎡
TI.＝65×Lv/Lav0.8
Lav（平均輝度）≧5cd/㎡
TI.＝95×Lv/Lav1.05
眩光控制指數（G）計算：
G=13.84－3.31logI80＋1.3log（I80/I88）0.5－0.08log（I80/I88）+1.29logF+0.97logLav＋4.41logh’－1.46logp＋C
n：
表燈具數
Ev：
眩光光源所生的角膜照度
θ：
眩光光源中心和觀測者之間所形成之角度
I80：
光度，燈具光角度80度在平行車道軸之方向（cd）
I80/I88：
燈具光角度80度與燈具光角度88度之光度比
F：
閃爍面積由燈具在76度方向產生
h’：
觀測者和燈光間之高度差
p：
每1000M之燈光數目
C：
顏色因數，依燈泡總類而定
－低壓鈉氣燈：
＋0.4
－高壓鈉氣燈：
＋0.1
－水銀燈：
－0.1
表3.1標準路面種類
等級
QO
S1
S2
反射型式
備註
R1
0.1
0.25
1.53
大部分擴散反射型
水泥路面
R2
0.07
1.11
2.38
混合型
柏油路面
R3
0.07
0.58
1.80
少部分鏡面反射型
柏油路面（一般道路使用）
R4
0.08
1.55
3.03
大部分鏡面反射型
柏油路面
QO：
平均輝度係數
S1：
反射因數1S1＝R（0,2）/R（0,0）
S1：
反射因數2S2＝QO/R（0,0）
R（0,0）：
β＝00及γ＝00（詳圖五）
R（0,2）：
β＝00及γ＝arctan2＝63.40（詳圖五）
2.計算方式之差異
IES
CIE
定義：
順向是指觀測方向（車行方向）
逆向是指面對觀測者方向
燈光週期是指在相同車道邊燈具間之距離
一週期＝一個單邊排列間隔或二個交錯排列間隔之增量
定義：
和IES同
燈光配置：
從點矩陣邊逆向至少一個燈光週期
從點矩陣邊順向至少四個燈光週期
燈光配置：
從計算點開始逆向不超過5個燈桿高度
從計算點開始順向不超過12個燈桿高度
點矩陣（縱向）：
增量≦5M，至少10點
從相鄰接的燈桿位置開始計算
計算到比一個增量少之下一個相同車道邊燈桿位置
點矩陣（縱向）：
和IES同
點矩陣（橫向）：
每個車道計算2列
從車道左邊1/4車道寬開始計算
增量（間隔）＝1/2車道寬
點矩陣（橫向）：
每個車道計算5列
從車道左邊1/10車道寬開始計算
增量（間隔）＝1/5車道寬
照度：
使用以上定義之點矩陣
平均照度＝所有矩陣點之平均
平均照度/最小照度之均勻度
最大照度/最小照度之均勻度
照度：
（CIE無敘述）
使用以上定義之點矩陣
平均照度＝所有矩陣點之平均
最小照度/平均照度之均勻度
最小照度/最大照度之均勻度
輝度：
使用上面定義之點矩陣
觀測者眼睛高度為1.45M（4.757in）
觀測者位置為從每一計算點後退83M（272.3in）之位置（詳圖六）
觀測者隨著每一列計算點而橫向移動
平均輝度＝所有矩陣點之平均
平均輝度/最小輝度之均勻度，所有點
最大輝度/最小輝度之均勻度，所有點
縱向均勻度，在任何單一1/4車道寬列最大輝度/與最小輝度
輝度：
使用上面定義之點矩陣
觀測者眼睛高度為1.5M（4.92in）
觀測者位置為從第一列之計算點後退60M（196.85in）之位置（詳圖七）
觀測者固定在橫向從車道左邊1/4車道寬位置
平均輝度＝所有矩陣點之平均
最小輝度/平均輝度之均勻度，所有點
最小輝度/最大輝度之均勻度，所有點，無敘述
縱向均勻度，觀測者在每一車道之中心點，計算每一車道每一列之最小輝度/最大輝度
光幕輝度（減能眩光）：
多觀測者
使用上面定義之燈具配置
觀測者在橫向點矩陣位置如上定義
觀測者在縱向點矩陣位置如上定義
觀測者往車道邊平行方向看
觀測者往平行方向看道路表面
光幕輝度比（光幕輝度/平均輝度）
光幕輝度（減能眩光）：
單一觀測者
使用燈具配置需超過500M或影響少於2﹪
觀測者在橫向從車道左邊1/4車道寬位置
觀測者在縱向，往上20度遮蔽角內之所有燈具（交錯排列則需考慮兩邊）
觀測者往車道邊平行方向看
觀測者注視的點在道路90M（295.3in）遠處
用光幕輝度來計算門檻增量值（TI.）
不適眩光：
無敘述
不適眩光：
眩光控制指數之計算
3.電腦計算之比較
（1）IES電腦照度計算
Project:
IES-Illuminance
AllUnitsofLinearMeasureareinMETERS
LaneWidth3.65
LaneQuantity（OneSideofMedian）2.00
MedianWidth3.20
InitialLumens26000
LightLossFactor0.650
ROADWAYLAYOUT
1234<--------Curb&FixtureLineNumbers
||||（Note:
CurbLine3istheYaxis）
||||
||||O-
||||PoleConfiguration:
||||StaggerThruMedian
-O||M||
||||
||E||
||+----+O-<---+
||D|......||
|||......||
-O||I|......|>--meterarray（Onefixturecycle）
|||......||
||A|......||
||+----+O------+------>Xaxis
||N||
||||
-O||||
||||
|||*|<-----ApproximateObserverLocation（s）for
||||O-LuminanceCalculations（nottoscale）
LUMINAIRESUMMARY
FixtureSpacingalongRoadway25.000
FixturesperPole（SameOrientation）1
FixtureSetback（OutsideCurb）1.50
LineXFirstYCycleLastYMounting---Fixture--
NoQtyOffsetFixtureIncrementFixtureHeightOrientTilt
16-12.000-75.00050.000175.00010.090.05.0
458.800-50.00050.000150.00010.0270.05.0
METERARRAYFOR
HORIZONTALILLUMINANCE
MeasurementUnitsareinLUX
|---XCoordinates--->
Y2.746.39
Coord0.914.56
--------------------
45.00|14.219.328.136.0
40.00|16.018.320.520.2
35.00|12.712.913.012.7
30.00|11.210.910.39.59
25.00|12.011.611.210.1
20.00|11.210.910.39.59
15.00|12.712.913.012.7
10.00|16.018.320.520.2
5.00|14.219.328.136.0
0.00|15.217.121.724.9
ILLUMINANCESUMMARY
AverageIlluminance（Lux）16.38
MinimumIlluminance（Lux）9.59
MaximumIlluminance（Lux）35.98
Uniformity（OverallAverage/Minimum）1.71
Uniformity（OverallMaximum/Minimum）3.75
CoefficientofVariance0.40
MaximumGradiant（ParalleltoAxis）1.78
（2）CIE電腦照度計算
Project:
CIE-Illuminance
AllUnitsofLinearMeasureareinMETERS
LaneWidth3.65
LaneQuantity（OneSideofMedian）2.00
MedianWidth3.20
InitialLumens26000
LightLossFactor0.650
ROADWAYLAYOUT
1234<--------Curb&FixtureLineNumbers
||||（Note:
CurbLine3istheYaxis）
||||
||||O-
||||PoleConfiguration:
|&nb,sp;|||StaggerThruMedian
-O||M||
||||
||E||
||+----+O-<---+
||D|......||
|||......||
-O||I|......|>--meterarray（Onefixturecycle）
|||......||
||A|......||
||+----+O--+------>Xaxis
||N||
||||
-O||||
||||
|||*|<-----ApproximateObserverLocation（s）for
||||O-LuminanceCalculations（nottoscale）
LUMINAIRESUMMARY
FixtureSpacingalongRoadway25.000
FixturesperPole（SameOrientation）1
FixtureSetback（OutsideCurb）1.50
LineXFirstYCycleLastYMounting---Fixture--
NoQtyOffsetFixtureIncrementFixtureHeightOrientTilt
15-12.000-75.00050.000125.00010.090.05.0
448.800-50.00050.000100.00010.0270.05.0
METERARRAYFOR
HORIZONTALILLUMINANCE
MeasurementUnitsareinLUX
|---XCoordinates--->
Y1.102.564.025.486.94
Coord0.371.833.294.746.20
---------------------------------------------------------------------
45.00|13.314.616.618.821.525.129.133.235.535.9
40.00|15.316.217.018.019.219.920.721.020.419.5
35.00|12.712.712.812.813.013.013.012.912.712.2
30.00|11.211.211.1<
sp;|||StaggerThruMedian
-O||M||
||||
||E||
||+----+O-<---+
||D|......||
|||......||
-O||I|......|>--meterarray（Onefixtu
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