研究生: |
江坤擇 Kun-Ze Jiang |
---|---|
論文名稱: |
室內照明最佳化燈具配光設計之數值求解與應用效益評估 The Optimized Luminous Distribution of Numerical Analysis for Indoor Lighting Fixtures and Application Benefit Evaluation |
指導教授: |
蕭弘清
Horng-Ching Hsiao |
口試委員: |
郭政謙
Cheng Chien, Kuo 楊瑞錶 Jui-piao Tang 蕭鈞毓 Chun-Yu Hsiao |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
電資學院 - 電機工程系 Department of Electrical Engineering |
論文出版年: | 2013 |
畢業學年度: | 101 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 89 |
中文關鍵詞: | 室內照明燈具 、配光曲線 、逐點計算法 、平均照度 、照明用電密度 |
外文關鍵詞: | indoor lighting fixtures, point-by-point method, luminous intensity distribution, average luminaires, unit lighting power density |
相關次數: | 點閱:200 下載:9 |
分享至: |
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報 |
本論文旨在探討室內照明最佳化燈具數值求解與程式設計,以解決照明品質與節能的問題,除了研究在光環境空間下符合CNS國家標準下之燈具,更進一步分析燈具之消耗功率與照明品質之問題,並設計燈具推薦之軟體,因為在作室內照明工程規劃時,要找適合該空間的燈具又符合高標準照明品質,往往不是那麼容易。
本經由點照度計算公式-逐點計算法建立燈源與受照面上每一計算點之照度關係式。以配光均勻度為限制條件,利用高斯-賽德疊代法及定點疊代法等相關理論推導出最佳化之配光曲線求解運算式。根據以上所推導的數學模型,利用MATLAB軟體開發出最佳化燈具之程式,另外,使用Visual Basic軟體作燈具數值求解與資料庫搜尋之程式,最後,產出結果再以DIALux作驗證,以求程式開發分析之正確性。
在效益驗證方面,由照明模擬軟體DIALux建立多盞燈具室內光環境,以疊代前、後燈具分別進行空間照度模擬分析及驗證。再以一個室內照明工程為設計案例,利用Visual Basic建立大面積光環境並模擬分析,評估在使用多盞燈時其均勻度與平均照度等整體性能分析,最後,推薦出較適合該空間之燈具排序,達到兼顧照明品質與經濟效益之最佳化設計。
The purpose of the thesis is to study the optimized luminous distribution of numerical analysis for indoor lighting fixtures and application benefit evaluation. In order to solve the problem of the lighting quality, we study the relationship between the lighting environment and indoor lighting luminaires. The performance of the luminaires meet for the Chinese National Standard and better lighting quality are discussed. We proposed a practical algorithm and software to recommend the lighting luminaires, because it’s uneasy to find the luminaires to match any environment of lighting.
According to the point-by-point method, we build the relationship of mathematical equations between the light sources and every point of work surface. The luminous uniformity is defined to be constraint, the Gauss-Seidel iterative method and Fixed-Point iterative method are used to derive the equation of the best luminous intensity distribution. According to the mathematical models derived, we develop program about optimized luminous distribution for indoor lighting fixtures. Moreover, we use the software of Visual Basic to develop program of the optimized luminous distribution of numerical analysis for indoor lighting fixtures and Database Searched. Finally, we testify the outcome by DIALux software in order to verify the effectiveness of the numerical analysis for indoor lighting fixtures.
In addition, the lighting software “DIALux” is applied to evaluate the indoor lighting project; we analyze the original light luminaires and the iterated light luminaires by MATLAB. Next, we verify the case with the luminaires designed form Visual Basic simulation. We evaluated the overall performance of multi-luminaires based on benefit and cost concerns. The suitable and better luminaires of the specific environment will be given in priority order for the design planning for the environment.
[1] 蕭弘清,「光學基礎與高效能照明」,國立台灣科技大學,台北,No.1,2011年。
[2] 林群翔,「照度量測法研究與應用」,台灣科技大學電機工程研究所碩士論文,民國九十二年六月。
[3] CNS 照度標準,標準總號12112,類號Z1044,民國七十六年九月。
[4] 中華民國照明學會,「合理教室照明與節約能源」,民國八十九年。
[5] 張智鴻,「人工智慧應用於室內照明最佳化設計之研究」,碩士論文,國立台灣科技大學電機工程研究所,民國九十五年七月。
[6] 陳鼎周,「學校教室照明直接眩光評價之研究:以中等學校之普通教室為對象」,台灣科技大學建築研究所碩士論文,第20~34頁,民國八十七年。
[7] 陳智宏,「類神經網路在照明品質評估之應用研究」,國立台灣科技大學電機工程研究所碩士論文,民國八十九年六月。
[8] 蕭弘清,「照明燈具設計」,國立台灣科技大學,台北,No.3,2012年。
[9] 林義讓,「照明設計」,文笙書局,台北市,第115~151頁,民國77年8月。
[10] 周鼎金,「學校教室照明設計技術手冊之研訂」,內政部建築研究所專題研究計畫成果,台北市,第41頁,民國85年。
[11] 阮齊宏,白玉良,馮輝正,「工業配電學」,中國電機技術出版社,台北市,第439~461頁,民國76年3月第6版。
[12] 林士凱,「辦公室照明燈具性能與節能效益研究」,台灣科技大學電機工程研究所論文,民國九十八年七月。
[13] 日本照明學會編,「照明手冊第二版」,全華出版社,第82~83頁,2006。
[14] 李碩重,「照明設計學」,全華科技圖書股份有限公司,第46~48頁、第139~141頁,民國八十三年。
[15] 許菽芳、陳乃新、徐正龍、江曜鈞、張可巧,「以配光曲線模擬計算白光LED照度」,清雲科技大學電子系,中壢,2010。
[16] 管金談、吳邦彥、江大成編譯,「應用數值分析-使用MATLAB」,全華圖書股份有限公司,第1-24~1-29頁,2009。
[17] 互聯網,「疊代與遞歸算法」,2012年2月13日,http://tc.chinawin.net/it/softwaredev/article-5702.html。
[18] 陳建宏譯,「數值分析」,曉園出版社,第437~459頁,1990。
[19] 蕭弘清,照明工程講義「道路照明設計與路燈光源的經濟性評估分析」,國立台灣科技大學電機系。
[20] 陳一心,「基於逐點計算法之平均照度估算方法研究」,碩士論文,清雲科技大學電機工程研究所,民國一百年七月。
[21] 蕭弘清、張智鴻、陳鍇崴,「LED燈具於大面積室內照明之性能評估」,工程學刊,中國工程師學會,第85卷第2期,第43~54頁,民國一百零一年四月。