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研究生:蔡崧暘
研究生(外文):Sung-yang Tsai
論文名稱:防光害路燈配置
論文名稱(外文):A design of anti-light pollution for street lighting
指導教授:張榮森張榮森引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:光電科學與工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:眩光光害路燈田口實驗計畫法
外文關鍵詞:glareTraceProstreet lightTaguchi method
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摘要
本論文主要目的是選用一種防眩光之燈具作為路燈配置,利用光學模擬軟體 TracePro進行模擬、設計以及分析,並利用田口實驗計畫法,設定各項參數,優化其結果。本論文之防光害LED光管分由散熱半管、LED光源及燈罩3部分組成,其管徑12公分、長120公分,LED晶片置於散熱半管上,燈罩材質為PMMA。用其作為路燈,以側打方式進行配置,降低由地面反射之多餘雜散光,以達到減少光害的目的。參數最佳化後為:架設高度20公分,與路面中心之距為5公尺,轉動角度為88.3度,總功率130.9瓦(10支防光害LED光管),用於8公尺路寬,在24公尺內取代2支傳統LED路燈(約146瓦),最後路面平均照度為17.457勒克斯,照度均勻度為0.64,天空12公尺處的照度為傳統的5.81%;天空18公尺處的照度為傳統的4.16%。
Abstract
The study is for reducing light pollution with a kind of anti-glare lamp for configuration of street lighting. Simulate, design and analyze by TracePro, and optimize the parameters by Taguchi method. The chosen anti-glare lamp is called anti-glare LED light bar, and is configured by three parts: heat half pipe, LED source and lamp. The light bar’s radius is 6 centimeter, length is 120 centimeter, LED chips are mounted on the heat half pipe and the material of lamp is PMMA. As street lighting, it reduces the redundant light reflected from road in the night sky by side lighting. The optimized parameters: setting at 1 meter height, 5 meter from the center of road, rotating 88.3 degree. The simulated result: replace 2 traditional street lighting (146 watt) by 10 light bars (130.9 watt) in the road of 8 meter wide and 24 meter long. Of the road, the average illuminance is 17.457 lux, the uniformity ratio of illuminance is 0.64. The average illuminance in the 12 meter high sky is 5.81% of traditional street lighting; in the 18 meter high sky is 4.16%.
摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 論文貢獻 1
1.2 研究動機 1
1.3 論文架構 2
第二章 文獻回顧 3
2.1 反射定律與折射定律 3
2.2 輻射學(Radiometry)與光度學(Photometry) 4
2.2.1立體角(Solid Angle) 4
2.2.2輻射強度(Radiant Intensity)與發光強度(Luminous Intensity) 6
2.2.3輻射輝度(Radiance)與輝度(Luminance) 7
2.2.4輻射照度(Irradiance)與照度(Illuminance) 8
2.3 光汙染 9
2.3.1光污染對居住環境的影響 10
2.3.2光污染對天空的影響 11
2.3.3光污染對生態的影響 11
2.3.4光污染對人體健康的影響[7] 12
2.3.5眩光(glare)[8] 15
2.3.6統一眩光等級法之公式說明 18
2.3.7利用係數法 21
2.4 田口實驗計畫法[3][11] 30
2.4.1田口實驗計劃法之簡介 30
2.4.2直交表 31
2.4.3信號雜音(S/N)比 32
2.4.4田口實驗計畫法基本流程 34
2.5 設置LED 路燈技術規範 35
2.5.1傳統路燈佈置的基本方式[12] 35
2.5.2道路之路寬限制 37
2.5.3 照明燈具佈置方式、燈具的安裝高度與間距的規範[12] 37
2.5.4設置LED路燈性能規範表[14] 38
第三章 研究方法 39
3.1 傳統LED路燈之架構參考 40
3.2 防眩光LED光管結構 42
3.2.1散熱半管 43
3.2.2LED光源 43
3.2.3燈罩 46
3.3 傳統LED路燈配置 48
3.4 防光害路燈配置 50
第四章 研究結果 52
4.1 傳統LED路燈配置之模擬結果 52
4.2 防光害路燈配置之模擬結果 54
4.3 傳統LED路燈與防光害路燈之模擬結果比較 56
4.4 防光害路燈之燈具選擇 58
4.5 防光害路燈之配置最佳化 62
第五章 結論與未來展望 76
參考文獻 77

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