GB T 20148-2006 日光的空间分布.CIE一般标准天空.pdf

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1、ICS 17.180.20 K 70 gB 中华人民共和国国家标准GB/T 20 148-2006/CIE S 011 /E: 2003 日光的空间分布CIE一般标准天空Spatial distribution of daylight-CIE standard general sky (CIE S Oll/E:2003 ,IDT) 2006-03-06发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2006-11-01实施发布GB/T 20 148-2006/CIE S 011 /E: 2003 目次TiHU141i11nLqL4ARunb 布分度空F亮天ZM空数天刊3天参阴

2、到用单号对准统清司-FKZ空性的dJJ天t围范号范范范准刊言言范规符规规规标和前引1234567参图1太阳和某一天空面元的定位角度.2 图2标准色调函数组.3 图3标准特征曲线函数组4图4第1类天空和第四类天空之间的差别4表1标准参数3GB/T 20 148-2006/CIE S 011/E:2003 前言本标准等同采用CIES 01l/E:2003日光的空间分布CIE一般标准天空)(英文版)。此外，本标准做了下列编辑性修改:a) 本国际标准一词改为本标准;b) 用小数点飞代替作为小数点的c) 删除CIES 01l/E巳:2003的前言。本标准由中国轻工业联合会提出。本标准由全国照明电器标准化

3、技术委员会(SAC/TC224)归口。本标准起草单位:国家电光源质量监督检验中心(北京)。本标准主要起草人:齐睿、华树明、李艳杰、马荷芳。本标准首次制定。C/T 20 148-2006/CIE S 011/E:2003 引天空的亮度分布取决于天气和气候，并且在一天当中，随着太阳的位置而变化。本标准列出了一组亮度分布，模拟了各种条件下的天空，从浓阴天天空到无云的天空。本标准用于两个目的:1) 用作对所测得的天空亮度分布进行分类的一般基础;2) 给出在日光照明设计程序中用于计算天空亮度的方法。本标准规定了相对亮度分布的定义:天空任一点的亮度是天顶亮度的函数。为了便于目光照明的计算，可采用天顶亮度值

4、和水平照度值来获得绝对亮度分布。本标准包括CIE标准晴天天空和CIE标准阴天天空，它们均被视为一般天空的特殊情况。阴天天空被表示为一单独的公式，因为存在许多使这种特殊的亮度分布的数学方程式具体化的计算方法。H GB/ T 20148-2006/CIE S 011 / E:2003 日光的空间分布CIE一般标准天空1 范围本标准规定了一组从理论和实际应用上均与太阳光和天棚照明有联系的室外日光条件。所给定的亮度分布具有下述特性:3) 是否可使用、ISO 31-611 ，b s c ,d ,e 工f (x) (Z) Y YS La 电工术语阳明(GB/T2900. 65-2004,IEC 60050

5、-8 量和单位第6部分:光及有关电磁辐射L, 天顶亮度(cd/m2); Z 某一天空面元和天顶之间的角距离Crad);Zs 太阳和天顶之间的角距离。关于量和单位，见引用标准ISO31-6:1992和GB/T2900. 65。GB/T 20148一2006/CIES 011 /E: 2003 天顶 图1太阳和某一天空面元的定位角度4 规范:相对天空亮度分布任意一个天空面元的位置由其天顶角度Z以及该面元和太阳之间的方位角度之差|一，I决定。如果Z，是太阳的天顶角度，则该面元和太阳之间的角距离是:工=arccos(cosZ, cosZ十sinZ， sinZ cos I， 1) ( 1 ) 另一方面，

6、可以用仰角而不是天顶角度来规定某一天空面元的位置，那么: -2 一一Z . ( 2 ) 同样，太阳的天顶角度可根据太阳仰角求出:Zs=j 任意一个天空面元的亮度La与天顶亮度L，之比是:L, j(x) (Z) L , j(Z，).(0) 亮度色调函数使某一天空面元的亮度与其天顶角度有下述关系:当OG?时，(Z)= 1 + a p(丰). ( 3 ) . ( 4 ) ( 5 ) 在地平线时，(;)=1 参数和b在表1标准天空类型中给出。公式(的需要位于天顶的值，即:cp(O)工1+expb ( 6 ) 函数f是能使某一天空面元的相对亮度与其距太阳的角距离发生关系的散射特性曲线:I I j(x)

7、= 1 +c. I exp(dx) - exp ( d 2 ) I+e. cos2x ( 7 ) 其在天顶处的值是:, - , I I j(Z,) = 1 + c 1 exp(dZ岛)- exp( d 1 1+ e cos2 Z,( 8 ) |飞2J I 5 规范:标准参数为了进行分类和说明，公式(5)公式(8)中的参数应按照表1进行选择。该表列出了15个标准相对亮度分布，它们均以色调函数的6组a和b值以及特征曲线函数的6组c，d和r值为基准，由此产生GB/T 20 148-2006/CIE S 011/E:2003 的曲线图在图2和图3中给出。标准参数类型色调组特征b d 亮度分布说明 E

8、e 曲线组CIE标准阴天天空，亮度色调急剧变化，接近天顶，方1 I 1 4.0 一o.70 。1. 0 。位角一致2 I 2 4.0 一o.70 2 1. 5 o. 15 阴天，亮度色调急剧变化，并稍微发亮，接近太阳3 H l 1. 1 一0.8。1. 0 。阴天，适度渐次变化，方位角一致4 E 2 1. 1 一0.82 1. 5 0.15 阴天，适度渐次变化，稍微发亮，接近太阳5 皿1 。一1.0。1. 0 。均匀亮度天空6 E 2 。一1.02 1. 5 o. 15 局部多云天空，元色调接近天顶，稍微发亮，接近太阳7 皿3 。1. 0 5 -2.5 0.30 局部多云天空，无色调接近天顶，

9、太阳周围区域更亮8 皿4 。一1.010 -3.0 0.45 局部多云天空，元色调接近天顶，清晰日冕9 N 2 1. 0 一o.55 2 一1.5o. 15 局部多云天空，黯淡无光的太阳10 N 3 1. 0 一o.55 5 2.5 o. 30 局部多云天空，更亮的太阳周围区域11 N 4 1. 0 一O.55 10 -3.0 0.45 白蓝天空，清晰日冕12 V 4 一1.0O. 32 10 一3.00.45 CIE标准晴天天空，低亮度混浊13 V 5 1. 0 O. 32 16 -3.0 0.30 CIE标准晴天天空，大气混浊14 VI 5 1. 0 一0.1516 一3.00.30 无云

10、混浊天空，完全日冕15 VI 6 1. 0 0.15 24 2.8 O. 15 白蓝混浊天空，完全日冕表1. 8 0.5 5 2 D)$NS晴ndw灰白骨0.2 90 30 60 天顶角度z() 。3 标准色调函数组固2GB/T 20148-2006/CIE S 011/E:2003 20 180 天天空时用来代替比:0 % . ( 9 ) X原制恻灰mF特30% 20% 10% 10 5 问L峭唰m坦国容灰E特6 标准一第1类天空。慰。.6惊;1; 0.5 毫。.41. 0 0.9 0. 8 O. 7 一10%- 20% -CIE一般天空z第l类天空 .-传统阴夭夭空:第16类天空树梢-相对

11、差别/%O. 3 0. 2 O. 1 -30% 90 80 70 60 50 40 30 20 10 。O. 0 天空而元与天顶之间的角距离第1类天空和第16类天空之间的差别图44 GB/T 20148-2006/CIE S 011/E:2003 7 标准天空的来源CIE标准阴天天空和CIE标准晴天天空是在1955年至1996年之间的一系列出版物中形成发展的1-4J。CIE标准一般天空是对CIE晴天天空公式(5)的概括归纳的结果。它已被证明是一种在不同气候条件下出现平滑的变化着的发光分布时的天空的良好模型7.8J。这类公式也已被证明能为海洋性气候中的零碎云彩天空提供一适当的近似值9.11J。它

12、还能证明虽然在不同气候之间特定天空的类型会各不相同，但一般天空的四种类型大致能给出良好的室外日光条件特征l111。天空亮度的绝对值随太阳的升高以及纬度而变化。对于不同的气候条件，已发表了天顶亮度和(地)水平照度的经验公式6，10，12405 GB/T 20 148-2006/CIE S 011 /E: 2003 6 参考文献lJ 1955年CIE第13届会议报告.天然日光正式推荐本2.第3.2部分.II N页及3537页.2J CIE 22: 1973 晴天天空亮度分布标准.3J CIE 110:1994 日光的空间分布不同基准天空的亮度分布.4J CIE S003/E:l996 日光的空间分

13、布CIE标准阴天天空和晴天天空.5J KITTLER ,R. PEREZ，R.和DARULAS.新一代天空标准欧洲|照度会议会刊359页373页(1997).6J KITTLER, R.和DARULA，S.非常明亮的多云天空条件的参数化问题太阳能第62期(2)，93页100页(1998).7J PEREZ，孔，SEALS，R.和MICHALSKY，J.天空亮度分布的所有天气模型初级结构和有效性太阳能第50(3)期235页245页(1993).8J KITTLER ,R. PEREZ，R.和DARULA，S具有计算机和能量意识设计所要求的日光条件的标准天空，美国斯洛伐克授与工程的最终报告US-S

14、K92052.未采用Polygrafia , Bratislava 出版的附录.9J MATSUZAWA , T. NAKAMURA , H. IGAWA , N. KOGA , y , GOTO , K.和KOJO，S. 两个CIE标准天空之间的天空亮度分布(第7部分):天空亮度分布参数的排列太平洋照度会刊日本Nagoya，第7版12版(1997).10J IGAWA , N. NAKAMURA , H. MATSUZAWA，工，KOGA，丑，GOTO , K.和KOTO , S.两个CIE标准天空之间的天空亮度分布(第2部分):相对天空亮度分布数字方程，太平洋照度会刊，日本Nagoya，第

15、13版18版(1997).11J TREGENZA, P. R.海洋性气候的标准天空照明研究与技术第31(3)期，97页106页(1 999). 12J KITTLER , R. , PEREZ, R和DAULA，S.以新型天空标准为基础的基准日光条件的一般模型CIE第24届会议会刊.CIE133-1999.第1卷第1部分.243页247页.口3JIGAWA，凡，NAKAMURA，H.和MATSUURA. K.模拟日光环境的天空亮度分布模型建筑模型学报1999，东京，969页975页.中华人民共和国国家标准日光的空间分布CIE一般标准天空GB/T 20148-2006/CIE S 011/E:2003 峰中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 开本880X1230 1/16 印张O.75 字数14千字2006年11月第一版2006年11月第一次印刷 书号:155066. 1-28115 定价10.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533GB/T 20148-2006 何OONH闽、-FOMMMUCON-ZONH阁。