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Dialux照明设计与Python优化计算

📚 共计 30 章节

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照明基础：光的基本概念

光通量、照度、亮度、色温、显色指数，人眼视觉特性，照明质量评价指标。

光度量视觉评价

光源与灯具

常见光源类型（白炽灯、荧光灯、LED），灯具光学特性（配光曲线、光束角、效率），选型原则。

光源配光选型

照明计算基础

点光源照度计算（平方反比定律），线光源与面光源照度计算，利用系数法计算平均照度。

照度计算利用系数

照明设计软件入门

Dialux EVO 界面介绍，建立房间模型，设置表面材质与反射比，添加光源与灯具。

Dialux EVO 实战

办公室照明设计，计算工作面照度与均匀度，生成伪色图与报表，优化灯具布局。

Python 环境搭建（Anaconda + VS Code），变量与数据类型，列表与字典，条件与循环。

Python编程基础

Python 科学计算

NumPy 数组操作，矩阵运算，随机数生成，Matplotlib 基础绘图。

NumPyMatplotlib

照明计算 Python 实现

点光源照度计算函数，多光源叠加计算，绘制照度分布热力图。

照度函数热力图

照明优化数学基础

优化问题三要素（设计变量、目标函数、约束条件），梯度下降法原理，多目标优化概念。

优化梯度下降

单目标照明优化

使用 SciPy 优化器最小化能耗，约束照度均匀度，灵敏度分析。

多目标照明优化

NSGA-II 算法原理，使用 Platypus 库进行 Pareto 优化，选择最优折中方案。

灯具布局优化

矩形房间灯具网格布局，使用遗传算法优化灯具间距与排数，约束照度与均匀度。

遗传算法布局

自然光与人工光混合优化

采光系数计算，动态遮阳控制策略，能耗与视觉舒适度权衡。

自然光遮阳

照明控制优化

调光策略（恒照度控制、时控、人感控制），基于 PSO 的调光参数优化。

照明系统能耗建模

灯具功率模型，镇流器损耗，待机功耗，基于回归的能耗预测。

照明经济性分析

初始投资计算，运行成本计算，投资回收期，净现值（NPV）与内部收益率（IRR）。

照明标准与规范

GB 50034-2013 建筑照明设计标准，CIE 标准，LEED 与 WELL 照明要求。

照明测量与验证

照度计使用，现场测量方法，测量不确定度分析，验证优化效果。

高级照明计算

光线追踪基础，蒙特卡洛方法，Radiance 软件简介，BSDF 材质模型。

光线追踪Radiance

机器学习在照明中的应用

使用 Scikit-learn 预测照度分布，KNN 与随机森林回归，特征重要性分析。

机器学习Scikit-learn

深度学习与照明

使用 TensorFlow 构建全连接网络，预测多光源照度，数据增强与正则化。

深度学习TensorFlow

照明数字孪生

BIM 模型导入，实时数据驱动，基于 Digital Twin 的动态优化。

数字孪生BIM

智能照明系统设计

传感器选型（光照、人体、温度），通信协议（DALI、Zigbee、BLE），系统架构设计。

照明控制系统编程

使用 Raspberry Pi 控制 LED 灯具，PWM 调光，MQTT 通信，Web 控制界面。

Raspberry PiMQTT

照明数据分析

使用 Pandas 处理传感器数据，时间序列分析，异常检测，可视化仪表盘。

Pandas时间序列

照明优化项目实战（一）

需求分析，数据采集，建立数字模型，定义优化目标与约束。

项目实战需求

照明优化项目实战（二）

编写优化算法，运行仿真，结果分析，参数调优。

照明优化项目实战（三）

硬件部署，系统集成，现场调试，性能验证。

照明优化项目实战（四）

撰写优化报告，制作演示文稿，向客户汇报，项目总结。

照明优化前沿与趋势

人因照明（Human-Centric Lighting），LiFi 技术，照明与 IoT 融合，职业发展路径。

人因照明LiFi