建筑照明设计概述(ppt 110页)

③必要的显色性
• 在视觉作业时，还应根据辨别颜色的不同的要求，合理地 选择光源的显色性。
• 光源的显色性是光源的光色特征之一，其另一特性是色表 。 光源发光的颜色称为光源的色表，它可用“色温”等表示 。（见书） 光源的显色性是其光谱特性在被照物体上所产生的颜色效 果。
• 光源显示性的优劣主要是取决于它的光谱分布，所以长期 以来使用基于被测光源与基准光源的光谱分布相比较的方 法。（见书）
4900
荧光汞 灯
1000w
52500
（2）发光强度（光强）
•由于辐射发光体在空间发出的光通量不均匀，大小 也不相等，例如：同一个光源有、无灯罩被照面所 得到效果是不同的，故为了表示辐射体在不同方向 上光通量分布特性，需引进光通量的角密度概念， 即发光强度，简称光强。 •用符号I表示，单位是坎德拉(cd)。
• 照明分为自然照明（天然采光）和人工照明两大 类。电气照明由于具有灯光稳定，易于控制、调 节及安全、经济等优点，而成为现代人工照明中 应用最为广泛的一种照明方式。
• 电气照明在人们的生活和工作中是不可缺少的， 良好的照明度对提高工作效率、保证安全生产和 保护人们的视力等方面都有重要的作用。
• 随着现代化科学技术的发展，各种新型光源越来 越广泛地应用于各种民用建筑之中，为现代人们的 生活带来无穷乐趣。但各种不合理的电气照明设计， 也给人们日常生活带来诸多不便，被现今人们称之 为“光污染”。因此了解电气照明的基本概念，掌 握基本设计知识和方法，合理的设计电气照明，对 于建筑电气设计人员来说是非常重要的。
• 照度是表示物体被照亮的程度的 物理量。
• 当光通量投射到物体表面时，可 以把表面照亮，照度就是照射到 物体表面的光通量Φ与物体表面 面积S的比值，即
E=Φ/S
• 照度的单位是勒克斯(lx)，面积的 单位是平方米(m2)。
• 若被照面积是1m2，照射的光通 量是1lm，则被照面上的照度就 是1lx。
照明电光源的具体分类见下页图：
热辐射光源 （白炽灯）
普通白炽灯 卤钨灯
气体放电 光源
低压气体放电灯
高压气体放电灯
荧光灯
低压钠灯 高压汞灯
金属卤化物灯 高压钠灯 氙灯
二、常用电光源
1.白炽灯
（1）构造、原理
白炽灯是第一代光源， 它由玻壳、灯丝、芯柱、 灯头等组成，它将灯丝加 热到白炽的程度，利用热 辐射发出可见光。 （2）特点 优点：构造简单、使用方便、显色性好、可调光、
•一个光源不断地向周围辐射能量，在辐射的能量 中，有一部分能量使人的视觉产生光的感觉。光 源在单位时间内，向周围空间辐射的使视觉产生 光感觉的能量的总和，称为光通量，用Φ表示，单 位是流明(lm)。
常用光源的光通量
光源种 类
光通量 （lm）
光源种 类
光通量 （lm）
光源种类
光通 量（ lm）
光源种 光通量 类 （lm）
例如，把视觉工作分为粗糙、中等、精密、高度精密、极精 密、特别精密等；把亮度对比分为大、中、小等，然后规定 出对每个等级的照度要求。
•我国现行的工厂照度标准为《工业企业照明设计标 准》，民用建筑照度标准为《建筑电气设计技术规程》 中推荐的一般照明照度水平。前者规定的是最低照度值， 后者规定的是平均照度值。
• 过高的亮度或强烈的亮度对比，则会引起眼睛的不 舒适，而造成视力下降，这种现象称为眩光。
• 在照明条件急剧变化的情况下，视觉过程需要适 应。 明适应：从黑暗中进入明亮的环境时，眼睛需2min 恢复视力。 暗适应：从明亮处进入暗的环境时，需要30-40min 恢复视力。
（2）明视照明的基本条件
•良好的光环境使人具有舒适感，反之，在恶劣的 照明条件下会使人感到不适，长时间后还会引起视 觉疲劳和全身疲劳，良好的明视需要具备以下几个 方面的条件： ①合理的照度水平，并具有一定的均匀度； ②适宜的亮度分布； ③必要的显色性； ④限制眩目作用。
建筑照明设计
第7章 建筑照明设计
7.1 基本概念 7.2 常见电光源 7.3 照明灯具分类及特性 7.4 照明的基本要求 7.5 照明的一般计算方法
第7章 建筑照明设计
本章要求：
了解常见的电光源；照明灯具的分类、人工照明标准；
理解光源的度量与单位；灯具布置和要求；
掌握常见的电光源的特性参数与选择；照明灯具的主 要特性和照明质量的衡量指标；掌握照明计算中的利 用系数法。
• 照明设计，特别是现代高层建筑的电气照明设计， 与装饰工程有着密切韵关系，它不仅应用光学和电 学方面的知识，还涉及建筑学、生理学和美学等方 面，是一门综合性的技术。
7.1 基 本 概 念
7.1.1 光源的度量与单位
（1）光通量
• 人眼所感觉到的光是电磁波谱中很窄的一部分 ，它的波长范围约在380—760nm之间，这段波 长的电磁波称为可见光；波长在10—380nm之 间的光称紫外光；波长在780—34000nm之间的 光称为红外线，也称红外光。
• （2）专用彩灯 是满足各种专门需要的气氛照 明。如喷泉照明、舞池照明等
7.2 常见电光源
7.2.1 常见电光源 一、电光源的种类 按其工作原理分为两大类
（一）热辐射光源 利用电能Hale Waihona Puke Baidu物体加热到白炽的程度而发光
的光源，如白炽灯、卤钨灯 （二）气体放电光源
利用气体或蒸气的放电而发光的光源，如 荧光灯、荧光高压汞灯等了。
• 事故照明应采用能瞬时可靠点燃的白炽灯或卤 钨灯。若事故照明平时作为工作照明的一部份 经常点燃，而且当发生事故时不需要切换事故
照明电源的情况下，也可采用其它电光源。
• （3）障碍照明 是装设于高大建筑物的顶部， 作为飞行障碍标志的照明。
• 凡高于50m的建筑物均应装设障碍灯，高于 100m的烟囱除在顶部装设外，还应在其二分之 一高处安装障碍灯，灯下应设平台以便维护。 一般高层建筑物只在顶端装设。水平面积较大 的高层建筑物或集群高层建筑物，尚应在外侧 转角的顶端装障碍灯，灯下也应设维修平台。 每盏灯不应小于100W。最高端的障碍灯不得少 于两盏。
④限制眩目作用
• 眩光：直接眩光与反射眩光。
• 产生眩光的主要因素：1.周围暗，此时眼睛能适应的亮 度很低；2.光源的亮度很高；3.光源靠近视线；4.光源的 表观面积和数量。
7.1.3 建筑照明系统的分类
• 按照在建筑中所起主要作用的不同，可将建筑照 明系统分为视觉照明系统和气氛照明系统两大类 。
自然光的照度估计 晴天太阳直射下 100000lx
晴天时背阴处
晴天时室内北窗 附近 晴天时室内中央 晴天时室内角落
月夜
10000lx 2000lx
200lx 20lx 0.2lx
（4）亮度
• 亮度是一个单位表面在某一方向上的光强密 度，它等于该方向上的发光强度和此方位所 看到发光面面积之比，用L表示，单位为坎 德拉每平方米(cd／m2)，也称尼特(nt)。
• （一）视觉照明系统 是指在自然采光不足之处 或夜间，提供必要的照度，满足人们的视觉要求( 属生理要求)，以保证所从事的生产生活正常进行 而采用的照明系统。
• 根据具体的工作条件，又可分为工作照明、事 故照明和障碍照明三种。
• （1）工作照明 是保证人们的工作和生活正常 进行所采用的照明。工作照明是电气照明中的基 本类型。在建筑内，正常情况下需要照明的全部 空间所采用照明都是工作照明。警卫照明和检修 设备而使用的移动照明等均为工作照明。
•发光强度是指光源在某一特定方向上单位立体角 （单位球面度）内的光通量。
光源
I=Ф/
=S/r²
Ф
I = dФ/dω 1cd = 1lm/sr
式中：
• dФ——光源在dω立体角内所辐射出的光通量(lm)； • dω——微小立体角(sr)，等于与之对应的封闭圆锥面
面积s与该球面半径r2比值。
（3）照度
7.1.2 光与视角 （1）光与视觉
• 人眼睛能否清楚地识别物体，与下列条件有关： 1.物体的明亮程度及其背景的亮度对比； 2.物体的颜色、色对比以及光的颜色； 3.物体的大小和视距的视角大小； 4.观察时间的长短。
•表明眼睛能识别细小物体程度的尺度称为视力。 • 视力：两个点若处在刚刚能识别出来的时候，那 么这两点到眼睛的连线的夹角θ 称为视角。其倒数 1/θ即为视力。
•光通量说 明发光体 发出的光 能的光能 数量。
•发光强度 是表明发 光体在某 方向发出 的光通量 密度，它 表征了光 通量在空 间的分布 状况。
•亮度表示发光体单位表面积 上的发光强度，它表征了一 个物体的明亮程度。
光通量、发光强度、照度 和亮度示意图
•照度表示被照面接受的光通 量密度，用来鉴定被照面的 照明情况。
太阳
3.9×1028
钠灯 100w
9000
荧光灯 20w
930
汞灯 400w
9200
月亮
8×1016
白炽灯 100w
1038
荧光灯 40w
2200
汞灯 750w
22500
蜡烛
11.3
白炽灯 1KW
15810
荧光灯 100w
5000
荧光汞 灯400w
21000
卤钨灯 500w
9750
电石灯 11.3
汞灯 250w
• （二）气氛照明系统 是指创造和渲染某种气 氛和人们所从事的活动相适应(即满足人们的心 理要求)而采用的照明系统。包括建筑彩灯和专 用彩灯。
• （1）建筑彩灯 节假日夜晚用于装饰整幢建 筑物的照明系统。
• 节日彩灯 用来显示建筑物的艺术造型，以增 添节日之夜的欢乐气氛。
• 泛光照明 是以高强度气体放电灯作为泛光灯 ，装在邻近的房屋和装置上，从不同角度照射 主建筑。光线均匀，有层次，可达到理想的艺 术效果。
• 应急照明 是供人员安全疏散用的事故照明。 应在下列场所采用：
• 工作人数超过60人的生产车间，或当工作照明 熄灭后由于生产继续进行或人员通行容易发生 事故的地方；工作人数超过50人的生产车间或 影剧院、大礼堂等公共场所；供人员往外疏散 的通行房间、楼梯、太平门等处。
• 应急灯应涂成红色或注上箭头，文字说明等标 记。
瞬间点燃、无频闪。 缺点：发光效率低、寿命短、怕振动，对电压波动
比较敏感。
2.卤钨灯
（1）构造、原理 卤钨灯是在白炽灯基础上改进而得。卤钨灯
主要由电极、灯丝、石英灯管组成。卤钨灯有单 端引出和双端引出两种，构造如下页图所示。
白炽灯的钨丝在热辐射过程中蒸发并附着在 灯泡内壁，使灯泡射出伪光通愈来愈低。为了减 缓这种进程，通常在灯泡内充以惰性气体(卤族元 素)，利用“卤钨循环”以抑制钨丝的蒸发。
①合理的照度水平，并具有一定的均匀度
•照度是决定物体明亮程度的间接指标（直接指标为亮度）， 用它来评价工作方面上的光线是否充足比用亮度要方便得多。
因此在一般场合以照度水平作为照明质量最基本的技术指标 之一。 •由于在影响视力的因素方面，最重要的是被识别物体的尺 寸和它同背景亮度的对比程度，所以通常按照这两个指标把 视觉工作分成若干等级。
• 一般推荐：视觉作业亮度与视觉作业相邻环境的亮度比为 3:1；顶棚上的照度为水平照度的0.3-0.9，墙面的照度为水 平照度的0.5-0.8；一般高度的房间以及采用嵌入式灯具时 ，顶棚的反射系数应大于70%；照度很高的房间，墙面的 反射系数可在40%-60%之间，地面的反射系数可在20%30%之间。
• 为了减轻眼睛对于照明条件的频繁适应所造成的视觉疲劳 ，室内照度的分布应该具有一定的均匀度（最低照度/平 均照度）：工作区的照度均匀度不宜低于0.6，非工作区 的照度不宜低于工作区照度的1/5。
②适宜的亮度分布
• 要创造一个良好的、舒适的光环境，室内的亮度就需要有 适宜的分布。对于一般的明视照明，通常是以适宜的亮度 对比和正确选择墙面与顶棚的反射系数，作为设计应达到 的要求。
（2）特点
它与白炽灯比较,光效提高30%，寿命增 长50%，一般达1500小时。卤钨灯具有体积小 、功率大、能够瞬时点燃、可调光、无频闪 效应、显色性好和光通维持性好等特点。
• （2）事故照明 是当工作照明因事故而中断时 ，供暂时继续工作或人员疏散用的照明。
• 事故照明又包括备用照明和应急照明
• 备用照明 是供人们暂时继续工作用的事故照明 ，应在下列场所采用：
• 当工作照明故障，由于工作中断或误操作将引起 火灾、爆炸、人员中毒等严重危险的场所。如锅 炉房、烘气站；可能引起生产过程长期破坏的场 所，如电子计算机房；重要的生产车间，如水泵 房等。