《建筑照明系统》PPT课件

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1、第 3章 建 筑 照 明 系 统电 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 。 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 。 3 1 建 筑 照 明 系

2、 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 。（ 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

3、 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 。 （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

4、 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 。 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

5、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。 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

6、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 。 （二）气氛照明系统 是

7、 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

8、 理 想 的 艺 术 效 果 。（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 3 2 光 的 度 量 及 光 与 视 觉 3 2 1 光的度量 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 380760nm之 间 ， 这 段 波 长 的 电 磁 波 称 为 可 见 光 ；波 长 在 10380nm之 间 的 光 称 紫 外 光 ；波 长 在 78034000nm之 间 的 光 称 为 红外 线 ， 也 称 红 外 光 。 （1）光通量是 指 光 源 在 单

9、 位 时 间 内 向 周 围 空 间 辐 射出 去 的 、 能 引 起 光 感 的 电 磁 能 量 。 单 位为 光 瓦 或 流 明1光 瓦 =683流 明 （ lm） （2）发光强度（简称光度）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 。单 位 为 坎 德 拉 （ cd） 1cd=1lm/1sr （3）照度是 指 被 照 面 积 上 所 接 受 的 光 通 量 。 即 是光 通 量 的 表 面 密 度 。单 位 为 勒 克 斯 （ lx） 1lx=1lm/1m2 （4）亮度被 视 物 体 在 视 线 方 向 单 位 投

10、影 面 上 的 发光 强 度 称 为 该 被 视 物 表 面 的 亮 度 。 单 位是 坎 德 拉 每 平 方 米 (cd m2) 3 2 2 光与视觉 光 对 人 眼 的 视 觉 有 3个 最 重 要 的 功 能 ： 识 别物 体 形 态 (形 态 感 觉 )、 颜 色 (色 觉 )和 亮 度(光 觉 )。人 眼 能 辨 别 颜 色 ， 是 由 于 人 眼 的 视 网 膜 上有 两 种 感 光 细 胞 ， 称 为 圆 柱 细 胞 和 圆 锥 细胞 ， 它 们 都 能 接 受 光 的 刺 激 产 生 明 亮 的 感觉 。 但 是 ， 这 两 种 细 胞 的 感 光 性 能 并 不 相同 ， 圆

11、 锥 细 胞 对 光 的 感 受 性 较 低 ， 只 在 明亮 条 件 下 起 作 用 ， 圆 柱 细 胞 对 光 的 感 受 性较 高 ， 但 只 在 昏 暗 的 条 件 下 才 起 作 用 。 这 两 种 细 胞 对 光 感 的 光 谱 灵 敏 度 也 不 同 ，圆 锥 细 胞 最 大 灵 敏 度 在 频 率 为f=5.4x1014Hz处 ， 而 圆 柱 细 胞 最 大 灵 敏 度在 频 率 f 5.9x1014Hz处 。 这 就 形 成 了 明暗 两 种 视 觉 的 “ 工 作 制 ” 。 黄 昏 ， 暗 视觉 圆 柱 细 胞 工 作 时 ， 冷 色 光 显 得 明 亮 ，而 在 白 天

12、 亮 度 较 高 ， 即 明 视 觉 圆 锥 细 胞工 作 时 ， 暖 色 光 显 得 明 亮 。 圆 柱 细 胞 虽 然 对 光 感 受 性 很 高 ， 但 它 却 不 能分 辨 颜 色 ； 而 圆 锥 细 胞 感 受 光 刺 激 时 ， 才 有颜 色 感 觉 ， 即 只 有 在 照 度 较 高 比 较 明 亮 的 条件 下 ， 才 有 好 的 色 感 。 在 低 照 度 的 暗 视 觉 中 ，色 感 则 很 差 ， 此 时 ， 各 种 颜 色 的 物 体 都 给 人以 灰 色 之 感 。此 外 ， 由 于 人 眼 对 光 变 化 的 感 觉 大 致 与 亮 度的 对 数 成 正 比 。 故

13、 在 较 高 照 度 下 ， 增 减 10多个 勒 克 斯 并 无 明 显 的 感 觉 ， 若 非 突 变 ， 则 不会 察 觉 。 因 此 ，一般并不要求精确地将照度控制在某一数值上，只要求控制到一个合理的范围 3 2 3 眩光 视 野 中 有 较 高 的 亮 度 或 强 亮 度 对 比 时 ，人 眼 睛 就 会 感 到 不 快 ， 使 可 见 度 降 低 ，这 种 现 象 称 为眩光。 眩 光 有 以 下 几 种 ：(1)直接眩光和反射眩光当 高 亮 度 的 光 源 、 照 明 器 、 窗 子 等 表 面直 接 进 入 眼 内 所 引 起 的 眩 光 称 为 直 接 眩光 ， 而 发 光

14、体 的 光 通 过 光 泽 表 面 反 射 入眼 内 而 引 起 的 眩 光 称 为 反 射 眩 光 。 (2)减能眩光和不快眩光凡 能 降 低 人 眼 视 力 的 眩 光 称 为 减 能 眩 光 或 失能 眩 光 ， 凡 使 人 产 生 不 快 感 的 眩 光 称 为 不 快眩 光 ， 实 际 上 后 者 也 是 一 种 减 能 眩 光 。在 书 写 文 字 或 阅 读 材 料 时 ， 由 于 纸 面 的 扩 散反 射 中 含 有 少 量 的 镜 面 反 射 ， 从 而 降 低 了 视觉 作 业 的 对 比 度 ， 好 象 在 作 业 上 蒙 上 一 层“ 光 幕 ” ， 这 种 反 射 眩

15、 光 称 为 光 幕 反 射 。 对于 教 室 中 的 照 明 ， 应 尽 量 减 少 黑 板 光 幕 反 射的 作 用 ， 以 提 高 视 觉 功 能 和 可 见 度 。 室 内 照 明 中 眩 光 的 评 价 和 计 算 方 法 ， 有 些采 用 眩 光 指 数 来 表 明 眩 光 的 程 度 （ 定 性的 ） ： 难 以 观 察 的 、 可 以 接 受 的 、 不 舒 适的 、 难 以 忍 受 的 等 。 实 用 的 方 法 是 ： 限 制光 源 的 亮 度 和 表 观 面 积 ， 这 里 限 制 的 范 围与 人 眼 、 灯 具 间 的 相 对 位 置 有 关 。 33 常用电光源 电

16、 光 源 有 钨 丝 白 炽 灯 、 卤 钨 灯 、 荧 光高 压 汞 灯 、 高 压 钠 灯 和 金 属 卤 化 物 灯 等 ，种 类 很 多 ， 但 按 发 光 原 理 可 以 分 为热辐射电光源和气体放电光源 两 大 类 。 331 电光源的种类 第 一 代 电 光 源 从 发 光 原 理 来 说 属 于 热 辐 射光 源 ， 即 普 通 的 白 炽 灯 ， 它 是 通 过 钨 丝 白炽 体 高 温 辐 射 来 发 光 的 。 其 中 可 见 光 部 分仅 占 很 小 的 比 率 ， 紫 外 线 很 少 ， 绝 大 部 分是 红 外 线 ， 可 见 光 部 分 约 占 2 3 左 右 ，

17、白 炽 灯 的 光 视 效 能 很 低 ， 仅 为 10 181m W，寿 命 比 较 短 ， 约 为 1000小 时 。 第 二 代 电 光 源 是 气 体 放 电 光 源 。 气 体 放电 光 源 是 利 用 蒸 气 的 弧 光 放 电 或 非 金 属电 离 激 发 而 发 出 可 见 光 ， 如 荧 光 灯 、 氙灯 等 。 它 们 的 共 同 特 点 是 光 效 高 、 寿 命长 。 荧 光 灯 的 光 视 效 能 为 25 671m W，平 均 寿 命 为 20003000小 时 ， 高 压 汞 灯 的光 视 效 能 为 30 501m W， 寿 命 为 25005000小 时 ，

18、氙 灯 的 光 视 效 能 为 20 371m W， 寿 命 稍 短 ， 约 为 500 1000小 时 。 第 三 代 电 光 源 仍 属 气 体 放 电 光 源 ， 但 为高 效 的 气 体 放 电 ， 它 的 光 视 效 能 达1001m W， 寿 命 较 长 ， 达 2000 3000小 时 。 金 属 卤 化 物 和 高 压 钠 灯 、 低 压 钠灯 均 属 第 三 代 电 光 源 。 332 电光源的主要参数 （1）额定电压和额定电流指 电 光 源 在 规 定 的 工 作 电 压 下 ， 流 过 电 光源 的 工 作 电 流 。 在 额 定 状 态 下 工 作 时 ，电 光 源 的

19、 光 视 效 能 最 高 。（2）额定功率 这 是 指 灯 泡 或 灯 管 在 额 定 状 态 下 所 消 耗的 有 功 功 率 。 （3）发射光通量和光视效能电 光 源 的 发 射 光 通 量 (即 光 通 量 输 出 )是 指其 在 额 定 状 态 下 工 作 时 发 出 的 光 通 量 ；光 视 效 能 是 电 光 源 每 消 耗 1W电 功 率 所 发出 的 光 通 量 。 发 射 光 通 量 和 光 视 效 能 都是 随 着 使 用 时 间 的 延 长 而 逐 渐 降 低 的 ，它 们 是 表 征 电 光 源 经 济 效 果 的 参 量 。 （4）寿命电 光 源 的 寿 命 有 全

20、寿 命 、 有 效 寿 命 和 平均 寿 命 之 分 。全寿命是 指 光 源 不 能 再 启燃 发 光 的 使 用 时 间 ；有效寿命是 指 电 光源 的 发 光 强 度 (或 光 通 量 )下 降 到 初 始 值 的70 时 的 使 用 时 间 ；平均寿命是 每 批 抽样 试 品 有 效 寿 命 的 平 均 值 。一般所指的寿命是指平均寿命。 （5）光谱能量分布光 谱 能 量 分 布 函 数 表 示 电 光 源 发 射 各 种频 率 或 波 长 的 光 的 成 份 和 相 对 强 度 的 分布 状 况 。 按 频 率 或 波 长 所 对 应 的 相 对 强度 绘 制 的 曲 线 称 为 该

21、电 光 源 相 对 光 谱 能量 分 布 曲 线 。 （6）光色 人 眼 观 察 光 源 所 发 出 光 的 颜 色 ， 称 为 光源 的色表。 光 源 照 射 到 物 体 上 所 显 现 的颜 色 的 性 能 ， 称 为 光 源 的显色性。色表和显色性构成了光源的光色，光源的色表和显色性之间没有必然的联系。因 为具 有 不 同 的 光 谱 能 量 分 布 的 光 源 可 能 有相 同 的 色 温 ， 但 显 色 性 可 能 差 别 很 大 。如 ： 荧 光 高 压 汞 灯 的 光 谱 成 分 和 日 光 接近 ， 光 色 发 亮 如 同 日 光 ， 但 光 谱 能 量 分布 和 日 光 相

22、差 很 大 。 当 光 源 发 光 的 颜 色 与 黑 体 (能 吸 收 全 部 光能 的 物 体 )加 热 到 某 一 温 度 所 发 出 光 的 颜色 相 同 (对 于 气 体 放 电 光 源 为 相 似 )时 ， 该温 度 称 为 光 源 的 颜 色 温 度 ， 简 称色温。色 温 能 够 恰 当 地 表 示 黑 体 热 辐 射 光 源 的颜 色 ， 对 于 非 黑 体 的 热 辐 射 光 源 和 气 体放 电 光 源 则 只 是 粗 略 地 表 示 它 的 颜 色 ，因 此 常 称 为 相 关 色 温 。 333 多种光源的混合使用 在 一 种 光 源 不 能 达 到 照 明 效 果

23、时 ， 可 在同 一 场 所 采 用 多 种 光 源 混 合 照 明 。 例 如 ，高 压 汞 灯 虽 然 是 功 率 大 并 且 光 视 效 能 高 的一 种 光 源 ， 但 它 的 光 色 较 差 ， 不 宜 在 室 内单 独 使 用 ， 可 以 与 白 炽 灯 (或 碘 钨 灯 )混 合使 用 ， 称 为 混 光 。混光使用的主要目的是提高光的显色性。 混 光 光 通 比 FH按 下 式 定 义 ： %100 白 炽 灯 光 通高 压 汞 灯 光 通高 压 汞 灯 光 通HF 当 FH30%时 ， 这 种 混 光 使 用 对 所 有 色 彩 识别 能 达 到 良 好 的 效 果 ， 也

24、就 是 说 ， 当 白 炽 灯容 量 近 似 为 高 压 汞 灯 容 量 的 2倍 时 ， 可 以 得 到良 好 的 光 色 。 当 FH 30 50%时 ， 除 橙 色 只 能 达 到 中 等 效果 外 ， 其 他 色 彩 均 能 达 到 良 好 的 效 果 ， 因 此这 可 以 用 于 对 色 彩 要 求 一 般 的 场 所 。 当 FH=50 70%时 ， 只 能 用 于 色 彩 要 求 较 低的 场 所 。 一 般 地 说 ， 只 要 白 炽 灯 容 量 不 小 于 高 压汞 灯 的 容 量 ， 人 们 在 视 觉 上 就 无 明 显 的 不 舒适 感 。 3 4 灯 具 的 特 性

25、与 分 类 341 灯罩的作用（ 1） 提 高 光 源 所 发 出 的 光 通 量 的 利 用 率 ，换 句 话 说 ， 灯 罩 可 以 使 光 源 光 通 量 重 新分 布 。 并 把 它 分 配 在 需 要 的 方 向 范 围 内 。（ 2） 减 轻 由 光 源 引 起 的 眩 光 ， 保 护 视 觉 ，对 光 源 也 起 一 定 的 保 护 作 用 。（ 3） 装 饰 美 化 的 效 果 。 342 配光及其表示法 在 研 究 灯 具 的 作 用 时 ， 其 配 光 是 最 重要 的 一 个 特 性 。 因 为 它 是 决 定 使 用 场 所 、布 灯 方 案 和 进 行 计 算 的 基

26、 本 依 据 。配光光 源 光 通 的 重 新 分 布 灯 具 的 配 光 曲 线 表 示 灯 具 的 发 光 强 度的 空 间 分 布 状 况 ， 所 以 又 称 为 发 光 强 度分 布 曲 线 。 大 部 分 灯 具 的 形 状 是 以 它 的 轴 线 为 对 称的 旋 转 体 ， 所 以 它 们 的 发 光 强 度 的 空 间分 布 也 是 以 轴 线 为 对 称 的 。 因 此 ， 只 须用 通 过 灯 具 轴 线 的 一 个 截 面 上 的 配 光 曲线 ， 就 能 说 明 该 灯 具 发 光 强 度 的 空 间 分布 的 状 况 ， 这 种 配 光 称 为 对 称 配 光 。有

27、些 灯 具 形 状 是 不 对 称 的 ， 如 荧 光 灯 ，则 需 要 有 通 过 灯 具 轴 线 的 几 个 截 面 上 的配 光 曲 线 ， 才 能 说 明 该 灯 具 发 光 强 度 的空 间 分 布 状 况 。 这 种 配 光 称 为 非 对 称 配光 。 343 空间等照度曲线 在 不 同 高 度 上 ， 按 相 同 照 度 的 连 线轨 迹 可 绘 制 空 间 等 照 度 曲 线 ； 不 同 照 度具 有 不 同 的 空 间 等 照 度 曲 线 ， 可 组 成 空间 等 照 度 曲 线 族 。 344 灯具的保护角和效率 光 源 下 端 与 灯 具 下 缘 连 线 同 水 平 线

28、 之间 的 夹 角 称 为保护角。 保 护 角 是 用 以 衡 量灯 罩 保 护 人 眼 不 受 光 源 照 明 部 分 耀 眼 的 程度 ， 以 减 小 眩 光 的 作 用 。 眩 光 的 强 弱 与 视 角 有 一 定 的 关 系 ， 灯具 的 保 护 角 过 小 对 于 保 护 眼 睛 来 说 是 不 利的 。 为 了 减 小 眩 光 ， 应 使 光 线 不 致 与 水 平视 线 成 等 于 或 小 于 27的 角 度 射 出 。 若 使保 护 角 达 到 27有 困 难 ， 应 在 灯 泡 外 装 上一 层 散 光 罩 ， 或 使 灯 具 悬 挂 合 适 的 高 度 灯 具 的 光 通

29、 量 与 光 源 的 光 通 量 的 比 值 ，称 为灯具的效率。 式 中 ： F为 从 灯 具 射 出 的 光 通 量 ， F。为 光 源 的 光 能 量 。 0FF 345 灯具的分类 （一）按光源情况分 （ 1） 按 类 型 ： 白 炽 灯 、 卤 钨 灯 、 荧 光灯 （ 2） 按 数 目 ： 普 通 灯 具 、 组 合 灯 具（二）按控照器情况分 （ 1） 按 结 构 形 式 ： 开 启 式 、 保 护 式 、密 闭 式 、 防 爆 式 （ 2） 按 配 光 曲 线 ： 直 射 型 、 半 直 射 型 、漫 射 型 、 反 射 型 、 半 反 射 型 35 照明质量与灯具的布置 良

30、好 的 视 觉 不 是 单 纯 地 依 靠 充 足 的光 通 量 ， 还 须 要 有 一 定 的 照 明 质 量 的 要求 ，照明质量主要指照度的均匀性、视野内的亮度分布和照度的稳定性等 几 个方 面 ， 它 又 与 灯 具 的 布 置 有 关 。 因 此 ，只 有 合 理 的 布 置 灯 具 ， 才 能 获 得 良 好 的照 明 质 量 。 351 照明的质量 照 明 质 量 包 括 许 多 方 面 。 质 量 不 是一 个 简 单 的 数 值 ， 也 不 是 一 个 客 观 的 照明 条 件 ， 而 是 人 们 对 照 明 的 主 观 评 价 。 （1）照度的均匀性 通 常 总 是 希 望

31、 被 照 场 所 内 的 照 度 均 匀 或比 较 均 匀 。 照 度 的 均 匀 度 是 按 在 给 定 的 工作 面 的 最 低 照 度 与 其 平 均 照 度 的 比 值 来 衡量 的 ， 即 ： 式 中 Uni照 度 均 匀 度 ； Emin最 低 照 度 ， 1x； E av平 均 照 度 ， 1x。 avni EEU min 一般照明的照度均匀度要求在0.7以上， 但 不得 大 于 最 大 允 许 值 。 若 大 于 最 大 允 许 值 ， 将 会 造 成布 灯 的 困 难 。 均匀度的倒数称为最小照度系数，记为Z。 在合 理 布 灯 的 情 况 下 ， 一 般 均 匀 照 明 的

32、 照 度 均 匀 度 应在 0.7以 上 ， 则 其 最 小 照 度 系 数 应 在 1.43以 下 。 影 响均 匀 度 的 最 主 要 因 素 是 灯 具 布 置 的 距 高 比 ， 即 灯具 之 间 的 距 离 L和 灯 具 的 计 算 高 度 h(工 作 面 至 灯 具 的垂 直 距 离 )的 比 值 ， 在 实 际 布 灯 中 ， 只 要 其 距 高 比 小于 有 关 照 明 手 册 中 查 出 该 类 灯 具 的 最 大 允 许 距 高 比的 值 ， 但 不 低 于 0.7时 ， 就 能 满 足 照 度 均 匀 度 的 要 求 ，这 个 比 值 范 围 ， 是 既 考 虑 经 济

33、的 年 电 能 消 耗 和 照 明设 备 投 资 ， 又 考 虑 有 一 定 的 照 度 均 匀 性 条 件 而 制 定出 来 的 。 （2）视野内的亮度分布 照 明 环 境 不 但 应 使 人 能 清 楚 地 观 看事 物 ， 而 且 要 给 人 们 以 舒 适 感 ， 所 以 在整 个 视 野 内 (如 房 间 的 各 个 表 面 )要 有 合适 的 亮 度 分 布 。 当 视 野 内 存 在 不 同 亮 度 的 表 面 时 ，眼 睛 要 被 迫 适 应 它 ， 如 果 这 种 亮 度 差 别即 亮 度 的 对 比 度 很 大 ， 就 会 使 眼 睛 很 快疲 劳 。 故 要 求 视 野

34、内 亮 度 较 均 匀 ， 不 要有 过 大 的 差 别 。 人 眼 能 察 觉 出 不 均 匀 的 相 邻 表 面 亮 度 比为 1： 1.4， 但 要 达 到 这 样 的 高 标 准 很 困 难 ，所 以 在 一 些 资 料 中 推 荐 的 教 室 、 办 公 室 、 车间 内 各 表 面 的 亮 度 比 ， 均 低 于 此 值 。 在 电 照设 计 时 ， 为 了 满 足 各 表 面 亮 度 比 的 要 求 ， 必须 使 工 作 面 上 的 照 度 比 顶 棚 、 墙 面 上 的 照 度高 许 多 倍 ， 才 有 可 能 使 顶 棚 、 墙 面 和 工 作面 亮 度 相 协 调 。 在

35、实 际 工 作 场 所 中 ， 亮 度 比 过 大 主 要是 由 光 源 的 高 亮 度 造 成 的 ， 这 可 以 采 用具 有 保 护 角 的 合 适 灯 具 和 降 低 灯 具 表 面亮 度 等 办 法 来 解 决 。 工 作 面 的 亮 度 差 别 控 制 在 1： 3左 右较 为 合 适 ， 这 是 指 工 作 面 反 光 系 数 大 致相 等 的 条 件 而 言 ， 对 一 般 照 明 ， 可 采 取控 制 灯 具 的 距 高 比 来 解 决 。 （3）照度的稳定性 为 了 保 证 照 度 在 使 用 过 程 中 不 低 于 标准 值 ， 应 预 先 考 虑 光 源 老 化 ， 灯

36、 具 污 染 、房 间 污 染 等 不 利 因 素 ， 在 设 计 时 可 适 当 增加 光 源 的 功 率 。 这 就 是 照 度 的 补 偿 问 题 。 照 度 的 补 偿用 照 度 补 偿 系 数 Kb来 表 征 。国外资料大多采用减光系数KJ，减光系数与补偿系数互为倒数关系。如 对 于 清 洁 环 境 ， 减 光 系 数为 0 75(白 炽 灯 )， 其 倒 数 为 1 3， 这 就 是清 洁 环 境 的 照 度 补 偿 系 数 。 一 般 的 电 压 波 动 所 引 起 的 光 通 量 减小 ， 在 照 度 计 算 时 不 予 考 虑 补 偿 ， 因 为从 视 觉 功 能 上 仍 能

37、 满 足 视 觉 工 作 的 要 求 。但每秒20次以下的低频波动，对眼睛就极为有害，应该避免。 这 种 波 动 是 由 于用 电 高 峰 和 网 络 内 有 启 动 频 繁 的 大 功 率电 机 设 备 ， 造 成 电 压 不 稳 定 所 致 。 解 决的 办 法 是 动 力 和 照 明 电 源 分 开 ， 以 及 照明 变 压 器 增 设 调 压 器 等 。 （4）频闪效应的消除 对 于 交 流 供 电 的 气 体 放 电 光 源 ， 其光 通 量 也 发 生 周 期 性 的 变 化 ， 最 大 光 通量 和 最 小 光 通 量 差 别 很 大 ， 使 人 眼 产 生明 显 的 闪 烁 感

38、 觉 ， 即频闪效应。 当 观 察转 动 物 体 时 ， 若 物 体 转 动 频 率 是 灯 光 闪烁 频 率 的 整 数 倍 时 ， 则 转 动 的 物 体 看 上去 好 象 没 有 转 动 一 样 ， 因 而 造 成 错 觉 ，容 易 发 生 事 故 。 交 流 电 供 电 的 光 源 所 发 射 光 通 量 是 波 动的 ， 其 波 动 程 度 以 波 动 深 度 来 衡 量 ， 即 ： 式 中 光 通 量 波 动 深 度 ； Fmax 光 通 量 最 大 值 ； Fmin 光 通 量 最 小 值 ； Fav 光 通 量 平 均 值 。 %1002 minmax avF FF 352 灯

39、具的布置 灯 具 的 布 置 就 是 确 定 灯 具 在 房 间 内 的空 间 位 置 ， 它 与 光 的 投 射 方 向 、 工 作 面 的照 度 、 照 度 的 均 匀 性 、 眩 光 的 限 制 以 及 阴影 等 都 有 直 接 的 影 响 。 灯 具 的 布 置 是 否 合理 ， 关 系 到 照 明 安 装 容 量 和 投 资 费 用 ， 以及 维 护 检 修 是 否 方 便 与 安 全 ， 灯 具 的 布 置 ，应 根 据 生 产 设 备 的 布 置 情 况 、 建 筑 结 构 形式 和 视 觉 工 作 特 点 等 条 件 来 进 行 。 布 灯 的 方 式 主 要 考 虑 下 面

40、两 种 情 况 ：(1)均匀布灯 适 用 于 要 求 整 个 工 作 面 照度 分 布 均 匀 并 且 灯 具 间 距 和 行 距 都 保 持一 定 的 布 灯 方 式 。(2)选择布灯 主 要 适 应 生 产 要 求 和 设 备 布置 ， 使 局 部 工 作 面 上 的 照 度 加 强 或 防 止有 阴 影 的 布 灯 方 式 。 3 6 室 内 照 明 设 计 361 室内照明设计的意义（ 1） 对 于 办 公 建 筑 ， 不 仅 要 考 虑 办 公 桌上 水 平 照 度 的 效 率 ， 还 必 须 做 成 供 整 个室 内 环 境 舒 适 的 照 明 ；（ 2） 对 于 学 校 教 室

41、照 明 ， 则 是 为 教 学 提供 必 要 的 视 觉 条 件 ， 以 取 得 好 的 教 学 效果 。 362 灯具的选择原则 （1）光源 应 根 据 建 筑 物 各 房 间 的 不同 照 度 标 准 、 对 光 色 和 显 色 性 的 要 求 、环 境 条 件 (温 度 ， 湿 度 等 )、 建 筑 特 点 、 对照 明 可 靠 性 的 要 求 ， 根 据 基 建 投 资 情 况结 合 考 虑 长 年 运 行 费 用 (包 括 电 费 、 更 换光 源 费 、 维 护 管 理 费 和 折 旧 费 等 )， 根 据电 源 电 压 等 因 素 ， 确 定 光 源 的 类 型 、 功率 、 电

42、 压 和 数 量 。 （2）技术性 主 要 指 满 足 配 光 和 限 制 眩光 的 要 求 。 高 大 的 厂 房 宜 选 深 照 型 ， 宽 大 的 车间 宜 选 广 照 型 、 配 照 型 灯 具 ， 使 绝 大 部分 光 线 直 接 照 到 工 作 面 上 。 一 般 公 共 建筑 可 选 半 直 射 型 ， 较 高 级 的 可 选 漫 射 型灯 具 ， 通 过 顶 棚 和 墙 壁 的 反 射 使 室 内 光线 均 匀 、 柔 和 。 （3）济济性 应 综 合 从 初 投 资 和 年 运 行费 用 全 面 考 虑 。 满 足 照 度 要 求 而 耗 电 最少 就 算 最 经 济 ， 故

43、 应 选 光 效 高 ， 寿 命 长的 灯 具 为 宜 。 （4）使用性 应 结 合 环 境 条 件 、 建 筑 结 构情 况 等 安 装 使 用 中 的 各 种 因 素 加 以 考 虑 。 环境条件 干 燥 、 清 洁 房 间 尽 量 选 开启 式 灯 具 ， 潮 湿 处 (如 厕 所 、 卫 生 间 )可 选 防水 灯 头 保 护 式 ， 特 别 潮 湿 处 (如 厨 房 ， 浴 室 )可 选 密 闭 式 (防 水 防 尘 灯 )， 有 易 燃 易 爆 物 场所 (如 化 学 车 间 )应 选 防 爆 灯 ， 室 外 应 选 防 雨灯 具 ， 易 发 生 碰 撞 处 应 选 带 保 护 网

44、 的 灯 其 。 安装条件 应 结 合 建 筑 结 构 情 况 和 使 用要 求 ， 确 定 灯 具 的 安 装 方 式 ， 选 用 相 应 的 灯具 。 （5）功能性 不 同 建 筑 有 不 同 的 特 点 ，不 同 房 间 有 不 同 的 功 能 ， 灯 具 的 选 择 应和 这 些 特 点 和 功 能 相 适 应 。 特 别 是 临 街建 筑 的 灯 光 ， 应 和 周 围 的 环 境 (其 它 建 筑和 马 路 的 灯 光 )相 协 调 ， 以 便 创 造 一 个 美丽 和 谐 的 城 市 夜 景 。 363 照度标准 照 度 标 准 是 根 据 识 别 物 体 的 大 小 、 物 体

45、 与背 景 的 亮 度 对 比 、 国 民 经 济 的 发 展 情 况 等 因素 来 规 定 必 须 的 物 体 亮 度 。 由 于 亮 度 的 现 场测 量 和 计 算 都 较 复 杂 ， 故 标 准 规 定 的 是 工 作面 上 的 照 度 值 。 在 没 有 专 门 规 定 工 作 位 置 的情 况 下 ， 通 常 以 假 想 的 水 平 工 作 面 照 度 作 为设 计 标 准 。 对 于 站 立 的 工 作 人 员 水 平 面 距 地0.9m， 对 坐 着 的 人 是 0.75m(或 0.8m)。 照 度 标 准 有 ：工业建筑照度标准和民用建筑照度标准 364 各类建筑的照明 （1

46、）住宅建筑 住 宅 建 筑 的 照 明 主 要 应 满 足 人 们 不 同居 住 水 平 、 不 同 居 住 条 件 的 生 活 需 要 。 在住 宅 或 公 寓 照 明 中 ， 常 用 的 光 源 有 白 炽 灯和 荧 光 灯 两 种 。 住 宅 建 筑 照 明 的 平 均 照 度值 ， 各 房 间 的 照 度 不 能 要 求 一 致 ， 如 起 居室 、 卧 室 30 751x， 餐 厅 50 1001x， 厨房 50 1001x， 走 道 、 楼 梯 15 301x等 。一 般 地 说 ， 高 照 度 能 创 造 活 跃 、 愉 快 的 气氛 ， 低 照 度 能 创 造 轻 快 、 宁

47、静 的 气 氛 。 （2）办公建筑 办 公 室 是 人 们 长 时 间 进 行 公 务 活 动 的 场 所 ，不 能 只 考 虑 工 作 面 的 照 明 ， 要 造 成 整 个 房 间的 视 觉 环 境 舒 适 工 作 照 明 。 确 定 办 公 建 筑 的照 度 应 该 从 视 力 、 心 理 、 节 能 等 方 面 综 合 考虑 。 通 常 在 读 书 之 类 的 视 觉 工 作 中 至 少 需 要5001x， 为 了 进 一 步 减 少 眼 睛 的 疲 劳 就 需 要1000 20001x。 办 公 室 一 般 照 明 的 照 度 值 ， 可 在 75l501x范 围 内 选 取 ， 对

48、 于 有 计 算 机 显 示 屏 的 工作 场 所 ， 或 设 计 室 、 绘 图 室 、 打 字 室 等 可 以取 200 5001x （3）学校建筑 学 校 的 教 室 、 实 验 室 、 绘 图 室 等 合适 的 照 度 值 一 般 是 100 3001x。 教 室 黑板 上 的 垂 直 照 度 平 均 值 不 宜 低 于 2001x；电 化 教 学 中 演 播 区 内 主 光 垂 直 照 度 宜 在200030001x； 书 库 架 上 (距 地 面0 25m处 )的 垂 直 照 度 为 20 50lx。 3 7 照 明 计 算 371 照明计算的目的和方法 （一）照明计算的目的 其

49、目 的 是 使 空 间 获 得 符 合 视 觉 要 求 的亮 度 分 配 ， 使 工 作 面 上 达 到 适 宜 的 亮 度标 准 。 故 照 明 计 算 的 实 质 是 进 行 亮 度 的计 算 。 因 亮 度 计 算 相 当 困 难 ， 故 以 直 接计 算 与 亮 度 成 正 比 的 照 度 值 ， 从 而 间 接反 映 亮 度 值 使 计 算 简 化 ， 因 而 所 谓 照 明计 算 ， 实 际 是 做 照 度 计 算 。 （二）照明计算的方法 照 明 计 算 的 方 法 很 多 ， 但 从 计 算 工 作 的内 容 和 程 序 上 可 分 为 两 类 ： （ 1） 已 知 照 明 系

50、 统 和 照 度 标 准 ， 求 所 需光 源 的 功 率 和 总 功 率 ， 用 以 进 行 照 明 的 设 计 。 （ 2） 己 知 照 明 系 统 和 光 源 的 功 率 与 总 功率 ， 求 在 某 点 产 生 的 照 度 ， 用 以 进 行 照 明 的验 算 。 无 论 哪 一 种 方 法 ， 都 很 难 做 到 完 全 符 合照 度 标 准 。 一 般 认 为 工 作 面 上 任 何 一 点 的 照度 不 低 于 最 低 照 度 (照 度 标 准 值 )， 不 超 出20%就 算 正 确 ， 就 认 为 布 灯 合 理 ， 满 足 要 求 。 目 前 国 内 在 一 般 照 明 工

51、 程 中 常 用 的 照明 计 算 方 法 ， 大 体 分 为 两 大 类 ： 平均照度的计算 平 均 照 度 的 计 算 适合 于 进 行 一 般 均 匀 照 明 的 水 平 照 度 计 算 ，只 可 求 出 被 照 面 上 的 平 均 照 度 ， 而 求 不出 其 上 的 照 度 分 布 ， 可 用 于 进 行 照 明 工程 的 设 计 。 点照度的计算 点 照 度 计 算 法 可 求出 工 作 面 任 何 一 点 的 照 度 ， 也 可 求 出 其上 的 亮 度 分 布 ， 这 种 方 法 多 用 于 进 行 照明 的 验 算 。 372 单位功率法 （一）估算法（ 1） 计 算 建 筑

52、 总 用 电 量 式 中 ： P 建 筑 物 (或 功 能 相 同 的 所 有 房 间 )的 总 用电 量 （ kW） w 单 位 建 筑 面 积 安 装 功 率 （ W m2） ， 可 查 表 S 建 筑 物 (或 功 能 相 同 的 所 有 房 间 )的 总 面 积（ m 2） 310 SwP （ 2） 求 出 每 盏 灯 泡 的 瓦 数 (灯 数 为 n盏 ) nPp 序号 建 筑 物名 称 单 位 容 量（ W m2） 序号 建 筑 物名 称 单 位 容 量（ W m2）1 实 验 室 10 5 学 校 52 住 宅 5-8 6 办 公 楼 53 锅 炉 房 4 7 宿 舍 44 生

53、活 间 8 8 商 店 5单位建筑面积照明用电估算表 (二)单位功率法（又称单位容量法） 根 据 灯 具 类 型 和 计 算 高 度 、 房 间 面积 和 照 度 编 制 出 单 位 容 量 表 ， 当 求 出 诸值 后 即 可 由 表 查 出 单 位 容 量 值 （ 不 同 的灯 具 ， 单 位 容 量 值 不 同 ） ， 进 而 可 采 用和 估 算 法 相 同 的 公 式 和 步 骤 ， 就 可 求 出建 筑 总 用 电 量 和 每 盏 灯 泡 的 瓦 数 。 373 利用系数法 （一）利用系数 是 指 投 射 到 被 照 面 上 的 光 通 量 F与 房 内全 部 灯 具 辐 射 的

54、总 光 通 量 nF0之 比 (n为 房 内灯 具 数 ， F0为 每 个 灯 具 的 辐 射 光 通 量 )。 F值 中 包 括 直 射 光 通 量 和 反 射 光 通 量 两 部 分 。反 射 光 通 量 在 多 次 反 射 过 程 中 ， 总 要 被 控照 器 和 建 筑 内 表 面 吸 收 一 部 分 ， 故 被 照 面实 际 利 用 的 光 通 量 必 然 少 子 全 部 光 源 辐 射的 总 光 通 量 ， 即利用系数u值总是小于1，可 用 下 式 表 示 ： 0nFFu (二)影响利用系数的因素（ 1） 灯 具 的 效 串 。 u值 与 灯 具 效 率 成 正 比 ；（ 2） 灯

55、 具 的 配 光 曲 线 。 向 下 部 分 配 的 直 射光 通 量 比 例 越 大 则 u值 越 大 ；（ 3） 建 筑 内 装 饰 的 颇 色 。 墙 面 和 顶 棚 等 颜色 越 浅 ， 反 射 系 数 越 大 ， u值 越 大 ；（ 4） 房 间 的 建 筑 尺 寸 和 构 造 特 点 。 室 空 间比 值 越 小 ， 则 u值 越 大 。 （三）利用系数法 （1）减光补偿系数K 在 公 式 中 ， F是 受 照 面 上 实 际 接 受 的 光通 量 ， 该 光 通 量 应 保 证 受 照 面 积 S达 到 规 定的 照 度 E值 ， 故 考 虑 到 使 用 过 程 中 灯 具 和

56、建 筑 内 表 面 污染 ， 受 照 面 实 际 接 受 的 光 通 量 有 所 下 降 的情 况 ， 应 利 用 减 光 补 偿 系 数 K值 对 上 式 加 以修 正 ， 得 出 式 ： SEF KSEF （2）最小照度系数Z 考 虑 到 被 照 面 上 照 度 分 布 不 均 匀 的 情 况 ，应 对 上 式 进 一 步 修 正 ， 乘 以 最 小 照 度 系 数Z。 Z的 定 义 ： 式 中 ： E0是 受 照 面 上 的 平 均 照 度 ； E是 受 照 面 上 的 最 低 照 度 ， 可 按照 度 标 准 查 出 。 Z值永远大于1。 当 距 高 比 L/h值 接 近 合理 值 时 ， 可 取 Z=1.2。 EEZ 0 （3）计算利用系数根 据 以 上 关 系 ， 得 出 式 ： 故 得 ： 所 以 ： 由 上 式 可 求 出 每 个 光 源 所 需 的 辐 射 光 通量 F0值 ， 由 F0值 查 相 应 的 光 源 样 本 即 可 确定 每 个 灯 的 功 率 ， 进 而 确 定 房 间 内 的 总 功率 ， 完 成 照 明 计 算 。 ZKSEF 00 nFESKZnFFu nuESKZF 0