人工光環(huán)境設(shè)計

1、第九章 人工光環(huán)境設(shè)計 第一節(jié) 人工光環(huán)境設(shè)計內(nèi)容及過程 第二節(jié) 照明標準 第三節(jié) 電光源和燈具 第四節(jié) 照明計算 第五節(jié) 人工光環(huán)境設(shè)計示例 第六節(jié) 人工光環(huán)境與室內(nèi)設(shè)計第一節(jié) 人工光環(huán)境設(shè)計內(nèi)容及過程 人工光環(huán)境設(shè)計有功能和裝飾兩個方面的作用。這兩種作用是相輔相成的。任何一個比較好的室內(nèi)光環(huán)境，都是這兩者的有機組合。 1 設(shè)計對象：了解設(shè)計對象的使用功能視覺工作的性質(zhì)和延續(xù)時間使用人的情況可能使用的年限以及其他特殊要求。 2 設(shè)計因素：建筑因素環(huán)境因素經(jīng)濟因素安全因素心理因素室內(nèi)因素管理因素。 3 設(shè)計標準：包括照明的數(shù)量和質(zhì)量兩個方面 4 設(shè)計方案：選擇合理的照明方式照明設(shè)備照明布局及照

2、明裝置的細部設(shè)計。 5 照明計算 6 經(jīng)濟比較：光源和照明方案的全面經(jīng)濟核算，判定照明方案是否經(jīng)濟合理。 7 設(shè)計評價第二節(jié) 照明標準 一 選擇照明方式 照明方式一般分為：一般照明分區(qū)一般照明局部照明混合照明。 一般照明：它是在工作場所內(nèi)不考慮特殊的局部需要，為照亮整個被照面而設(shè)置的照明裝置，燈具均勻分布在被照場所上空，在工作面上形成均勻的照度。 分區(qū)一般照明：當一工作區(qū)需要高于一般照明的照度時可采用分區(qū)一般照明。分區(qū)一般照明就是根據(jù)需要，提高特定區(qū)域照度的一般照明。 局部照明：它是在工作點附近，專門為照亮工作點而設(shè)置的照明裝置，即為滿足某些部位的特殊需要而設(shè)置的照明。 混合照明：混合照明就是

3、一般照明與局部照明組成的照明。它是在同一工作場所，既設(shè)有一般照明，解決整個工作面的均勻照明；又有局部照明，以滿足工作點的高照度和光方向的要求二 照明標準（一）照明數(shù)量 照明標準就是根據(jù)識別物件的大小物件與背景的亮度對比國民經(jīng)濟的發(fā)展情況等因素來規(guī)定必須的物件亮度。（二）照明質(zhì)量 照明質(zhì)量是指視覺環(huán)境內(nèi)的亮度分布等。它包括一切有利于視功能舒適感易于觀看安全與美觀的亮度分布。 1 眩光 為了提高室內(nèi)照明質(zhì)量，不但要限制直接眩光，而且還要限制工作面上的反射眩光和光幕反射。 根據(jù)建筑使用功能的不同，眩光限制可分為三個等級。 （1）一級：高質(zhì)量，基本保證無眩光，適用于對眩光控制要求較高的場所。 （2）二

4、級：中等質(zhì)量，室內(nèi)可有輕微的眩光。 （3）三級：低質(zhì)量，室內(nèi)有眩光感覺。（1）直接眩光 工業(yè)企業(yè)室內(nèi)照明按眩光程度分為五個質(zhì)量等級：A級級很嚴格的視覺工作，要求很高質(zhì)量，感覺不到眩光存在；B級級視覺要求高的作業(yè)或視覺要求中等但集中注意力要求高的作業(yè)，要求高質(zhì)量，僅剛剛感到有眩光；C級級視覺要求和集中注意力要求屬于中等作業(yè)，并且工作人員有一定程度的流動性，要求中等質(zhì)量，可感到有輕度眩光；D級級視覺要求和集中注意力要求低的作業(yè)，工作人員在有限的區(qū)域內(nèi)頻繁走動，要求低質(zhì)量，可存在有不舒適眩光；E級級視覺作業(yè)要求低，工作人員不限于一個工作崗位而是來回走動，或不是有同一批人連續(xù)使用的房間，只要求很低質(zhì)量

5、，允許存在一定的眩光。 （2）反射眩光 反射眩光既引起不舒適感，又分散注意力。 減少室內(nèi)人工照明產(chǎn)生反射眩光的方法： 光源的亮度應(yīng)盡可能低 改變燈具或工作面的位置，使鏡面反射光不射向觀察人的眼睛。 增加光源數(shù)量，使引起反射的光源在工件上形成的照度在總照度中所占比例減少，從而使反射眩光影響減少。 在特殊條件下可改變工作表面特性，以減弱鏡面反射與漫反射重疊出現(xiàn)的現(xiàn)象。 （3）光幕反射 光幕反射就是在視覺作業(yè)上鏡面反射與漫反射重疊出現(xiàn)的現(xiàn)象。 當反射影像出現(xiàn)在觀察對象上，物件的亮度對比下降，視度變壞，好似給物件罩上一層“光幕”一樣。光幕反射降低了作業(yè)與背景之間的亮度對比，只是部分地或全部地看不清它的

6、細節(jié)。 減弱光幕反射的措施： 盡可能使用無光紙和不閃光墨水，使視覺作業(yè)和作業(yè)房間內(nèi)的表面為無光澤的表面。 提高照度以彌補亮度對比的損失，不過這種做法在經(jīng)濟上可能是不合算的。 減少來自干擾區(qū)的光，增加干擾區(qū)外的光，以減少光幕反射，增加有效照度。 盡量使光線從側(cè)面來。以減少光幕反射。 采用合理的燈具配光 2 顏色 光源的相關(guān)色溫不同，產(chǎn)生的冷暖感覺也不同。 冷色一般用于高照度水平熱加工車間等；暖色一般用于車間局部照明工廠輔助生活設(shè)施等；中間色適用于其余各類車間。 光源的顏色主觀感覺效果還與照度有關(guān)。在低照度下，采用低色溫光源為佳；隨著照度水平的提高，光源的相關(guān)色溫也應(yīng)相應(yīng)提高。 物體的顏色，在一定

7、程度上要取決于照明光源發(fā)射的光的顏色，所以應(yīng)根據(jù)視覺作業(yè)對顏色辨別的要求，選用不同顯色性的光源。右圖給出光源一般顯色指數(shù)類別，以及它們的適用范圍。 對顏色識別有要求的視覺作業(yè)，當使用照度在500lx及以下，采用光源的顯色指數(shù)較低時，宜提高其照度標準值。采用光源的一般顯色指數(shù)越小，照度水平越低，相對照度系數(shù)就越大。 所謂相對照度系數(shù)就是在所用的光源照明和標準光源照明下，達到顏色識別能力相當時，所需要的照度之比值。 3 照明的均勻度 視野內(nèi)亮度應(yīng)做到足夠的均勻，尤其是長時間進行視覺工作的場所。 空間照度的最大值最小值與平均值的差值不超過1/6，最低照度與平均值之比不低于0.7. 4 陰影 注意避免

8、對臨近工作面形成陰影，也可增加光的入射方向，或增加漫射光，使陰影濃度減弱。 5 亮度分布 當視場內(nèi)各表面的亮度比較均勻，人眼視看才會達到最舒適和最有效率，故室內(nèi)各表面亮度保持一定比例。 6 照度的穩(wěn)定性 供電電壓的波動使照度不穩(wěn)定，影響視覺功能。一般工作場所的室內(nèi)照明。燈具的端電壓不宜高于額定電壓的105%，宜不宜低于95%.對視覺要求較高的場合，燈具的端電壓不宜低于額定電壓的97.5%。 7 消除頻閃效應(yīng) 在交流電路中，氣體放電燈發(fā)出的光通量是隨電壓的變化而波動，這對于旋轉(zhuǎn)的物體易產(chǎn)生視覺失真。應(yīng)將相鄰燈管或燈具，分別接到不同的相位線路上；或選擇無頻閃效應(yīng)的光源。第三節(jié) 電光源和燈具 一 電

9、光源 輻射光源是利用電流通過燈絲，將其加熱到白熾狀態(tài)（1000K以上）而發(fā)出可見光。 氣體放電光源是利用某些元素的原子被電子激發(fā)而產(chǎn)生光輻射。 1 白熾燈 白熾燈是一種利用電流通過細鎢絲所產(chǎn)生的高溫而發(fā)光的熱輻射光源 白熾燈的發(fā)光效率仍不高，僅1218.6lm/W。也就是說，只有2% 3%的電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，其余電能都以熱輻射的形式損失掉了。 白熾燈雖然具有體積小，燈絲集中，易于控光，可在很寬的環(huán)境溫度范圍下工作，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，沒有頻閃現(xiàn)象等優(yōu)點；但是存在著紅光較多，燈絲亮度高，散熱量大，壽命短，玻璃殼溫度高，受電壓變化和機械振動影響大等缺點，特別是發(fā)光效率很低，浪費能源。 我國已強調(diào)在賓館

10、飯店商場招待所寫字樓，以及工礦企業(yè)的車間體育場館車站碼頭廣場和道路照明等公共場所，盡量取消白熾燈照明。 2 鹵鎢燈 鹵鎢燈是一個直徑約12nm的石英玻璃管，管內(nèi)充有鹵族元素，在管的中軸支懸一根鎢絲。 鹵族元素的作用是在高溫條件下，將鎢絲蒸發(fā)出來的鎢元素帶回到鎢絲附近的空間，甚至送返鎢絲上。這就減慢了鎢絲在高溫下的揮發(fā)速度，為提高燈絲溫度創(chuàng)造了條件，而且減輕了鎢蒸發(fā)對泡殼的污染，提高了光的透過率，故其發(fā)光效率和光色都較白熾燈有所改善。 3 熒光燈 熒光燈是氣體放電光源，它的內(nèi)壁涂有熒光物質(zhì)，管內(nèi)充有稀薄的氬氣和少量的汞蒸氣。 熒光燈與白熾燈有很大區(qū)別，其特點如下；發(fā)光效率高發(fā)光表面亮度低光色好且

11、品種多壽命較長燈管表面溫度低。 （二）光源的選擇 不同光源在光譜特性發(fā)光效率使用條件和價格上都有各自的特點，應(yīng)根據(jù)不同場所的具體情況，來確定光源的類型。 二 燈具 燈具是光源燈罩及其附件的總稱。燈具可分為裝飾燈具和功能燈具兩大類。 國際照明委員會按光通量在上下半球的分布將燈具分為五類：直接半直接均勻擴散半間接間接。 1 直接型燈具 直接型燈具是指90%100%的光通量向下半球照射的燈具。 直接型燈具雖然效率較高，但存在兩個缺點：由于燈具的上半部幾乎沒有光線，頂棚很暗，它和明亮的燈具開口形成嚴重的對比眩光；光線方向性強，陰影濃重。 2 半直接型燈具 用透明材料作燈罩或在不透明燈罩上部開透光縫，這

12、就形成半直接型燈具。這類燈具有60%90%的光通量向下方射出到工作面上，有10%40%的光通量向上部射出，增加頂棚的亮度，降低頂棚與燈具之間過大的亮度反差。 3 擴散型燈具 此類燈具的燈罩，多用擴散透光材料制成，上下半球分配的光通量相差不大。 4 直接間接型燈具 直接間接型燈具是直接和間接型燈具的組合，在一個透光率很低或不透光的燈罩里，上下個安裝一個燈泡。 5 半間接型燈具 這種半間接型燈具的上半部是透明的，下半部是擴散透光材料。 6 間接型燈具 間接型燈具是用不透明材料做成，幾乎全部光線都射向上半球。 擴散性很好，光線柔和而均勻，并且完全避免了燈具的眩光作用，但是利用率很低，在要求高照度時，使用這種燈具很不經(jīng)濟。燈具的