第三章-室內(nèi)燈具的布置于計算

第三章室內(nèi)燈具的布置與計算第一節(jié)室內(nèi)燈具的布置

一、概述

燈具布置光的投射方向工作面的照度照度的均勻性眩光的限制陰影確定燈具在房間內(nèi)的空間位置照明安裝容量投資費用維護檢修方便與安全是否合理（3）燈具安裝是否符合電氣技術規(guī)范和電氣安全的要求，并且便于安裝、檢修與維護。正確地選擇布燈方式應著重考慮以下幾方面：（1）燈具布置必須以滿足生產(chǎn)工作、活動方式的需要為前提，充分考慮被照面照度分布是否均勻，有無擋光陰影及引起的光的程度；（2）燈具布置的藝術效果與建筑物是否協(xié)調(diào)，產(chǎn)生的心理效果及造成的環(huán)境氣氛是否恰當；二、一般照明方式典型布燈法1．點光源布燈燈具與墻的間距取燈間距離的1/2倍，如果靠墻區(qū)域有工作桌或設備，燈距墻也可取l/3～l/4的燈間距。圖3-1點光源布燈

2．線狀光源布燈圖3-2線狀光源布燈法（a）為光帶布燈方式（b）為間隔布燈方式靠墻光帶與墻之間的距離一般取S/2，若靠墻有工作臺可取S/3～S/4，光帶端部與墻的距離不大于500mm。

線狀布燈方式下，房間內(nèi)光帶最少排數(shù)線光源縱向燈具的個數(shù)

三、裝飾布燈1．天棚裝飾布燈法

圖3-4漸開型布燈

圖3-5組合布燈

圖3-3梅花形布燈圖3-7線狀光源縱向布燈

線狀光源橫向布燈的特點是工作面照度分布均勻，并造成一種熱烈氣氛，且舒適感良好。線狀光源縱向布燈的特點是誘導性好，工作面照度均勻，舒適感良好。

線狀光源格子布燈的特點是從各個方向進入室內(nèi)時有相同的感覺，適應性好，有排列整齊感，照度分布均勻，舒適性好。圖3-8線狀光源格子布燈圖3-6線狀光源橫向布燈

2．室內(nèi)裝修配合布燈法

圖3-9發(fā)光天棚圖3-10光藻井圖3-11彩色玻璃天棚圖3-12頂極藻井花燈圖3-13天花藻井裝大型花燈圖3-14組合天棚式照明

3．組合天棚式和成套裝置式照明圖3-15成套裝置式照明

為了達到良好的照明效果，避免眩光的影響；保證人們活動的空間、防止碰撞產(chǎn)生；避免發(fā)生觸電，保證用電安全，燈具要具有一定的懸掛高度，對于室內(nèi)照明而言，通常最低懸掛高度為2.4m。四、燈具的懸掛高度

與局部照明、重點照明、加強照明不同，大部分建筑物都會按均勻的布燈方式布燈，以滿足照度分布均勻的基本條件，一般在這些場所設計要求照度均勻度不低于0.7。五、滿足照度分布均勻的合理性

照度是否均勻主要還取決于燈具布置間距和燈具本身光分布特性（配光曲線）兩個條件。為了設計方便常常給出燈具的最大允許距高比值S/H。

當燈下面的照度E0等于相鄰燈具中點處的照度E1時，此兩燈的間距S與高度H之比稱為最大允許距高比，此時，圖3-16最大允許距高比示意圖I0—燈具投射角為0o時的光強（cd）；Iθ—燈具投射角為θ時的光強（cd）；H—燈具安裝高度（m）；S—兩燈的間距（m）；各種燈距最有利的距高比如表3-1所示。燈具形式相對距離S/H宜采用單行布置的房間高度多行布置單行布置乳白玻璃圓球燈、散照型防水、防塵燈、天棚燈2.3～3.21.9～2.51.3H無漫透射罩的配照型燈1.8～2.51.8～2.01.2H搪瓷深照型燈1.6～1.81.5～1.81.0H鏡面深照型燈1.2～1.41.2～1.40.75H有反射照的熒光燈1.4～1.5——有反射照的熒光燈，帶柵格1.2～1.4——表3-1燈具最有利的距高比S/H

在已知燈具至工作面的高度H，并根據(jù)表中的S/H值，就可以確定燈具的間距S。圖3-17給出了點光源燈具的幾種布置和S的計算。S1S2S=S1=S2S1S2S=(S1S2)1/2S1S2S=(S1S2)1/2圖3-17點光源燈具的幾種布置方式及S的計算第二節(jié)室內(nèi)照度計算燈具的形式和布置方案已確定照度標準燈功率及裝設總功率任何一種計算方法都只能做到基本準確。計算結(jié)果的誤差范圍在-10％～+10％。計算方法利用系數(shù)法單位功率法逐點計算法計算工作面上的平均照度計算工作面任意點的照度一、利用系數(shù)法

根據(jù)光源的光通量、房間的幾何形狀、燈具的數(shù)量和類型確定工作面平均照度的計算方法，又稱流明計算法。

工作面上的光通量通常是直接照射和經(jīng)過室內(nèi)表面反射后間接照射的光通量之和，因此在計算光通量時，要進行直接光通量與間接光通量的計算，增加了計算的難度。因此在實際設計時，引入利用系數(shù)的概念，使問題簡化。

1.計算平均照度的基本公式工作面上的平均照度，lx光源光通量

光源數(shù)量利用系數(shù)燈具的維護系數(shù)工作面面積2．室內(nèi)空間的表示方法

地板空間比頂棚空間比室形指數(shù)室空間比——頂棚空間高，即燈具的垂度，m；——室空間高，即燈具的計算高度，m；——地板空間高，即工作面的高度，m?！覍?，m；

——室長，m；3．有效空間反射比頂棚或地板空間各表面的平均反射比頂棚或地板平面面積，㎡頂棚或地板空間內(nèi)所有表面積的總面積，㎡。一個面或多個面內(nèi)各部分的實際反射比各不相同時，其平均反射比的計算公式是

該表面的實際反射比

第i塊表面的面積表3-2房間表面的反射比表面名稱頂棚墻壁地面作業(yè)面反射比0.6～0.90.3～0.80.1～0.50.2～0.6表3-3建筑表面的反射比近似值建筑表面情況反射比（%）刷白的墻壁、頂棚、窗子裝有白色窗簾70刷白的墻壁，但窗子未裝窗簾，或掛有深色窗簾；刷白的頂棚，但房間潮濕；雖未刷白，但墻壁和頂棚干凈光亮50有窗子的水泥墻壁、水泥頂棚；木墻壁、木頂棚；糊有淺色紙的墻壁、頂棚；水泥地面30有大量深色灰塵的墻壁、頂棚；無窗簾遮蔽的玻璃窗；未粉刷的磚墻；糊有深色紙的墻壁、頂棚；較臟污的水泥地面、油漆、瀝青等地面104．利用系數(shù)U利用系數(shù)是燈具光強分布、燈具效率、房間形狀、室內(nèi)表面反射比的函數(shù)。表3-4是YG1-1型40W熒光燈具的利用系數(shù)表，該表在使用時允許采用內(nèi)插法計算。表上所列的利用系數(shù)是地板空間反射比為0.2時的數(shù)值，若地板空間反射比不是0.2時，則應用適當?shù)男拚禂?shù)進行修正。如表3-5所示。）、頂棚空間比CCR、地板空間比FCR。（1）計算室空間比RCR（或計算室形指數(shù)（2）計算頂棚空間的有效反射比。（4）計算地板空間有效反射比。5．應用利用系數(shù)法計算平均照度的步驟（3）計算墻面平均反射比。（5）查燈具維護系數(shù)。（6）確定利用系數(shù)。例3-1

已知某教室長11.3m、寬6.4m、高3.6m，在離頂棚0.5m的高度內(nèi)安裝YG1-l型40W熒光燈10只，光源的光通量為2400lm，課桌高度為0.8m，室內(nèi)空間及各表面的反射比如圖所示。試計算課桌面上的平均照度。0.50.83.6ρ=0.35ρ=0.1ρ=0.5ρ=0.8解：使用利用系數(shù)法計算平均照度。（1）求室內(nèi)空間比（2）求頂棚的有效反射比（3）求地板空間的有效反射比（4）求墻面的有效反射比（5）確定利用系數(shù)因為墻面反射比均為0.5，所以取=50%若取RCR=2，=50%，=70%，得U=0.61；=50%，=70%，得U=0.46。用內(nèi)插法可得當RCR=2.8時：若取RCR=3，，必須進行修正。用內(nèi)插法，可得到當RCR=2.8時，U修=0.955，修正后的利用系數(shù)為U=0.955×0.594=0.57（6）查燈具維護系數(shù)（7）求平均照度維護系數(shù)K=0.8二、單位功率法

單位功率法的實質(zhì)是單位面積的安裝功率，用每單位被照水平面上所需要燈的安裝功率（W/㎡）來表示。為了簡化計算，可根據(jù)不同的照明器類型、不同的計算高度、不同的房間面積和不同的平均照度要求，應用利用系數(shù)法計算出單位面積安裝功率，并列成表格，供設計時查用。該方法通常稱為單位功率法。

單位功率法計算非常簡單，但計算結(jié)果不精確，一般適用于生產(chǎn)及生活用房平均照度的照明設計方案或初步設計的近似計算。初步設計時，還可以按單位建筑面積照明用電指標來估算照明功率。

1．計算公式每單位被照面積所需的燈泡安裝功率：PΣ——房間安裝光源的總功率，W；

A——房間的總面積，㎡；N——房間燈的總盞數(shù)；PL——每盞燈的功率，W；P0——單位功率，即房間每平方米應裝光源的功率，W/㎡。單位功率P0取決于下列各種因素：2．使用單位容量法求照明燈具的安裝容量或燈數(shù)燈具類型，最小照度，計算高度及房間面積，頂棚、墻壁、地面的反射系數(shù)和照度補償系數(shù)K等。此外還與照明的布置和所選用的燈泡效率有關。吸頂式熒光燈照明，燈具效率為86%。若照度為150lx，試確定房間內(nèi)的燈具數(shù)。，桌面高0.8m，燈具吊高3.8m，吸頂安裝。擬采用YG6-2型雙管例3-2

某實驗室面積為解：已知，h=3m，照度為150lx，查表3-7，得P0=8.6W/㎡，查附錄3，，因此一般照明總的安裝容量應為:查附錄2，YG6-2型裝熒光燈的功率為則應安裝熒光燈的燈數(shù)為:三、點光源逐點法計算直射照度

當光源尺寸與光源到計算點之間的距離相比小得多時，可將光源視為點光源。一般圓盤形發(fā)光體的直徑不大于照射距離的1/5，線狀發(fā)光體的長度不大于照射距離的1/4時，按點光源進行照度計算誤差均小于5％。

逐點計算法是指逐一計算附近各個點光源對照度計算點的照度，然后進行疊加，得到總照度的方法。1．點光源逐點照度的基本計算公式平方反比法點光源S照射在水平面H上產(chǎn)生的照度Eh與光源的光強Iθ及被照面法線與入射光線的夾角θ的余弦成正比，與光源至被照面計算點的距離R平方成反比。例3-3

某車間裝有8只GC39型深照型燈具，燈具的平面布置如圖3-21所示，內(nèi)裝400W熒光高壓汞燈，燈具的計算高度h=10m，光源光通量Φ=20000lm。燈具維護系數(shù)K=0.7，試求A點的水平面照度值。圖3-21車間燈具平面布置05101520253035404550556065707580859023423223223423421420219218216914110575352416940光源光強分布（1000lm）解：如圖中可見Eh1=Eh2=Eh7=Eh82．點光源應用空間等照度曲線的照度計算當有多個相同燈具投射到同一點時，其實際水平面照度Iθ為光源的光強分布值，則水平照度Eh可由下式算出圖3-22深照型燈具的空間等照度曲線例3-4

某車間采用GC—39深照型燈具照明，該燈具的空間等照度曲線見圖3-22，光源使用400W熒光高壓汞燈，其光通量為20000lm，維護系數(shù)K=0.7，燈具的出口平面至工作面高度為12m，布燈方案如圖3-23所示，試求A點的水平照度。圖3-23深照型燈具的布燈圖

解：由布燈方案可知，燈1和燈3對A點的照度是一樣的，燈2和燈4對A點的照度也相同。下面分別計算、查找曲線。（1）對燈1和燈3，有h=12m由圖3-22查得E1=E3=0.9（2）對燈2和燈4，有由圖上曲線查得E2=E4=0.1h=12m（3）對燈5，有h=12m由圖上曲線查得E5=0.12（4）對燈6，有由圖上曲線查得E6=0.05h=12m通過以上計算，A點的水平照度值為30.38lx。（5）根據(jù)公式3-11計算點A的總照度為四、線光源逐點法計算直射照度

帶狀光源的寬度與長度相比很小時，可以認為它是線光源。無限長的線光源產(chǎn)生的照度與距離成反比。

,以及燈具縱軸光強,的分布形狀的分類，確定方位系數(shù)。方位系數(shù)法的特點是根據(jù)計算點與線光源所形成的方位角圖3-24線光源與計算點間的方位角圖3-25燈具縱軸與橫軸光強分布示意圖3-26線光源縱軸光強分布類型A類:B類:C類:

D類:E類:方位系數(shù)計算照度的公式：（1）被照面為水平面（見圖3-27）圖3-27被照面為水平面（3）被照面與光源垂直且垂直于水平面（見圖3-29）（2）被照面與光源平行且垂直于水平面（見圖3-28）圖3-30計算點不在線光源端頭平面上時計算方法示意若計算點在任意位置時，則可采用將線光源分段或延長的方法，按圖3-30所示分別為計算各段在該點產(chǎn)生的照度，然后求各段在該點照度的代數(shù)和：計算點在線光源PM端頭平面上計算點不在線光源PM端頭平面上計算點不在線光源PM端頭平面上線光源，計算時只要相應地乘以折算系數(shù)Z即可，此時誤差不超過10%，對于非連續(xù)線光源，當燈具間隔不超過時，可看作是連續(xù)的當燈具的間隔超過時，可按下式計算：圖3-31燈具間隔時，方位角的示意第三節(jié)眩光計算一、不舒適眩光眩光失能眩光不舒適眩光

統(tǒng)一眩光值UGR的基本公式計算1．小光源的眩光

投影面積，這相當于在室內(nèi)距離下一個直徑為80mm的圓片。定義

當小光源位于偏離視線5o時所產(chǎn)生的眩光可用其光強（I）來確定，即。因此，小光源的統(tǒng)一眩光評價（UGR）公式為當UGR=13時，不能超過300lx；當UGR=16時，不能超過600lx；當UGR=19時，不能超過1000lx；當UGR=22時，不能超過1600lx。2．大光源（發(fā)光頂棚、均勻的間接照明）的眩光大光源專指發(fā)光頂棚和均勻的間接照明。定義

如果需要較高的照度但較低的UGR時，可以用很好地遮蔽的局部照明，亦可適當控制亮度的發(fā)光頂棚（如格柵頂棚）來解決。

CIETC3.01提出：一個漫射發(fā)光頂棚或均勻的間接照明，在某一要求的UGR值下提供的照度，不能超過下列值：小光源和大光源是兩個極端，但絕大多數(shù)燈具是介于這兩者之間的一般光源。對于這類光源的眩光評價不能直接應用UGR公式，故需要加以修改，使它能在要求的精度內(nèi)，并且兩頭都與該種光源的評價方法得出的結(jié)果一致。將修改后的眩光評價法稱之為GGR，即“大光源評價法”，其公式為

3．一般光源（介于小光源和大光源之間）的眩光4．不均勻的間接照明的眩光上述公式適用于要求UGR=19的情況，對于其他UGR值，需要乘以下列系數(shù)：UGR=13時，乘以0.3；UGR=16時，乘以0.6；UGR=22時，乘以1.6使用鏡面反射器和鏡面格柵時，其亮度在實際投影面上有相當變化，對此類燈具我們需要確定其有效亮度L，比較合理的定義可以建立在假設最大光強（Imax）的方向上全部閃亮。5．復雜光源的眩光（1）漫射光源。對于此類燈具