建筑照明系統(tǒng)

第六章建筑照明系統(tǒng)

通過以上圖片

照明系統(tǒng)的發(fā)展已超越了單純照明的觀念，逐步上升到一種文化和藝術(shù)的境界，并且與光學(xué)、美學(xué)、建筑學(xué)和園林藝術(shù)溶為一體，成為一門綜合性的設(shè)計工藝。6.1照明的基礎(chǔ)知識光的本質(zhì)

1、能量的發(fā)射和傳播過程，稱為輻射。而這種能量形式——輻射能。2、照明工程中，光是指輻射能的一部分，即能產(chǎn)生視覺的輻射能。3、可見光在波譜范圍內(nèi)僅占極小的比例。4、任何物體只要能發(fā)出（380~780）NM波長的輻射能就可以用于采光——光源的形成。5、輻射能在傳播過程中，不同波長的可見光會引起人的視覺不同的色感覺，將依次展現(xiàn)出不同的顏色.波譜曲線圖380780nm可見光1014nm10-7nm（一）光通量●在單位時間內(nèi)，光源向周圍空間輻射出去的并使人眼產(chǎn)生光感的能量稱為光通量。符號：,單位:流明(Lm),方向:由光源指向被照面?！癞?dāng)發(fā)出波長為555nm綠色光的單色光源,其輻射功率為1W時，則它所發(fā)出的光通量為683lm（圖7-1）。圖7-1光通量(三)照度照度是用來表示被照面上光的強弱,即單位面積上所接收的光通量稱為該被照面的照度（圖7-2、圖7-3、圖7-4）。符號用“E”表示,單位為勒克斯(Lx)。照度流明x(設(shè)計系數(shù))面積E=單位：勒克斯lx符號：E面積（m2）各種場所或活動形式的推薦照度值建筑裝飾設(shè)計圖7-2戶外照度參考值圖7-3工廠廠房照度參考值200--300Lux圖7-４辦公室照度參考值400--500Lux（3）發(fā)光效率[η]

消耗單位電功率所發(fā)出的光通量——簡稱光效。單位：lm/w光源η光源η光源η白熾燈7~30熒光燈40~100氣體放電燈30~150（4）顯色性和顯色指數(shù)(Ra)光源顯現(xiàn)被照物體顏色的性能稱為顯色性。1、顯色系數(shù)是物體的心理色符合程度的度量。2、基本等級：光源的顯色指數(shù)愈高，其顯色性能愈好。050一般優(yōu)良很差10080R0應(yīng)用：Ra值的高低，對于現(xiàn)代建筑場所建立良好的照明環(huán)境有很大意義，不僅是辨別識別對象顏色的需要，對視覺效果和視看舒適性也有很大影響。光源的顯色指數(shù)高，被視對象和人物的形象會顯得更真實、生動；反之，就會變得不好看，失去其本來的豪華和光澤。標(biāo)準(zhǔn)：連續(xù)工作的場所，Ra不小于80；燈高度大于6m的場所，Ra可降低。實用場所舉例見表1。（5）發(fā)光強度[I]

光源在指定方向上單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量，是光通量的立體角密度發(fā)光強度，簡稱光強。它表示不同方向光通量的分布情況。單位：坎德拉（cd)I=φ/ω

ω：單位立體角

Φ：光通量0ω裸光源（40w）配燈具光源（40W）平均光強為28cd平均光強為70~80cd如配鏡面反射罩，光強可達(dá)數(shù)百cd在光通量不變的情況下，隨著配置燈具的不同，發(fā)光強度可以發(fā)生變化；從應(yīng)用中可以發(fā)現(xiàn)（上圖）：光通在有限空間的分布更為集中，密度更大，相應(yīng)的光強也提高了！(6)亮度[L]1)亮度表示光源單位面積上的發(fā)光強度。2)其表征發(fā)光面或被照面反射光的發(fā)光強弱的物理量。3)

單位：尼特（cd/m2)4)亮度與被照面的材料特性有關(guān)。

Ra分級

適應(yīng)場所舉例

Ra≥90油畫、顏色匹配、顏色檢驗、畫展、鮮花店

Ra≥80印刷、油漆、食品分揀、商場、客房、住宅、醫(yī)院、辦公室、教室、會議室控制室、機電裝配、表面處理

Ra≥60機械加工、熱處理

Ra≥40鑄造

Ra≥20庫房、通風(fēng)室、泵房

Ra分級及應(yīng)用場所舉例二、光的基本度量單位色溫●光源的光色是人眼直接觀察光源時所看到的顏色，稱為光源色。它又可以用色溫來表示?！裆珳?Tc)簡單地說是用黑體的開氏溫度(單位K)表示光源的顏色。開氏溫度為攝氏溫度加上273。2700K燭光色3000K暖白色3500K白色4000K冷白色5000K日光色6500K冷日光色色溫(Tc)表7-32700K 熾白色3000K 暖白色3500K 白色4000K 冷白色5000K 日光色6500K 冷日光色建筑裝飾設(shè)計圖7-5空間的色溫值太陽（大氣外）6500鎢絲白熾燈（100W）2740太陽（在地表面）4000~5000鎢絲白熾燈（1000W）2920藍(lán)色天空18000~22000熒光燈（日光色）6500月亮4125熒光燈（冷白色）4300蠟燭1925熒光燈（暖白色）2900煤油燈1920高壓鈉燈2100常見光源的色溫（K）(8)色表色表指光源顏色給人的直觀感覺，照明光源的顏色質(zhì)量取決于光源的表觀顏色及其顯色性能。單位：（K)室內(nèi)照明光源的顏色，可根據(jù)相關(guān)色溫分為三類，冷色（相關(guān)色溫大于5300K）、暖色（相關(guān)色溫小于3300K）、中間色（相關(guān)色溫3300～5300K）。

相關(guān)色溫（K）色表大于5500冷色（B-W）3300~5500中間色（W）小于3300暖色（R-W）色溫和色表照度（LX）色感覺暖中間冷小于500舒適中間冷500~3000興奮舒適中間大于3000不自然興奮舒適照度的變化影響色感覺的差異(9)發(fā)光效率[η]

消耗單位電功率所發(fā)出的光通量——簡稱光效。單位：lm/w光源η光源η光源η白熾燈7~30熒光燈40~100氣體放電燈30~150(10)配光曲線配光曲線是照明設(shè)備技術(shù)性能的一個重要概念。電光源在空間對各個方向的發(fā)光強度是不同的，在極座標(biāo)圖上標(biāo)出各方位的發(fā)光強度值所連成的曲線就是配光曲線。

(11)眩光

1)影響眩光的因素：

a)環(huán)境較暗，眼晴的適應(yīng)亮度很低，即使亮度低的光，也會出現(xiàn)眩光。

b)亮度越高，眩光越突出。

c)光源的大小。

d)生理因素克服眩光的意義：眩光對人的生理和心理都有明顯的影響，而且會較大的影響工作效率和生活質(zhì)量，嚴(yán)重的還會產(chǎn)生惡性事故，所以對眩光的研究有著重要的意義！6.1.2照明方式1．照明方式（1）一般照明：均勻照明分區(qū)一般照明：（2）局部照明（3）混合照明２．照明種類（1）正常照明：（2）應(yīng)急照明：1）

疏散照明：2）安全照明：3）備用照明：（3）值班照明：（4）警衛(wèi)照明：（5）障礙照明：

應(yīng)急照明一般在下列場所設(shè)置：1、封閉樓梯間、防煙樓梯間及其前室，消防電梯間及其前室、合用前室和避難層（間）。2、配電室、消防控制室、消防水泵房、防煙排煙機房、供消防用電的蓄電池室、自備發(fā)電機房、電話總機房以及發(fā)生火災(zāi)時仍需堅持工作的其它房間。3、觀眾廳，每層面積超過400m2的展覽廳、多功能廳、餐廳和營業(yè)廳，建筑面積超過200m2的演播室，4、多層建筑內(nèi)建筑面積超過300m2的地下室、半地下建筑的（室）中的公共活動房間；5、公共建筑的疏散走道和高層居住建筑內(nèi)走道長度超過20m的內(nèi)走道。應(yīng)急照明可作為正常一般照明的一部分，經(jīng)常點燃，在發(fā)生故障時應(yīng)能保證繼續(xù)點燃。

消防控制室、消防水泵房、防煙排煙機房、配電室和自備發(fā)電機房、電話總機房以及發(fā)生火災(zāi)時仍需堅持工作的其它房間的應(yīng)急照明，仍應(yīng)保證正常照明的照度。供人員疏散用，照度不應(yīng)小于0.5lx。6.1.3照明質(zhì)量1．合適的照度

2．照明的均勻度照明的均勻度是規(guī)定表面上的最小照度與平均照度之比。3．合適的亮度分布

4．選用適宜的光源顏色、色溫與顯色性

5．照度的穩(wěn)定性

6．頻閃效應(yīng)的消除6.1.4照度

1．照度標(biāo)準(zhǔn)

照度的一般要求

1)民用建筑照度標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的照度2)照度標(biāo)準(zhǔn)值的分級3)視覺工作對應(yīng)的照度分級范圍

4)用于備用照明

2．部分建筑照度標(biāo)準(zhǔn)6.1.5綠色照明1．綠色照明概念

“綠色照明”是指節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境，有利于提高人們生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)效率和生活質(zhì)量，保護(hù)身心健康的照明。

綠色照明是推廣使用效率高、壽命長、安全和性能穩(wěn)定的電光源、照明電器附件以及調(diào)光控制器件組成的照明系統(tǒng)，節(jié)約照明用電“以節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，提高照明質(zhì)量”。2．照明節(jié)電(1)合理選定照度(2)合理選用光源(3)合理選擇照明燈具（4）合理確定照明方案（5）改善照明器的控制和管理

二、常用電光源

12

3

42．光源（1）白熾燈構(gòu)造：燈頭支架發(fā)光材料玻璃外殼惰性氣體工作原理：

發(fā)光體是用金屬鎢拉制的燈絲（鎢絲熔點很高，即使在高溫下仍能保持固態(tài)），點亮?xí)r白熾燈的燈絲溫度高達(dá)3000℃，熾熱的燈絲便產(chǎn)生了光輻射，使白熾燈發(fā)出了明亮的光芒。白熾燈的特點及應(yīng)用適用于家庭、賓館、飯店及藝術(shù)照明信號照明、投光照明和小型建筑物照明電影、劇院和舞臺布景照明有高度的集光性，便于光的再分配適合頻繁開關(guān)，點滅性能及壽命影響小顯色性能好光效較低特點（2）鹵鎢燈(碘鎢燈、溴鎢燈)石英玻璃管金屬支架燈絲雙端式單端式2、鹵鎢燈的特點和應(yīng)用：由于鹵鎢作用的原因，燈的壽命大大的提高（1500-2000）H

溫度升高，可見光增加，光色改善，顯色性好。（99）透過率改善，光效提高。10—30Lm/W

應(yīng)用體育場、廣場、會場、舞臺、機場、商業(yè)和攝影等！水平安裝避免與易燃物接觸不宜作為移動式的局部照明±40（3）熒光燈（低壓汞燈）熒光燈是一種預(yù)熱式低壓汞蒸氣放電燈。由放電產(chǎn)生的紫外線輻射激發(fā)熒光粉而發(fā)光。一、工作原理：

汞Are自持放電電離熒光粉紫外線可見光熒光燈的能量轉(zhuǎn)換示圖熒光燈燈管電極發(fā)熱34％紫外線63％可見光3％紫外線發(fā)熱38％熒光粉發(fā)光25％

對流傳導(dǎo)熱輻射可見光40W100％28％72％熒光燈的分類1、按啟動方式分類2、按功率分類3、按燈管形狀和結(jié)構(gòu)分類直管型熒光燈高光通單端熒光燈緊湊型熒光燈光電特性1、電壓的波動影響其使用壽命。2、開關(guān)次數(shù)對壽命的影響3、環(huán)境溫度和濕度的影響4、閃爍與頻閃現(xiàn)象5、其它特性熒光燈線路如圖:（4）高壓汞燈圖6-7高壓汞燈的構(gòu)造圖1－外泡殼2－放電管3、4－主電極5－輔助電極6－限流電阻7－自鎮(zhèn)流燈絲

L外鎮(zhèn)流器

C－補償電容器

S－開關(guān)輔助電極主電極發(fā)光管外殼高壓汞燈具的特點:有功率大、光效高、耐震、耐熱、壽命長等特點、顯色性差。（5）金屬鹵化物燈有功率大、光效高、壽命長等特點、好的光色性，接近自然光。圖6-8金屬鹵化物燈的構(gòu)造1一加熱線圈2一雙金屬雙片3、4一主電極S一開關(guān)L一鎮(zhèn)流器高壓汞燈

高大的廠房、體育場館、一般的街道、廣場、車站碼頭等。對光效要求不高對光色無特殊要求金鹵燈高壓鈉燈較繁榮街道、商業(yè)照明、廣場照明、舞臺攝影、體育場館等主干道路燈照明、港口車站和廣場照明等對光色要求較高對光色無特殊要求而光效較高的場所（6）半導(dǎo)體燈（50年）特點：有節(jié)能、環(huán)保和長壽命提供顏色和光譜照明，光的方向性好，照射光線不易發(fā)散等特點（7）太陽能草坪燈6.2.2控照器1．控照器的作用（1）重新分配光源發(fā)出的光通量、（2）限制光源的眩光作用、（3）減少和防止光源的污染、（4）保護(hù)光源免遭機械破壞、（5）安裝和固定光源、（6）與光源相配合，起到一定的裝飾作用。2、制作材料：一般用金屬、玻璃或塑料3、類型：反射型、折射型和透射型等2．控照器的特性配光曲線、光效率和保護(hù)角1、燈具的遮光角是指燈具出光沿口遮蔽光源發(fā)光體使之完全看不見的方位與水平面的夾角。

保護(hù)角1、燈具的遮光角是指燈具出光沿口遮蔽光源發(fā)光體使之完全看不見的方位與水平面的夾角。2、功能是限制光源的直射光，對于任意位置的平視觀察者眼睛的入射角的最小值，因此具有限制或消除眩光的作用。

ā遮光角與光分布、效率的關(guān)系：遮光角愈大，光分部愈窄，效率愈低。遮光角愈小，光分部愈寬，效率愈高，克服眩光的作用減弱。āā照明器的效率[η]1、從燈具射出的光通量與燈具內(nèi)所有光源發(fā)出的光通量之比，稱為燈具的效率。

η=Φ0/ΦS2、各種照明器的效率：帶反射罩型（狹照、中照）0。7以上廣照型搪瓷0。6~0。7特廣照型0。75以上乳白玻璃型0。5左右各種吸頂燈0。3~0。5開啟式熒光燈具0。8以上格柵式熒光燈具0。45~0。6投光燈具0。6左右6.2.3燈具的種類按CIE配光方式分類1、直接型2、半直接型3、漫射型（直接—半直接）4、半間接型5、間接型二、照明方式的選擇

（一）選擇照明類型1．直接照明光線通過燈具射出，其中90%-100%的光通量到達(dá)假定的工作面上，這種照明方式為直接照明直接照明2．半直接照明半直接照明方式是半透明材料制成的燈罩罩住光源上部，60%-90%以上的光線使之集中射向工作面，10%-40%被罩光線又經(jīng)半透明燈罩?jǐn)U散而向上漫射，其光線比較柔和。這種燈具常用于較低的房間的一般照明半直接照明3．間接照明間接照明方式是將光源遮蔽而產(chǎn)生的間接光的照明方式，其中90%-100%的光通量通過天棚或墻面反射作用于工作面，10%以下的光線則直接照射工作面間接照明

建筑裝飾設(shè)計4．半間接照明半間接照明方式，恰和半直接照明相反，把半透明的燈罩裝在光源下部，60%以上的光線射向平頂，形成間接光源，10%-40%部分光線經(jīng)燈罩向下擴散這種方式能產(chǎn)生比較特殊的照明效果，使較低矮的房間有增高的感覺。半間接照明

5．漫射照明漫射照明方式，是利用燈具的折射功能來控制眩光，將光線向四周擴散漫散兩種形式：一是光線從燈罩上口射出經(jīng)平頂反射，兩側(cè)從半透明燈罩?jǐn)U散，下部從格柵擴散。二是用半透明燈罩把光線全部封閉而產(chǎn)生漫射。照明光線性能柔和，視覺舒適，適于臥室。圖

漫射照明（二）室內(nèi)照明燈具的選擇1.吊燈●吊燈(圖7-17)是懸掛在室內(nèi)屋頂上的照明工具，經(jīng)常用作大面積范圍的一般照明。大部分吊燈帶有燈罩，燈罩常用金屬、玻璃和塑料制成?！裼米髌胀ㄕ彰鲿r，多懸掛在距地面2.1m處，用作局部照明時，大多懸掛在距地面1-1.8m處?！竦鯚舻脑煨汀⒋笮?、質(zhì)地、色彩對室內(nèi)氣氛會有影響，在選用時一定與室內(nèi)環(huán)境相協(xié)調(diào)。例如，古色古香的中國式房間應(yīng)配具有中國古老氣息的吊燈，西餐廳應(yīng)配西歐風(fēng)格的吊燈（如蠟燭吊燈、古銅色燈具等），而現(xiàn)代派居室則應(yīng)配幾何線條簡潔明朗的燈具。吊燈a吊燈b2.吸頂燈直接安裝在天花板上的一種固定式燈具，作室內(nèi)一般照明用。吸頂燈種類繁多，但可歸納為以白熾燈為光源的吸頂燈和以熒光燈為光源的吸頂燈。圖7-18吸頂燈a圖7-18吸頂燈b3．嵌入式燈

一般嵌在樓板隔層里的燈具(筒燈

、牛眼燈,

、斗膽燈,)，具有較好的下射配光，燈具有聚光型和散光型兩種。聚光燈型一般用于局部照明要求的場所，如金銀首飾店，商場貨架等處；散光型燈一般多用作局部照明以外的輔助照明，例如賓館走道，咖啡館走道等。

●筒燈筒燈筒燈●牛眼燈牛眼燈●斗膽燈斗膽燈4.壁燈●壁燈是一種安裝在墻壁建筑支柱及其它立面上的燈具，一般用作補充室內(nèi)一般照明，壁燈設(shè)在墻壁上和柱子上，它除了有實用價值外，也有很強的裝飾性，使平淡的墻面變得光影豐富。●壁燈安裝高度一般在1.8-2m之間，不宜太高，同一表面上的燈具高度應(yīng)該統(tǒng)一。●壁燈圖7-22壁燈5.臺燈臺燈主要用于局部照明。書桌上、床頭柜上和茶幾上都可用臺燈。它不僅是照明器，又是很好的裝飾品，對室內(nèi)環(huán)境起美化作用?！衽_燈圖7-23臺燈6．落地?zé)袈涞責(zé)羰且环N局部重點照明燈具。它常與坐具配合使用，作為局部照明和閱讀照明使用。a落地?zé)艚ㄖb飾設(shè)計圖7-24b落地?zé)?.射燈射燈可改變投射的角度，是一種局部照明用的燈具。主要特點是可以通過集中投光以增強某些特別需要強調(diào)的物體。已被廣泛應(yīng)用在商店、展覽廳、博物館等室內(nèi)照明，以增加商品、展品的吸引力。它也正在走向人們家庭，如壁畫射燈、窗頭射燈等。

射燈6.2.4燈具的選擇考慮的因素有如下幾個：

（1）光通量與光分布

（2）限制眩光

（3）場所的環(huán)境（4）經(jīng)濟性原則

（5）藝術(shù)性原則6.3燈具的布置與照度計算6.3.1燈具的布置（1）室內(nèi)布置：

1）均勻布置2）選擇布置：常用燈具布置方案平面布置：均勻布置時，燈具的平面布置一般采用矩形、菱形等方式豎向布置：指光源至地面的垂直距離（懸掛高度）。a）b)圖6-9燈具的距高比a）hr值的確定

b)L

值的確定距高比=燈具間距/計算高度如：簡式熒光燈（1*40W）YG2-1型，最大允許距高比：A—A1.46其懸掛高度為2mB—B1.28

距高比值小，均勻度好，經(jīng)濟性差；距高比值過大，經(jīng)濟性，均勻度差。確定燈與墻壁的距離：靠墻處無工作面0.4~0.5L靠墻處有工作面0.25~0.3L（2）室外布置既要保證目標(biāo)物有必要的照度，又要避免正常視線范圍內(nèi)的陰影和眩光。

1）明視照明：為保證行人、車輛等夜間行走或進(jìn)行各種活動而設(shè)置的。2）明視照明的燈具布置。6.3.2建筑物立面照明

1．建筑物輪廓裝設(shè)串燈2．霓虹燈照明3．投光立面照明

6.3.3道路照明

1．路燈和庭院燈具類型2．路燈布置6.3.4特種照明1．障礙照明2．水下照明高柱庭院燈三、高桿燈地?zé)魤?、水池?zé)?.3.5照度計算2．控照器的特性

1．基本公式（1）工作面上的平均照度（lx）

(6-8)N----―燈具數(shù)量(套)；Φ―光源的光通量（Lm）；U―利用系數(shù)，指投射到工作面上的光通量與光源光通量之比；K―維護(hù)系數(shù)；

A―工作面面積（m2）。（2）室空間比RCR

hr―室內(nèi)燈具計算高度(m)；

l―房間長度(m)；’

b―房間寬度(m)。RI―室形指數(shù)（3）燈具數(shù)量（4）燈具單位容量

P―室內(nèi)所需燈具的功率(W)；Po―單位面積的功率(W／m2)；A―室內(nèi)被照面積（m2）；Eav―平均照度（lx）。房間或場所照明功率密度（W/m2）對應(yīng)照度值（lx）現(xiàn)行值目標(biāo)值起居室76100臥室75餐廳150廚房100衛(wèi)生間100表6.1.1居住建筑每戶照明功率密度值2．計算方法（1）查曲線法:根據(jù)反射比、室空間比求出利用系數(shù)1)N---E2）E---N燈具數(shù)量的概算曲線N’--計算實裝燈數(shù)時

No―從曲線上查出的燈具數(shù)量(套)；

E―實際照度(1x)。（2）查表法根據(jù)室空間比；確定燈型求出單位面積功率每個燈的安裝功率3．應(yīng)用實例

（1）查曲線法。某辦公室有吊頂(圖6-12)，長19.2m，寬12.8m，凈高2.6m，工作面高0.75m。頂棚、墻面和桌面反射比分別為0.7、0.5、0.1。采用直接照明時，照度為500lx。光源和燈具選用飛利浦的TLD36W／840／3350型和TESl00-236-1C-E2型雙管熒光燈照明吸頂安裝。使用環(huán)境比較潔凈，求吊頂上的裝燈數(shù)量。

1)填寫原始數(shù)據(jù)：2)計算室空間比：按公式6-9計算。3)取燈具維護(hù)系數(shù)：維護(hù)系數(shù)K=0.80。4)確定利用系數(shù)：5）燈具安裝數(shù)量

N=EavA／ΦUK=（）=19.4套（2）．查表法。某工作間無吊頂(圖6-13)長12m，寬6m，層高3.6m。頂棚、墻面、地面反射比分別為0.7、0.5、0.2。擬選用40W單管熒光燈，距頂0.6m吊鏈安裝，地面滿足照度標(biāo)準(zhǔn)為1001x時，計算需裝燈數(shù)量。1）填寫原始數(shù)據(jù)：2)計算室空間比

RCR=5hr(I+b)/Ib=5x3(12+6)/12x6=3.753）確定燈具單位容量值：4）單位面積容量P=PoAEav=（0.0556x12x6x100）=400.32W5）燈具安裝數(shù)量N=P/P單＝（400.32/40）盞≈10盞。

6.4建筑物內(nèi)照明設(shè)計6.4.1照明設(shè)計的目的基本原則：實用、經(jīng)濟、安全、美觀。6.4.2照明設(shè)計的內(nèi)容照明供電設(shè)計、燈具設(shè)計照明供電設(shè)計:電源、供電方式照明配電網(wǎng)絡(luò)形式選擇電氣設(shè)備導(dǎo)線和敷設(shè)方式燈具設(shè)計:選擇照明方式選擇電光源