建筑光学(应用)建筑照明课件

6.1天然采光复习

1.光源（太阳、天空光）。2.构造（窗）。3.设计（采光设计）。4.计算（采光计算）。6.1天然采光复习16.2建筑照明

本节要点：1.人工光源（电光源）；2.灯具；3.照明设计；4.照明计算。6.2建筑照明2建筑照明学习目的通过本章学习，使学生了解电光源的光特性，合理应用适宜的灯具，能按国标国定正确地进行照明设计，使光环境质量符合人们工作、学习和生活的需要。建筑照明学习目的通过本章学习，使学生了解电光源的光特36.2.1电光源分类1.热辐射光源；2.气体放电光源；3.固体光源。6.2.1电光源4电工光源发展方向1.高光效=高发光效率=Φ光源消耗≤683；2.性能优良的灯具；3.绿色照明产品（去毒、保护环境）。电工光源发展方向5一、热辐射光源：原理：当金属加热到大于1000K时，发出可见光，温度越高，可见光成分愈多。部分白炽灯外形图一、热辐射光源：部分白炽灯外形图6热辐射光源辐射能量图白炽灯结构图（一）白炽灯热辐射光源辐射能量图白炽灯结构图（一）白炽灯7优点：体积小、易控光，简单，价低，显色性好，使用方便，无频闪现象。缺点：红光多，眩光L灯丝>5×1062（大于人眼感觉的上限），发热、光效低，寿命短，不节能。光效：6.5～19。寿命：1000h。显色指数：95～99。用途:住宅、节日彩灯（如蜡烛形灯泡）。优点：体积小、易控光，简单，价低，显色性好，使用方便，无频闪8不同灯丝温度时白炽灯光效及寿命不同灯丝温度时白炽灯光效及寿命9（二）卤钨灯部分卤钨灯外形图方法：加卤素（碘……），即加大灯内压力（a）（b）（二）卤钨灯部分卤钨灯外形图方法：加卤素（碘……），即加大灯10优点：光效比白炽灯稍大；寿命比白炽灯稍长；显色性好。缺点：成本高（用耐高温较贵的石英玻璃），制作和使用要求高（水平安装，防震），灯管内过量的碘蒸汽要吸收可见光。光效：20～22。寿命：1500h。显色指数：95～99。优点：光效比白炽灯稍大；11结论：用升高灯丝的工作温度，光效增大不多。用途：广场、体育馆、高大厂房及大面积照明与定向投光照明上。结论：用升高灯丝的工作温度，光效增大不多。12二、气体放电光源原理：某些元素的原子被电子激发后产生光辐射（一）荧光灯部分荧光灯外形图发光示意图二、气体放电光源部分荧光灯外形图发光示意图13荧光灯辐射能量图荧光灯辐射能量图14优点：光效高；光色好；寿命长，表面亮度低，热辐射量小。缺点：初始投资高；启动与温度和湿度有关，需要辅助设备有频闪现象；尺寸大，不易控光，噪声污染。频闪现象：气体放电灯光通强弱变化周期与物体转动周期相同时，人眼观察它产生不转动的错觉。光效：50。寿命：5000h。显色指数：50～93。优点：光效高；光色好；寿命长，表面亮度低，热辐射量小。15（二）紧凑型荧光灯紧凑型荧光灯外形图方法：灯管直径小（约12）；普通的32，普通管型荧光灯太大，使用不方便。（二）紧凑型荧光灯紧凑型荧光灯外形图方法：灯管直径小（约1216特点：a.灯管小；b.用三基色荧光粉（发出光450—蓝光，543—绿光，611—橙光）；c.结构紧凑，体积小，可代替白炽灯；d.品种多。优点：a.光效高，约60；b.单灯光通量小（可小于200）；c.>80；d.寿命约3000h。特点：17（三）荧光高压汞灯荧光高压汞灯外形图方法：加大压力。目的：延长寿命。（三）荧光高压汞灯荧光高压汞灯外形图方法：加大压力。18部分荧光高压汞灯辐射能量图部分荧光高压汞灯辐射能量图19特点：功率大，灯管内汞蒸汽压力为2~6个大气压；国外又称高强气体放电灯（灯）。优点：a.光效高，约50；b.寿命长，约6000h。缺点：显色性差，20~30，启动慢（4~7分钟）。用途：光色呈绿色和蓝色，可做庭院照明灯。特点：功率大，灯管内汞蒸汽压力为2~6个大气压；国外又称高强20（四）金属卤化物灯部分金属卤化物灯外形图方法：加入金属卤化物。目的：改善光色。（四）金属卤化物灯部分金属卤化物灯外形图方法：加入金属卤化21金属卤化物灯辐射能量图金属卤化物灯辐射能量图22在高压汞灯中，添加了金属卤化物，以提高光效和。特点：a.光效高达110；b.一般在60~70；c.寿命有的可达10000h以上。在高压汞灯中，添加了金属卤化物，以提高光效和。23陶瓷金属卤化物灯优点：a.发光效率比普通金属卤化物灯高20%；b.光色更好，大于90。陶瓷金卤灯陶瓷金属卤化物灯陶瓷金卤灯24金属卤化物灯照明效果图金属卤化物灯照明效果图25（五）钠灯1.高压钠灯部分高压钠灯外形图方法：加入金属钠。（五）钠灯部分高压钠灯外形图方法：加入金属钠。26高压钠灯辐射能量图高压钠灯辐射能量图27高压钠灯在建筑物立面照明中应用高压钠灯在建筑物立面照明中应用28原理：在高压钠蒸汽中放电时，辐射可见光。优点：a.光效高，约107；b.寿命长，约8000h；c.40~60；d.透雾能力强，做道路照明灯。原理：在高压钠蒸汽中放电时，辐射可见光。29高压钠灯照明效果图高压钠灯照明效果图302.低压钠灯部分低压钠灯外形图及照明应用2.低压钠灯部分低压钠灯外形图及照明应用31原理：在低压钠蒸汽中放电时，辐射可见光。特点：主要辐射589黄色光，显色性极差，光效极高，450，透雾性强，用于广场和码头等场所。原理：在低压钠蒸汽中放电时，辐射可见光。32（六）氙灯优点：a.功率极大，3000~20000W，光通大；b.光色好，90~94。缺点：a.寿命短，500~1000h；b.光效低，20~30；c.有紫外线，安装高度不小于20m。部分氙灯外形图（六）氙灯优点：部分氙灯外形图33（七）冷阴极荧光灯原理：辉光放电——小电流高电压的放电现象。优点：体积小、耐震动，光效高，光色好，寿命大于20000h等。冷阴极荧光灯（七）冷阴极荧光灯冷阴极荧光灯34(八）高频无极感应灯部分无电极荧光灯外形图无电极荧光灯结构图方法：采用感应线圈代替灯丝。目的：延长灯的寿命。（a）（b）(八）高频无极感应灯部分无电极荧光灯外形图无电极荧光灯结构图35原理：由高频发生器产生高频电磁场能量→经过感应线圈耦合到灯泡内→使汞蒸汽原子电离放电→并产生紫外线→射到管壁上的荧光粉之后→激发出可见光。优点：光效高，约65；光色好，为80；寿命很长，6万h。原理：由高频发生器产生高频电磁场能量36三、固体光源：白色照明光源：发光二极管部分灯应用和外形图原理：在半导体中，空穴与电子复合发光。三、固体光源：部分灯应用和外形图原理：在半导体中，空穴与电子37灯照明效果图灯照明效果图38灯照明效果图灯照明效果图39灯照明效果图灯照明效果图40原理：是在半导体结处施加正向电流时，以高效率发出可见光、红外光、紫外光。优点：省电，光效高（约80)(白炽灯的50到100倍）耐振动，响应速度快、冷光，寿命可达10万小时,是一种有发展前途的光源。原理：是在半导体结处施加正向电流时，以高效率发出可见光、红外41思考题：1.为什么发光效率最大为683？2.提高光源发光效率的方法有哪些？3.卤钨灯采用什么措施来提高光效？效果怎样？思考题：426.2.1电光源复习1.人工光源分类热辐射光源气体放电光源固体光源2.人工光源评价指标光效寿命光色（用显色指数表示）6.2.1电光源复习1.人工光源分类436.2.2灯具要点：1.灯具定义。2.灯具分类。3.光强体和配光曲线的定义。4.灯具效率和遮光角。

6.2.2灯具44定义灯具是能透光、分配和改变光源分布的器具。从构造方面来看，可以认为是光源所需的灯罩及其附件的总成。注：美国关于灯具的定义包括光源。定义45分类1.灯具从作用上可分为装饰灯具和功能灯具两大类：装饰性灯具——造型美观，美化环境为主；功能性灯具——高光效、低眩光。2.灯具从光通量分布分为5类（直接型、半直接型、漫射型、半间接型、间接型）部分灯具图分类部分灯具图46一、灯具的光特性（一）配光曲线1.光强体把灯具各方向的发光强度在三维空间用矢量表示出来，把矢量的终端连接起来，则构成一封闭的光强体。

图6-69光强体与配光曲线一、灯具的光特性图6-69光强体与配光曲线472.配光曲线光强体被通过光轴的平面截割后，在平面上获得一封闭的交线。此交线以极坐标的形式绘制在平面图上，即为灯具的配光曲线。图6-70扁圆吸顶灯外形及其配光曲线2.配光曲线图6-70扁圆吸顶灯外形及其配光曲48注意：a.灯具配光曲线是专用的；b.配光曲线上每一点，表示该灯具在此方向上的发光强度；c.以光源发出的光通量为1000绘制，所以Iα实际α查表×（φ光源/1000）；d.配光曲线如是轴对称，可只画一半。注意：49（二）遮光角（又称保护角）当Lα>1.6×1052，人眼不舒服。白炽灯丝亮度约为5×1062，形成眩光，故应保护。1.定义保护角（γ）:灯罩边和发光体边沿连线与水平面所形成的夹角。图6-72灯具的遮光角（二）遮光角（又称保护角）图6-72灯具的遮光角502.规律①γ增大，眩光减小，光通量在被照面上集中，如使均匀，则加大层高，但一般不允许。②当光源亮度太大，可用半透明材料做灯罩，限制亮度。2.规律51（三）灯具效率1.定义在相同的使用条件下，灯具发出的光通量和灯具内全部光源的额定光通量Q之比，即=/Q2.特点①是小于1的。②大小取决于：a.灯罩开口大小，即与保护角有关：开口D越小，γ增大，减小。b.灯罩材料的反射比ρ和透射比τ有关：ρ大或τ大，则大。（三）灯具效率52二、灯具分类（国际照明委员会）按光通量在上、下半球的分布将灯具划分为五类：直接型、半直接型、漫射型、半间接型和间接型。图6-73各类灯具的实际效果图注：漫射型灯具亦可称为均匀扩散型灯具或称为直接-间接型灯具。二、灯具分类图6-73各类灯具的实际效果图注：漫射型灯具53（一）直接型灯具：90%～100%的光通量向下半球照射。图6-74直接型灯具及配光曲线图缺点：亮度分布不均，易形成眩光；光线方向性强，阴影浓重。（一）直接型灯具：90%～100%的光通量向下半球照射。图654（二）半直接性灯具:下半球的光通分布为60%～90%。优点：改善了亮度分布。图6-76半直接型灯具外形及配光曲线图（二）半直接性灯具:下半球的光通分布为60%～90%。图55（三）漫射型灯具:上下半球分配的光通量相差不大。特点：整个房间的亮度分布均匀。图6-77漫射型灯具外形及配光曲线图（三）漫射型灯具:上下半球分配的光通量相差不大。图6-7756（四）半间接型灯具:上半部光通量占总光通量的60%以上。特点：光线柔和，灯具的效率低。图6-78半间接型灯具的外形图（四）半间接型灯具:上半部光通量占总光通量的60%以上。图57（五）间接型灯具:几乎全部光线都射向上半球。特点：光线的扩散性好，光线柔和而均匀，无眩光。光通的利用率很低。图6-79间接型灯具外形及配光曲线图（五）间接型灯具:几乎全部光线都射向上半球。图6-7958建筑光学(应用)建筑照明课件59思考题：1.从灯具作用上看，教室照明应采用哪一种灯具？为什么？2.如何利用灯具配光曲线图计算某一点照度大小？思考题：606.2.2灯具复习主要介绍了灯具定义、分类，光强体与配光曲线，灯具效率与遮光角。6.2.2灯具复习616.2.3室内工作照明要点：1.室内工作照明方式。2.照明标准（数量，质量）。3.光源和灯具的选择。4.照明计算。照明设计总目的是在室内造成一个人为的光环境，满足人们生活、学习、工作等要求。6.2.3室内工作照明62教室照明教室照明63室内艺术照明室内艺术照明64工作照明设计步骤：工作照明设计，可分下列几个步骤进行：一、选照明方式照明方式一般分为：一般照明、分区一般照明、局部照明、混合照明。其特点如下：（1）一般照明：照亮整个被照面而设置的照明方式，使室内工作面照度均匀。（可理解成均匀照明）图6-80（a）一般照明及照明分布图工作照明设计步骤：图6-80（a）一般照明及照明分布65（2）分区一般照明：提高特定区域照度的一般照明。图6-80（b）分区一般照明及照明分布图（3）局部照明：满足某些部位的特殊需要而设置的照明。图6-80（c）局部照明及照明分布图（2）分区一般照明：提高特定区域照度的一般照明。图6-66（4）混合照明：一般照明与局部照明组成的照明图6-80（d）混合照明及照明分布图（4）混合照明：一般照明与局部照明组成的照明图6-8067二、照明标准：（数量+质量）确定照明方式之后，即应根据识别对象最小尺寸、识别对象与背景亮度对比等特征来考虑房间照明的数量和质量问题，其依据就是国家制定的照明标准，它是从照明数量和质量两方面来考虑的。（一）照明数量由于亮度的现场测量和计算都较复杂，故标准规定的是作业面或参考平面的照度值（国际上也是如此），具体值见《建筑照明设计标准》（50034#2004）。二、照明标准：（数量+质量）68(二)照明质量照明质量评价因素包括：眩光、颜色、均匀度、反射比等。1.眩光为了提高室内照明质量，不但要限制直接眩光，而且还要限制工作面上的反射眩光和光幕反射。（1）直接眩光直接眩光的限制方法已在3.4节介绍了，直接眩光见示意图。(二)照明质量69直接眩光示意图直接眩光示意图70（2）反射眩光避免反射眩光的措施已在3.4节介绍了，反射眩光见示意图。反射眩光（2）反射眩光反射眩光71（3）光幕反射光幕反射是由于视觉对象的规则反射，使视觉对象的对比降低，以致部份地或全部地难以看清细部。避免措施：1）尽量使用无光纸和不闪光墨水；2）改变光线投射方向（从侧面来）；3）减少来自干扰区的光，增加干扰区外的光。（a）（b）（c）图6-81光幕反射对可见度的影响（3）光幕反射（a）722.光源颜色光源的相关色温不同，产生的冷暖感也不同。当光源的相关色温大于5300K时，人们会产生冷的感觉；当光源的相关色温小于3300K时，人们会产生暖和的感觉。光源的颜色主观感觉效果还与照明水平有关。在低照度下，采用低色温光源为佳；随着照明水平的提高，光源的相关色温也应相应提高。3.照度均匀度一般照明的均匀度不宜小于0.7。工作场所内走道和非作业区一般照明的照度值，不宜小于作业区域一般照明照度的1/5。混合照明时，按规定，一般照明的照度，为该级总照度的5%～15%，并不得低于30，如采用高强气体放电灯时，不宜低于50。2.光源颜色73室内各表面的光反射比表6-4表面名称反射比顶棚0.6～0.9墙面0.3～0.8地面0.1～0.5作业面0.2～0.64.反射比当视场内各表面的亮度比较均匀，人眼视看才会达到最舒服和最有效率，故希望室内各表面亮度保持一定比例。为了获得建议的亮度比，必须使室内各表面具有适当的光反射比。室内各表面的光反射比74三、光源和灯具的选择（一）光源选择：光效高、寿命长、显色性好、价格低、适合使用场所应用。（二）灯具选择：a.光分布适宜（正确选择灯具类型）。b.经济（耗电少，投资，维护费用低）。c.不但光源好，而且附件好。d.符合使用环境要求（气象、污染）。三、光源和灯具的选择75四、灯具布置a.对于一般照明，采用适当距高比，才能使照度均匀。b.为了保证房间四个墙面上照度适宜，应使灯具至墙的距离=0.2～0.3l。c.当采用半间接和间接灯具时，为使顶棚上亮度均匀，就要控制灯至顶棚的距离。d.还应考虑到结构、设备、维修等方面的要求。四、灯具布置76五、照明计算照明计算方法很多，可采用专用的软件进行计算（参见第8章），这里仅介绍常用的利用系数法。利用系数等于光源实际投射到工作面上的有效光通量和全部灯的额定光通量之比，

,,图6-84室内光通量分布图五、照明计算,,图6-84室内光通量分布图771.影响的因素（1）灯具类型和照明方式；（2）灯具效率；（3）反光系数的高低；（4）房间尺寸。灯使用后，因老化和污染等，所以要考虑维护系数K，于是可得下式，2.确定1.影响的因素78（1）计算室空间比房间尺寸用室空间比表示：式中l——房间长度；b——房间宽度。

表示其他表面与工作面积之比，越小，工作面上接受的光通越大，也越大。（1）计算室空间比79（2）查出顶棚有效光反射比①顶棚空间比②查算图6-86顶棚有效光反射比曲线（2）查出顶棚有效光反射比图6-86顶棚有效光反射比曲线80③查算根据顶棚、墙面和地面的光反射比以及查利用系数表。附录8利用系数表利用系数K＝1r值顶棚0.70.50.30.10墙0.50.30.10.50.30.10.50.30.10.50.30.10地面0.20.20.20.20室空间比利用系数123456789100.790.710.630.570.510.450.410.360.320.290.770.670.590.510.450.390.340.300.260.240.750.630.550.470.400.340.310.260.220.200.760.680.620.550.490.440.400.350.320.290.740.650.570.500.440.390.340.300.260.230.720.620.540.460.400.350.300.260.220.190.730.660.590.520.480.430.380.340.310.280.710.630.560.490.430.380.340.290.260.230.700.610.530.460.400.340.300.260.220.190.700.640.580.520.460.420.380.330.300.270.690.610.540.480.420.370.330.300.250.220.680.600.530.450.390.340.300.260.220.190.660.580.500.440.380.330.280.240.210.18③查算附录8利用系数表利用系数K＝1r值顶棚0.7081建筑光学(应用)建筑照明课件82建筑光学(应用)建筑照明课件83思考题1.教室照明应采用哪一种照明方式？为什么？2.教室照明设计应注意哪些问题？3.教室照明宜采用哪一种灯具较为合适？为什么？思考题846.2.3室内工作照明复习主要介绍的内容：1.4种室内工作照明方式。2.室内工作照明设计的4个步骤。3.根据利用系数法进行照明计算。6.2.3室内工作照明复习856.2.4环境照明设计要点：1.室内环境照明设计的三大要素。2.建筑物夜景照明的三种照明方式。6.2.4环境照明设计86一、室内环境照明设计（一）室内环境照明处理方法1.以灯具的艺术造型和装饰的处理方法（1）吊灯；（2）暗灯和吸顶灯；（3）壁灯。

吊灯吸顶灯壁灯一、室内环境照明设计吊灯吸顶灯壁灯872.用多个简单而风格统一的灯具排列成有规律的图案，通过灯具和建筑的有机配合取得装饰效果。图6-93某大厅照明实例2.用多个简单而风格统一的灯具排列成有规律的图案，通过灯具88某小教堂照明实例某小教堂照明实例89某美发店照明实例某美发店照明实例903.“建筑化”大面积照明艺术处理这是将光隐蔽在建筑构件之中，并和建筑构件（顶棚、墙、梁、柱等）或家具合成一体的一种照明形式。分为两类：一类是透光的发光顶棚、光梁、光带等；另一类是反光的光檐、光龛、反光假梁等。共同特点：1）发光体不再是分散的点光源。而扩大为发光带或发光面。发光表面亮度较低，室内照度较高。2）光线扩散性极好，空间照度均匀，光线柔和，阴影浅或没有。3）大大减弱了直接眩光和反射眩光。3.“建筑化”大面积照明艺术处理91下面分别进行介绍：（1）发光顶棚——在玻璃吊顶至天窗（或楼板）间的夹层里装灯。注意：1.提高发光效率；2.保持亮度均匀——控制灯的间距和它至发光顶棚表面的距离之比。顶棚的表面一般采用扩散透光材料。下面分别进行介绍：92发光顶棚实例发光顶棚实例93发光顶棚实例发光顶棚实例94（2）光梁和光带——光带的发光表面与顶棚表面平齐，光梁则凸出于顶棚表面。图6-97光梁和光带的构造简图（2）光梁和光带——光带的发光表面与顶棚表面平齐95注意：1.光带或光梁最好与外墙平行布置，并使第一排尽量靠近窗子。2.光带之间的距离，以不超过发光表面到工作面距离的1.3倍为宜。（3）格片式发光顶棚——格片是用金属薄板或塑料板组成的网格结构。注意：格片的遮光角常作成30°～45°。图6-100格片式发光顶棚构造简图注意：1.光带或光梁最好与外墙平行布置，并使第一图6-96光带结合点光源照明光带结合点光源照明97（4）多功能综合顶棚图6-102综合顶棚处理实例（4）多功能综合顶棚图6-102综合顶棚处理实例98（5）反光照明设施——将光源隐藏在灯槽内，利用顶棚或别的表面作成反光表面的照明方式。特点：具有间接型灯具的特点，光源面积大，光的扩散性极好，无阴影和眩光，光效比单个间接型灯具高。注意：1.反光面应有很高的反射系数。2.注意断面的选择和灯槽的位置，灯槽至反光面的高度和反光面的宽度应控制一定的比例。3.注意遮挡光源，使人看不见直接光源。（5）反光照明设施——将光源隐藏在灯槽内，利用顶棚或别的表99图6-105反光照明实例图6-105反光照明实例100反光顶棚照明反光顶棚照明101起居室反光顶棚照明起居室反光顶棚照明102（二）室内环境照明设计原则1.空间亮度的合理分布（1）视觉注视中心：人们习惯于将目光转向较亮的表面。方法：需要突出的物体亮度超过相邻表面亮度的5~10倍。（2）活动区：亮度变化不应太大。（3）顶棚区：起次要和从属地位，亮度不宜过大，形式力求简洁，与房间的整个气氛协调。（4）周围区域：一般不希望它的亮度超过顶棚区。2.强调照明技术（1）扩散照明。（2）直射光照明。（3）背景照明。（4）墙泛光。（二）室内环境照明设计原则103空间亮度的合理分布空间亮度的合理分布104不同照明手法形成剪影照明效果不同照明手法形成剪影照明效果1053.突出照明艺术（1）光线的扩散和集中。（2）闪烁处理。（3）颜色。4.满足心理需要（1）开敞感。（2）透明感。（3）轻松感。（4）私密感。（5）活力感。（6）恐怖、不安全感。（7）黑洞感。突出照明艺术效果突出照明艺术效果106二、室外照明设计（一）夜间建筑物立面照明1.轮廓照明图6-115北京天安门的轮廓照明二、室外照明设计图6-115北京天安门的轮廓照明107轮廓照明实例轮廓照明实例108轮廓照明实例轮廓照明实例1092.泛光照明图6-146上海市政府建筑立面泛光照明图6-146上海市政府建筑立面泛光照明110上海外滩泛光照明实例上海外滩泛光照明实例111国外优秀泛光照明实例国外优秀泛光照明实例1123.内透光照明白天夜间图6-151透光照明的效果白天113内透光照明实例内透光照明实例114内透光照明实例内透光照明实例115（二）室外照明的光污染光污染是干扰光或过量的光辐射对人体健康和人类生存环境造成的负面影响的总称。1.射向天空的光。2.射向附近区域的光。室外照明的光污染示意图（二）室外照明的光污染室外照明的光污染示意图116夜景照明建设存在的相互“比亮”的现象，导致城市整体天空亮度逐渐增大夜景照明建设存在的相互“比亮”的现象，导致城市整体天空亮度逐117思考题：1.如何进行酒店大堂照明设计？2.结合本地区一个景观点进行夜景照明设计。思考题：1186.2.4环境照明设计复习主要介绍的内容：1.进行室内环境照明设计的方法。2.进行建筑物夜景照明的方法。6.2.4环境照明设计复习1196.2.5绿色照明工程要点：1.照明功率密度值。2.照明设计节能。3.管理节能。6.2.5绿色照明工程120一、照明功率密度值照明功率密度值（）是照明节能的评价指标。在进行建筑照明设计时应使照明功率密度值不大于规定值，具体值见建筑照明设计标准。当工业、居住和公共建筑室内的房间或场所的照度值高于或低于建筑照明设计标准中的对应照度值时，其照明功率密度值应按比例提高或折减。建筑光学(应用)建筑照明课件121二、照明设计节能具体措施有：（1）采用高光效长寿命光源；（2）选用高效灯具；（3）选用配光合理的灯具；（4）确定合理的照明标准值，选用合适的照明方式；（5）室内顶棚、墙面、地面宜采用浅色装饰；（6）单独计量照明用电；（7）提高功率因数；减少污染，改善电网波形；（8）室内照明线路位置适当，便于分区开关灯；（9）室外照明宜采用自动控制方式或智能照明控制方式等节电措施；（10）近窗的灯具应单设开关，并采用自动控制方式或智能照明控制方式，充分利用天然光。二、照明设计节能122三、管理节能（1）应有专业人员负责照明维修和安全检查并做好维护记录，专职或兼职人员负责照明运行；（2）应建立清洁光源、灯具的制度，根据标准规定的次数定期进行擦拭；（3）宜按照光源的寿命或点亮时间、维持平均照度，定期更换光源；（4）更换光源时，应采用与原设计或实际安装相同的光源，不得任意更换光源的主要性能参数；（5）重要大型建筑的主要场所的照明设施，应进行定期巡视和照度的检查测试。建筑光学(应用)建筑照明课件123思考题：1.请阐述照明节能方法。2.什么是绿色照明工程？思考题：124

习题

6-6.扁圆形吸顶灯与工作点的布置见图6-71，但灯至工作面的距离为2.0m，灯具内光源为60W的白炽灯，求P1、P2点照度。

6-7.条件同上，但工作面为倾斜面，即以每个计算点为准，均向左倾斜，且与水平面成30°倾角，求P1、P2点照度。习题1256.1天然采光复习

1.光源（太阳、天空光）。2.构造（窗）。3.设计（采光设计）。4.计算（采光计算）。6.1天然采光复习1266.2建筑照明

本节要点：1.人工光源（电光源）；2.灯具；3.照明设计；4.照明计算。6.2建筑照明127建筑照明学习目的通过本章学习，使学生了解电光源的光特性，合理应用适宜的灯具，能按国标国定正确地进行照明设计，使光环境质量符合人们工作、学习和生活的需要。建筑照明学习目的通过本章学习，使学生了解电光源的光特1286.2.1电光源分类1.热辐射光源；2.气体放电光源；3.固体光源。6.2.1电光源129电工光源发展方向1.高光效=高发光效率=Φ光源消耗≤683；2.性能优良的灯具；3.绿色照明产品（去毒、保护环境）。电工光源发展方向130一、热辐射光源：原理：当金属加热到大于1000K时，发出可见光，温度越高，可见光成分愈多。部分白炽灯外形图一、热辐射光源：部分白炽灯外形图131热辐射光源辐射能量图白炽灯结构图（一）白炽灯热辐射光源辐射能量图白炽灯结构图（一）白炽灯132优点：体积小、易控光，简单，价低，显色性好，使用方便，无频闪现象。缺点：红光多，眩光L灯丝>5×1062（大于人眼感觉的上限），发热、光效低，寿命短，不节能。光效：6.5～19。寿命：1000h。显色指数：95～99。用途:住宅、节日彩灯（如蜡烛形灯泡）。优点：体积小、易控光，简单，价低，显色性好，使用方便，无频闪133不同灯丝温度时白炽灯光效及寿命不同灯丝温度时白炽灯光效及寿命134（二）卤钨灯部分卤钨灯外形图方法：加卤素（碘……），即加大灯内压力（a）（b）（二）卤钨灯部分卤钨灯外形图方法：加卤素（碘……），即加大灯135优点：光效比白炽灯稍大；寿命比白炽灯稍长；显色性好。缺点：成本高（用耐高温较贵的石英玻璃），制作和使用要求高（水平安装，防震），灯管内过量的碘蒸汽要吸收可见光。光效：20～22。寿命：1500h。显色指数：95～99。优点：光效比白炽灯稍大；136结论：用升高灯丝的工作温度，光效增大不多。用途：广场、体育馆、高大厂房及大面积照明与定向投光照明上。结论：用升高灯丝的工作温度，光效增大不多。137二、气体放电光源原理：某些元素的原子被电子激发后产生光辐射（一）荧光灯部分荧光灯外形图发光示意图二、气体放电光源部分荧光灯外形图发光示意图138荧光灯辐射能量图荧光灯辐射能量图139优点：光效高；光色好；寿命长，表面亮度低，热辐射量小。缺点：初始投资高；启动与温度和湿度有关，需要辅助设备有频闪现象；尺寸大，不易控光，噪声污染。频闪现象：气体放电灯光通强弱变化周期与物体转动周期相同时，人眼观察它产生不转动的错觉。光效：50。寿命：5000h。显色指数：50～93。优点：光效高；光色好；寿命长，表面亮度低，热辐射量小。140（二）紧凑型荧光灯紧凑型荧光灯外形图方法：灯管直径小（约12）；普通的32，普通管型荧光灯太大，使用不方便。（二）紧凑型荧光灯紧凑型荧光灯外形图方法：灯管直径小（约12141特点：a.灯管小；b.用三基色荧光粉（发出光450—蓝光，543—绿光，611—橙光）；c.结构紧凑，体积小，可代替白炽灯；d.品种多。优点：a.光效高，约60；b.单灯光通量小（可小于200）；c.>80；d.寿命约3000h。特点：142（三）荧光高压汞灯荧光高压汞灯外形图方法：加大压力。目的：延长寿命。（三）荧光高压汞灯荧光高压汞灯外形图方法：加大压力。143部分荧光高压汞灯辐射能量图部分荧光高压汞灯辐射能量图144特点：功率大，灯管内汞蒸汽压力为2~6个大气压；国外又称高强气体放电灯（灯）。优点：a.光效高，约50；b.寿命长，约6000h。缺点：显色性差，20~30，启动慢（4~7分钟）。用途：光色呈绿色和蓝色，可做庭院照明灯。特点：功率大，灯管内汞蒸汽压力为2~6个大气压；国外又称高强145（四）金属卤化物灯部分金属卤化物灯外形图方法：加入金属卤化物。目的：改善光色。（四）金属卤化物灯部分金属卤化物灯外形图方法：加入金属卤化146金属卤化物灯辐射能量图金属卤化物灯辐射能量图147在高压汞灯中，添加了金属卤化物，以提高光效和。特点：a.光效高达110；b.一般在60~70；c.寿命有的可达10000h以上。在高压汞灯中，添加了金属卤化物，以提高光效和。148陶瓷金属卤化物灯优点：a.发光效率比普通金属卤化物灯高20%；b.光色更好，大于90。陶瓷金卤灯陶瓷金属卤化物灯陶瓷金卤灯149金属卤化物灯照明效果图金属卤化物灯照明效果图150（五）钠灯1.高压钠灯部分高压钠灯外形图方法：加入金属钠。（五）钠灯部分高压钠灯外形图方法：加入金属钠。151高压钠灯辐射能量图高压钠灯辐射能量图152高压钠灯在建筑物立面照明中应用高压钠灯在建筑物立面照明中应用153原理：在高压钠蒸汽中放电时，辐射可见光。优点：a.光效高，约107；b.寿命长，约8000h；c.40~60；d.透雾能力强，做道路照明灯。原理：在高压钠蒸汽中放电时，辐射可见光。154高压钠灯照明效果图高压钠灯照明效果图1552.低压钠灯部分低压钠灯外形图及照明应用2.低压钠灯部分低压钠灯外形图及照明应用156原理：在低压钠蒸汽中放电时，辐射可见光。特点：主要辐射589黄色光，显色性极差，光效极高，450，透雾性强，用于广场和码头等场所。原理：在低压钠蒸汽中放电时，辐射可见光。157（六）氙灯优点：a.功率极大，3000~20000W，光通大；b.光色好，90~94。缺点：a.寿命短，500~1000h；b.光效低，20~30；c.有紫外线，安装高度不小于20m。部分氙灯外形图（六）氙灯优点：部分氙灯外形图158（七）冷阴极荧光灯原理：辉光放电——小电流高电压的放电现象。优点：体积小、耐震动，光效高，光色好，寿命大于20000h等。冷阴极荧光灯（七）冷阴极荧光灯冷阴极荧光灯159(八）高频无极感应灯部分无电极荧光灯外形图无电极荧光灯结构图方法：采用感应线圈代替灯丝。目的：延长灯的寿命。（a）（b）(八）高频无极感应灯部分无电极荧光灯外形图无电极荧光灯结构图160原理：由高频发生器产生高频电磁场能量→经过感应线圈耦合到灯泡内→使汞蒸汽原子电离放电→并产生紫外线→射到管壁上的荧光粉之后→激发出可见光。优点：光效高，约65；光色好，为80；寿命很长，6万h。原理：由高频发生器产生高频电磁场能量161三、固体光源：白色照明光源：发光二极管部分灯应用和外形图原理：在半导体中，空穴与电子复合发光。三、固体光源：部分灯应用和外形图原理：在半导体中，空穴与电子162灯照明效果图灯照明效果图163灯照明效果图灯照明效果图164灯照明效果图灯照明效果图165原理：是在半导体结处施加正向电流时，以高效率发出可见光、红外光、紫外光。优点：省电，光效高（约80)(白炽灯的50到100倍）耐振动，响应速度快、冷光，寿命可达10万小时,是一种有发展前途的光源。原理：是在半导体结处施加正向电流时，以高效率发出可见光、红外166思考题：1.为什么发光效率最大为683？2.提高光源发光效率的方法有哪些？3.卤钨灯采用什么措施来提高光效？效果怎样？思考题：1676.2.1电光源复习1.人工光源分类热辐射光源气体放电光源固体光源2.人工光源评价指标光效寿命光色（用显色指数表示）6.2.1电光源复习1.人工光源分类1686.2.2灯具要点：1.灯具定义。2.灯具分类。3.光强体和配光曲线的定义。4.灯具效率和遮光角。

6.2.2灯具169定义灯具是能透光、分配和改变光源分布的器具。从构造方面来看，可以认为是光源所需的灯罩及其附件的总成。注：美国关于灯具的定义包括光源。定义170分类1.灯具从作用上可分为装饰灯具和功能灯具两大类：装饰性灯具——造型美观，美化环境为主；功能性灯具——高光效、低眩光。2.灯具从光通量分布分为5类（直接型、半直接型、漫射型、半间接型、间接型）部分灯具图分类部分灯具图171一、灯具的光特性（一）配光曲线1.光强体把灯具各方向的发光强度在三维空间用矢量表示出来，把矢量的终端连接起来，则构成一封闭的光强体。

图6-69光强体与配光曲线一、灯具的光特性图6-69光强体与配光曲线1722.配光曲线光强体被通过光轴的平面截割后，在平面上获得一封闭的交线。此交线以极坐标的形式绘制在平面图上，即为灯具的配光曲线。图6-70扁圆吸顶灯外形及其配光曲线2.配光曲线图6-70扁圆吸顶灯外形及其配光曲173注意：a.灯具配光曲线是专用的；b.配光曲线上每一点，表示该灯具在此方向上的发光强度；c.以光源发出的光通量为1000绘制，所以Iα实际α查表×（φ光源/1000）；d.配光曲线如是轴对称，可只画一半。注意：174（二）遮光角（又称保护角）当Lα>1.6×1052，人眼不舒服。白炽灯丝亮度约为5×1062，形成眩光，故应保护。1.定义保护角（γ）:灯罩边和发光体边沿连线与水平面所形成的夹角。图6-72灯具的遮光角（二）遮光角（又称保护角）图6-72灯具的遮光角1752.规律①γ增大，眩光减小，光通量在被照面上集中，如使均匀，则加大层高，但一般不允许。②当光源亮度太大，可用半透明材料做灯罩，限制亮度。2.规律176（三）灯具效率1.定义在相同的使用条件下，灯具发出的光通量和灯具内全部光源的额定光通量Q之比，即=/Q2.特点①是小于1的。②大小取决于：a.灯罩开口大小，即与保护角有关：开口D越小，γ增大，减小。b.灯罩材料的反射比ρ和透射比τ有关：ρ大或τ大，则大。（三）灯具效率177二、灯具分类（国际照明委员会）按光通量在上、下半球的分布将灯具划分为五类：直接型、半直接型、漫射型、半间接型和间接型。图6-73各类灯具的实际效果图注：漫射型灯具亦可称为均匀扩散型灯具或称为直接-间接型灯具。二、灯具分类图6-73各类灯具的实际效果图注：漫射型灯具178（一）直接型灯具：90%～100%的光通量向下半球照射。图6-74直接型灯具及配光曲线图缺点：亮度分布不均，易形成眩光；光线方向性强，阴影浓重。（一）直接型灯具：90%～100%的光通量向下半球照射。图6179（二）半直接性灯具:下半球的光通分布为60%～90%。优点：改善了亮度分布。图6-76半直接型灯具外形及配光曲线图（二）半直接性灯具:下半球的光通分布为60%～90%。图180（三）漫射型灯具:上下半球分配的光通量相差不大。特点：整个房间的亮度分布均匀。图6-77漫射型灯具外形及配光曲线图（三）漫射型灯具:上下半球分配的光通量相差不大。图6-77181（四）半间接型灯具:上半部光通量占总光通量的60%以上。特点：光线柔和，灯具的效率低。图6-78半间接型灯具的外形图（四）半间接型灯具:上半部光通量占总光通量的60%以上。图182（五）间接型灯具:几乎全部光线都射向上半球。特点：光线的扩散性好，光线柔和而均匀，无眩光。光通的利用率很低。图6-79间接型灯具外形及配光曲线图（五）间接型灯具:几乎全部光线都射向上半球。图6-79183建筑光学(应用)建筑照明课件184思考题：1.从灯具作用上看，教室照明应采用哪一种灯具？为什么？2.如何利用灯具配光曲线图计算某一点照度大小？思考题：1856.2.2灯具复习主要介绍了灯具定义、分类，光强体与配光曲线，灯具效率与遮光角。6.2.2灯具复习1866.2.3室内工作照明要点：1.室内工作照明方式。2.照明标准（数量，质量）。3.光源和灯具的选择。4.照明计算。照明设计总目的是在室内造成一个人为的光环境，满足人们生活、学习、工作等要求。6.2.3室内工作照明187教室照明教室照明188室内艺术照明室内艺术照明189工作照明设计步骤：工作照明设计，可分下列几个步骤进行：一、选照明方式照明方式一般分为：一般照明、分区一般照明、局部照明、混合照明。其特点如下：（1）一般照明：照亮整个被照面而设置的照明方式，使室内工作面照度均匀。（可理解成均匀照明）图6-80（a）一般照明及照明分布图工作照明设计步骤：图6-80（a）一般照明及照明分布190（2）分区一般照明：提高特定区域照度的一般照明。图6-80（b）分区一般照明及照明分布图（3）局部照明：满足某些部位的特殊需要而设置的照明。图6-80（c）局部照明及照明分布图（2）分区一般照明：提高特定区域照度的一般照明。图6-191（4）混合照明：一般照明与局部照明组成的照明图6-80（d）混合照明及照明分布图（4）混合照明：一般照明与局部照明组成的照明图6-80192二、照明标准：（数量+质量）确定照明方式之后，即应根据识别对象最小尺寸、识别对象与背景亮度对比等特征来考虑房间照明的数量和质量问题，其依据就是国家制定的照明标准，它是从照明数量和质量两方面来考虑的。（一）照明数量由于亮度的现场测量和计算都较复杂，故标准规定的是作业面或参考平面的照度值（国际上也是如此），具体值见《建筑照明设计标准》（50034#2004）。二、照明标准：（数量+质量）193(二)照明质量照明质量评价因素包括：眩光、颜色、均匀度、反射比等。1.眩光为了提高室内照明质量，不但要限制直接眩光，而且还要限制工作面上的反射眩光和光幕反射。（1）直接眩光直接眩光的限制方法已在3.4节介绍了，直接眩光见示意图。(二)照明质量194直接眩光示意图直接眩光示意图195（2）反射眩光避免反射眩光的措施已在3.4节介绍了，反射眩光见示意图。反射眩光（2）反射眩光反射眩光196（3）光幕反射光幕反射是由于视觉对象的规则反射，使视觉对象的对比降低，以致部份地或全部地难以看清细部。避免措施：1）尽量使用无光纸和不闪光墨水；2）改变光线投射方向（从侧面来）；3）减少来自干扰区的光，增加干扰区外的光。（a）（b）（c）图6-81光幕反射对可见度的影响（3）光幕反射（a）1972.光源颜色光源的相关色温不同，产生的冷暖感也不同。当光源的相关色温大于5300K时，人们会产生冷的感觉；当光源的相关色温小于3300K时，人们会产生暖和的感觉。光源的颜色主观感觉效果还与照明水平有关。在低照度下，采用低色温光源为佳；随着照明水平的提高，光源的相关色温也应相应提高。3.照度均匀度一般照明的均匀度不宜小于0.7。工作场所内走道和非作业区一般照明的照度值，不宜小于作业区域一般照明照度的1/5。混合照明时，按规定，一般照明的照度，为该级总照度的5%～15%，并不得低于30，如采用高强气体放电灯时，不宜低于50。2.光源颜色198室内各表面的光反射比表6-4表面名称反射比顶棚0.6～0.9墙面0.3～0.8地面0.1～0.5作业面0.2～0.64.反射比当视场内各表面的亮度比较均匀，人眼视看才会达到最舒服和最有效率，故希望室内各表面亮度保持一定比例。为了获得建议的亮度比，必须使室内各表面具有适当的光反射比。室内各表面的光反射比199三、光源和灯具的选择（一）光源选择：光效高、寿命长、显色性好、价格低、适合使用场所应用。（二）灯具选择：a.光分布适宜（正确选择灯具类型）。b.经济（耗电少，投资，维护费用低）。c.不但光源好，而且附件好。d.符合使用环境要求（气象、污染）。三、光源和灯具的选择200四、灯具布置a.对于一般照明，采用适当距高比，才能使照度均匀。b.为了保证房间四个墙面上照度适宜，应使灯具至墙的距离=0.2～0.3l。c.当采用半间接和间接灯具时，为使顶棚上亮度均匀，就要控制灯至顶棚的距离。d.还应考虑到结构、设备、维修等方面的要求。四、灯具布置201五、照明计算照明计算方法很多，可采用专用的软件进行计算（参见第8章），这里仅介绍常用的利用系数法。利用系数等于光源实际投射到工作面上的有效光通量和全部灯的额定光通量之比，

,,图6-84室内光通量分布图五、照明计算,,图6-84室内光通量分布图2021.影响的因素（1）灯具类型和照明方式；（2）灯具效率；（3）反光系数的高低；（4）房间尺寸。灯使用后，因老化和污染等，所以要考虑维护系数K，于是可得下式，2.确定1.影响的因素203（1）计算室空间比房间尺寸用室空间比表示：式中l——房间长度；b——房间宽度。

表示其他表面与工作面积之比，越小，工作面上接受的光通越大，也越大。（1）计算室空间比204（2）查出顶棚有效光反射比①顶棚空间比②查算图6-86顶棚有效光反射比曲线（2）查出顶棚有效光反射比图6-86顶棚有效光反射比曲线205③查算根据顶棚、墙面和地面的光反射比以及查利用系数表。附录8利用系数表利用系数K＝1r值顶棚0.70.50.30.10墙0.50.30.10.50.30.10.50.30.10.50.30.10地面0.20.20.20.20室空间比利用系数123456789100.790.710.630.570.510.450.410.360.320.290.770.670.590.510.450.390.340.300.260.240.750.630.550.470.400.340.310.260.220.200.760.680.620.550.490.440.400.350.320.290.740.650.570.500.440.390.340.300.260.230.720.620.540.460.400.350.300.260.220.190.730.660.590.520.480.430.380.340.310.280.710.630.560.490.430.380.340.290.260.230.700.610.530.460.400.340.300.260.220.190.700.640.580.520.460.420.380.330.300.270.690.610.540.480.420.370.330.300.250.220.680.600.530.450.390.340.300.260.220.190.660.580.500.440.380.330.280.240.210.18③查算附录8利用系数表利用系数K＝1r值顶棚0.70206建筑光学(应用)建筑照明课件207建筑光学(应用)建筑照明课件208思考题1.教室照明应采用哪一种照明方式？为什么？2.教室照明设计应注意哪些问题？3.教室照明宜采用哪一种灯具较为合适？为什么？思考题2096.2.3室内工作照明复习主要介绍的内容：1.4种室内工作照明方式。2.室内工作照明设计的4个步骤。3.根据利用系数法进行照明计算。6.2.3室内工作照明复习2106.2.4环境照明设计要点：1.室内环境照明设计的三大要素。2.建筑物夜景照明的三种照明方式。6.2.4环境照明设计211一、室内环境照明设计（一）室内环境照明处理方法1.以灯具的艺术造型和装饰的处理方法（1）吊灯；（2）暗灯和吸顶灯；（3）壁灯。

吊灯吸顶灯壁灯一、室内环境照明设计吊灯吸顶灯壁灯2122.用多个简单而风格统一的灯具排列成有规律的图案，通过灯具和建筑的有机配合取得装饰效果。图6-93某大厅照明实例2.用多个简单而风格统一的灯具排列成有规律的图案，通过灯具213某小教堂照明实例某小教堂照明实例214某美发店照明实例某美发店照明实例2153.“建筑化”大面积照明艺术处理这是将光隐蔽在建筑构件之中，并和建筑构件（顶棚、墙、梁、柱等）或家具合成一体的一种照明形式。分为两类：一类是透光的发光顶棚、光梁、光带等；另一类是反光的光檐、光龛、反光假梁等。共同特点：1）发光体不再是分散的点光源。而扩大为发光带或发光面。发光表面亮度较低，室内照度较高。2）光线扩散性极好，空间照度均匀，光线柔和，阴影浅或没有。3）大大减弱了直接眩光和反射眩光。3.“建筑化”大面积照明艺术处理216下面分别进行介绍：（1）发光顶棚——在玻璃吊顶至天窗（或楼板）间的夹层里装灯。注意：1.提高发光效率；2.保持亮度均匀——控制灯的间距和它至发光顶棚表面的距离之比。顶棚的表面一般采用扩散透光材料。下面分别进行介绍：217发光顶棚实例发光顶棚实例218发光顶棚实例发光顶棚实例219（2）光梁和光带——光带的发光表面与顶棚表面平齐，光梁则凸出于顶棚表面。图6-97光梁和光带的构造简图（2）光梁和光带——光带的发光表面与顶棚表面平齐220注意：1.光带或光梁最好与外墙平行布置，并使第一排尽量靠近窗子。2.光带之间的距离，以不超过发光表面到工作面距离的1.3倍为宜。（3）格片式发光顶棚——格片是用金属薄板或塑料板组成的网格结构。注意：格片的遮光角常作成30°～45°。图6-100格片式发光顶棚构造简图注意：1.光带或光梁最好与外墙平行布置，并使第一图6-221光带结合点光源照明光带结合点光源照明222