第三章-室内灯具的布置于计算

第三章室内灯具的布置与计算第一节室内灯具的布置

一、概述

灯具布置光的投射方向工作面的照度照度的均匀性眩光的限制阴影确定灯具在房间内的空间位置照明安装容量投资费用维护检修方便与安全是否合理（3）灯具安装是否符合电气技术规范和电气安全的要求，并且便于安装、检修与维护。正确地选择布灯方式应着重考虑以下几方面：（1）灯具布置必须以满足生产工作、活动方式的需要为前提，充分考虑被照面照度分布是否均匀，有无挡光阴影及引起的光的程度；（2）灯具布置的艺术效果与建筑物是否协调，产生的心理效果及造成的环境气氛是否恰当；二、一般照明方式典型布灯法1．点光源布灯灯具与墙的间距取灯间距离的1/2倍，如果靠墙区域有工作桌或设备，灯距墙也可取l/3～l/4的灯间距。图3-1点光源布灯

2．线状光源布灯图3-2线状光源布灯法（a）为光带布灯方式（b）为间隔布灯方式靠墙光带与墙之间的距离一般取S/2，若靠墙有工作台可取S/3～S/4，光带端部与墙的距离不大于500mm。

线状布灯方式下，房间内光带最少排数线光源纵向灯具的个数

三、装饰布灯1．天棚装饰布灯法

图3-4渐开型布灯

图3-5组合布灯

图3-3梅花形布灯图3-7线状光源纵向布灯

线状光源横向布灯的特点是工作面照度分布均匀，并造成一种热烈气氛，且舒适感良好。线状光源纵向布灯的特点是诱导性好，工作面照度均匀，舒适感良好。

线状光源格子布灯的特点是从各个方向进入室内时有相同的感觉，适应性好，有排列整齐感，照度分布均匀，舒适性好。图3-8线状光源格子布灯图3-6线状光源横向布灯

2．室内装修配合布灯法

图3-9发光天棚图3-10光藻井图3-11彩色玻璃天棚图3-12顶极藻井花灯图3-13天花藻井装大型花灯图3-14组合天棚式照明

3．组合天棚式和成套装置式照明图3-15成套装置式照明

为了达到良好的照明效果，避免眩光的影响；保证人们活动的空间、防止碰撞产生；避免发生触电，保证用电安全，灯具要具有一定的悬挂高度，对于室内照明而言，通常最低悬挂高度为2.4m。四、灯具的悬挂高度

与局部照明、重点照明、加强照明不同，大部分建筑物都会按均匀的布灯方式布灯，以满足照度分布均匀的基本条件，一般在这些场所设计要求照度均匀度不低于0.7。五、满足照度分布均匀的合理性

照度是否均匀主要还取决于灯具布置间距和灯具本身光分布特性（配光曲线）两个条件。为了设计方便常常给出灯具的最大允许距高比值S/H。

当灯下面的照度E0等于相邻灯具中点处的照度E1时，此两灯的间距S与高度H之比称为最大允许距高比，此时，图3-16最大允许距高比示意图I0—灯具投射角为0º时的光强（cd）；Iθ—灯具投射角为θ时的光强（cd）；H—灯具安装高度（m）；S—两灯的间距（m）；各种灯距最有利的距高比如表3-1所示。灯具形式相对距离S/H宜采用单行布置的房间高度多行布置单行布置乳白玻璃圆球灯、散照型防水、防尘灯、天棚灯2.3～3.21.9～2.51.3H无漫透射罩的配照型灯1.8～2.51.8～2.01.2H搪瓷深照型灯1.6～1.81.5～1.81.0H镜面深照型灯1.2～1.41.2～1.40.75H有反射照的荧光灯1.4～1.5——有反射照的荧光灯，带栅格1.2～1.4——表3-1灯具最有利的距高比S/H

在已知灯具至工作面的高度H，并根据表中的S/H值，就可以确定灯具的间距S。图3-17给出了点光源灯具的几种布置和S的计算。S1S2S=S1=S2S1S2S=(S1S2)1/2S1S2S=(S1S2)1/2图3-17点光源灯具的几种布置方式及S的计算第二节室内照度计算灯具的形式和布置方案已确定照度标准灯功率及装设总功率任何一种计算方法都只能做到基本准确。计算结果的误差范围在-10％～+10％。计算方法利用系数法单位功率法逐点计算法计算工作面上的平均照度计算工作面任意点的照度一、利用系数法

根据光源的光通量、房间的几何形状、灯具的数量和类型确定工作面平均照度的计算方法，又称流明计算法。

工作面上的光通量通常是直接照射和经过室内表面反射后间接照射的光通量之和，因此在计算光通量时，要进行直接光通量与间接光通量的计算，增加了计算的难度。因此在实际设计时，引入利用系数的概念，使问题简化。

1.计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

光源数量利用系数灯具的维护系数工作面面积2．室内空间的表示方法

地板空间比顶棚空间比室形指数室空间比——顶棚空间高，即灯具的垂度，m；——室空间高，即灯具的计算高度，m；——地板空间高，即工作面的高度，m。——室宽，m；

——室长，m；3．有效空间反射比顶棚或地板空间各表面的平均反射比顶棚或地板平面面积，㎡顶棚或地板空间内所有表面积的总面积，㎡。一个面或多个面内各部分的实际反射比各不相同时，其平均反射比的计算公式是

该表面的实际反射比

第i块表面的面积表3-2房间表面的反射比表面名称顶棚墙壁地面作业面反射比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况反射比（%）刷白的墙壁、顶棚、窗子装有白色窗帘70刷白的墙壁，但窗子未装窗帘，或挂有深色窗帘；刷白的顶棚，但房间潮湿；虽未刷白，但墙壁和顶棚干净光亮50有窗子的水泥墙壁、水泥顶棚；木墙壁、木顶棚；糊有浅色纸的墙壁、顶棚；水泥地面30有大量深色灰尘的墙壁、顶棚；无窗帘遮蔽的玻璃窗；未粉刷的砖墙；糊有深色纸的墙壁、顶棚；较脏污的水泥地面、油漆、沥青等地面104．利用系数U利用系数是灯具光强分布、灯具效率、房间形状、室内表面反射比的函数。表3-4是YG1-1型40W荧光灯具的利用系数表，该表在使用时允许采用内插法计算。表上所列的利用系数是地板空间反射比为0.2时的数值，若地板空间反射比不是0.2时，则应用适当的修正系数进行修正。如表3-5所示。）、顶棚空间比CCR、地板空间比FCR。（1）计算室空间比RCR（或计算室形指数（2）计算顶棚空间的有效反射比。（4）计算地板空间有效反射比。5．应用利用系数法计算平均照度的步骤（3）计算墙面平均反射比。（5）查灯具维护系数。（6）确定利用系数。例3-1

已知某教室长11.3m、宽6.4m、高3.6m，在离顶棚0.5m的高度内安装YG1-l型40W荧光灯10只，光源的光通量为2400lm，课桌高度为0.8m，室内空间及各表面的反射比如图所示。试计算课桌面上的平均照度。0.50.83.6ρ=0.35ρ=0.1ρ=0.5ρ=0.8解：使用利用系数法计算平均照度。（1）求室内空间比（2）求顶棚的有效反射比（3）求地板空间的有效反射比（4）求墙面的有效反射比（5）确定利用系数因为墙面反射比均为0.5，所以取=50%若取RCR=2，=50%，=70%，得U=0.61；=50%，=70%，得U=0.46。用内插法可得当RCR=2.8时：若取RCR=3，，必须进行修正。用内插法，可得到当RCR=2.8时，U修=0.955，修正后的利用系数为U=0.955×0.594=0.57（6）查灯具维护系数（7）求平均照度维护系数K=0.8二、单位功率法

单位功率法的实质是单位面积的安装功率，用每单位被照水平面上所需要灯的安装功率（W/㎡）来表示。为了简化计算，可根据不同的照明器类型、不同的计算高度、不同的房间面积和不同的平均照度要求，应用利用系数法计算出单位面积安装功率，并列成表格，供设计时查用。该方法通常称为单位功率法。

单位功率法计算非常简单，但计算结果不精确，一般适用于生产及生活用房平均照度的照明设计方案或初步设计的近似计算。初步设计时，还可以按单位建筑面积照明用电指标来估算照明功率。

1．计算公式每单位被照面积所需的灯泡安装功率：PΣ——房间安装光源的总功率，W；

A——房间的总面积，㎡；N——房间灯的总盏数；PL——每盏灯的功率，W；P0——单位功率，即房间每平方米应装光源的功率，W/㎡。单位功率P0取决于下列各种因素：2．使用单位容量法求照明灯具的安装容量或灯数灯具类型，最小照度，计算高度及房间面积，顶棚、墙壁、地面的反射系数和照度补偿系数K等。此外还与照明的布置和所选用的灯泡效率有关。吸顶式荧光灯照明，灯具效率为86%。若照度为150lx，试确定房间内的灯具数。，桌面高0.8m，灯具吊高3.8m，吸顶安装。拟采用YG6-2型双管例3-2

某实验室面积为解：已知，h=3m，照度为150lx，查表3-7，得P0=8.6W/㎡，查附录3，，因此一般照明总的安装容量应为:查附录2，YG6-2型装荧光灯的功率为则应安装荧光灯的灯数为:三、点光源逐点法计算直射照度

当光源尺寸与光源到计算点之间的距离相比小得多时，可将光源视为点光源。一般圆盘形发光体的直径不大于照射距离的1/5，线状发光体的长度不大于照射距离的1/4时，按点光源进行照度计算误差均小于5％。

逐点计算法是指逐一计算附近各个点光源对照度计算点的照度，然后进行叠加，得到总照度的方法。1．点光源逐点照度的基本计算公式平方反比法点光源S照射在水平面H上产生的照度Eh与光源的光强Iθ及被照面法线与入射光线的夹角θ的余弦成正比，与光源至被照面计算点的距离R平方成反比。例3-3

某车间装有8只GC39型深照型灯具，灯具的平面布置如图3-21所示，内装400W荧光高压汞灯，灯具的计算高度h=10m，光源光通量Φ=20000lm。灯具维护系数K=0.7，试求A点的水平面照度值。图3-21车间灯具平面布置05101520253035404550556065707580859023423223223423421420219218216914110575352416940光源光强分布（1000lm）解：如图中可见Eh1=Eh2=Eh7=Eh82．点光源应用空间等照度曲线的照度计算当有多个相同灯具投射到同一点时，其实际水平面照度Iθ为光源的光强分布值，则水平照度Eh可由下式算出图3-22深照型灯具的空间等照度曲线例3-4

某车间采用GC—39深照型灯具照明，该灯具的空间等照度曲线见图3-22，光源使用400W荧光高压汞灯，其光通量为20000lm，维护系数K=0.7，灯具的出口平面至工作面高度为12m，布灯方案如图3-23所示，试求A点的水平照度。图3-23深照型灯具的布灯图

解：由布灯方案可知，灯1和灯3对A点的照度是一样的，灯2和灯4对A点的照度也相同。下面分别计算、查找曲线。（1）对灯1和灯3，有h=12m由图3-22查得E1=E3=0.9（2）对灯2和灯4，有由图上曲线查得E2=E4=0.1h=12m（3）对灯5，有h=12m由图上曲线查得E5=0.12（4）对灯6，有由图上曲线查得E6=0.05h=12m通过以上计算，A点的水平照度值为30.38lx。（5）根据公式3-11计算点A的总照度为四、线光源逐点法计算直射照度

带状光源的宽度与长度相比很小时，可以认为它是线光源。无限长的线光源产生的照度与距离成反比。

,以及灯具纵轴光强,的分布形状的分类，确定方位系数。方位系数法的特点是根据计算点与线光源所形成的方位角图3-24线光源与计算点间的方位角图3-25灯具纵轴与横轴光强分布示意图3-26线光源纵轴光强分布类型A类:B类:C类:

D类:E类:方位系数计算照度的公式：（1）被照面为水平面（见图3-27）图3-27被照面为水平面（3）被照面与光源垂直且垂直于水平面（见图3-29）（2）被照面与光源平行且垂直于水平面（见图3-28）图3-30计算点不在线光源端头平面上时计算方法示意若计算点在任意位置时，则可采用将线光源分段或延长的方法，按图3-30所示分别为计算各段在该点产生的照度，然后求各段在该点照度的代数和：计算点在线光源PM端头平面上计算点不在线光源PM端头平面上计算点不在线光源PM端头平面上线光源，计算时只要相应地乘以折算系数Z即可，此时误差不超过10%，对于非连续线光源，当灯具间隔不超过时，可看作是连续的当灯具的间隔超过时，可按下式计算：图3-31灯具间隔时，方位角的示意第三节眩光计算一、不舒适眩光眩光失能眩光不舒适眩光

统一眩光值UGR的基本公式计算1．小光源的眩光

投影面积，这相当于在室内距离下一个直径为80mm的圆片。定义

当小光源位于偏离视线5o时所产生的眩光可用其光强（I）来确定，即。因此，小光源的统一眩光评价（UGR）公式为当UGR=13时，不能超过300lx；当UGR=16时，不能超过600lx；当UGR=19时，不能超过1000lx；当UGR=22时，不能超过1600lx。2．大光源（发光顶棚、均匀的间接照明）的眩光大光源专指发光顶棚和均匀的间接照明。定义

如果需要较高的照度但较低的UGR时，可以用很好地遮蔽的局部照明，亦可适当控制亮度的发光顶棚（如格栅顶棚）来解决。

CIETC3.01提出：一个漫射发光顶棚或均匀的间接照明，在某一要求的UGR值下提供的照度，不能超过下列值：小光源和大光源是两个极端，但绝大多数灯具是介于这两者之间的一般光源。对于这类光源的眩光评价不能直接应用UGR公式，故需要加以修改，使它能在要求的精度内，并且两头都与该种光源的评价方法得出的结果一致。将修改后的眩光评价法称之为GGR，即“大光源评价法”，其公式为

3．一般光源（介于小光源和大光源之间）的眩光4．不均匀的间接照明的眩光上述公式适用于要求UGR=19的情况，对于其他UGR值，需要乘以下列系数：UGR=13时，乘以0.3；UGR=16时，乘以0.6；UGR=22时，乘以1.6使用镜面反射器和镜面格栅时，其亮度在实际投影面上有相当变化，对此类灯具我们需要确定其有效亮度L，比较合理的定义可以建立在假设最大光强（Imax）的方向上全部闪亮。5．复杂光源的眩光（1）漫射光源。对于此类灯具