建筑照明系统

第六章建筑照明系统

通过以上图片

照明系统的发展已超越了单纯照明的观念，逐步上升到一种文化和艺术的境界，并且与光学、美学、建筑学和园林艺术溶为一体，成为一门综合性的设计工艺。6.1照明的基础知识光的本质

1、能量的发射和传播过程，称为辐射。而这种能量形式——辐射能。2、照明工程中，光是指辐射能的一部分，即能产生视觉的辐射能。3、可见光在波谱范围内仅占极小的比例。4、任何物体只要能发出（380~780）NM波长的辐射能就可以用于采光——光源的形成。5、辐射能在传播过程中，不同波长的可见光会引起人的视觉不同的色感觉，将依次展现出不同的颜色.波谱曲线图380780nm可见光1014nm10-7nm（一）光通量●在单位时间内，光源向周围空间辐射出去的并使人眼产生光感的能量称为光通量。符号：,单位:流明(Lm),方向:由光源指向被照面。●当发出波长为555nm绿色光的单色光源,其辐射功率为1W时，则它所发出的光通量为683lm（图7-1）。图7-1光通量(三)照度照度是用来表示被照面上光的强弱,即单位面积上所接收的光通量称为该被照面的照度（图7-2、图7-3、图7-4）。符号用“E”表示,单位为勒克斯(Lx)。照度流明x(设计系数)面积E=单位：勒克斯lx符号：E面积（m2）各种场所或活动形式的推荐照度值建筑装饰设计图7-2户外照度参考值图7-3工厂厂房照度参考值200--300Lux图7-４办公室照度参考值400--500Lux（3）发光效率[η]

消耗单位电功率所发出的光通量——简称光效。单位：lm/w光源η光源η光源η白炽灯7~30荧光灯40~100气体放电灯30~150（4）显色性和显色指数(Ra)光源显现被照物体颜色的性能称为显色性。1、显色系数是物体的心理色符合程度的度量。2、基本等级：光源的显色指数愈高，其显色性能愈好。050一般优良很差10080R0应用：Ra值的高低，对于现代建筑场所建立良好的照明环境有很大意义，不仅是辨别识别对象颜色的需要，对视觉效果和视看舒适性也有很大影响。光源的显色指数高，被视对象和人物的形象会显得更真实、生动；反之，就会变得不好看，失去其本来的豪华和光泽。标准：连续工作的场所，Ra不小于80；灯高度大于6m的场所，Ra可降低。实用场所举例见表1。（5）发光强度[I]

光源在指定方向上单位立体角内发出的光通量，是光通量的立体角密度发光强度，简称光强。它表示不同方向光通量的分布情况。单位：坎德拉（cd)I=φ/ω

ω：单位立体角

Φ：光通量0ω裸光源（40w）配灯具光源（40W）平均光强为28cd平均光强为70~80cd如配镜面反射罩，光强可达数百cd在光通量不变的情况下，随着配置灯具的不同，发光强度可以发生变化；从应用中可以发现（上图）：光通在有限空间的分布更为集中，密度更大，相应的光强也提高了！(6)亮度[L]1)亮度表示光源单位面积上的发光强度。2)其表征发光面或被照面反射光的发光强弱的物理量。3)

单位：尼特（cd/m2)4)亮度与被照面的材料特性有关。

Ra分级

适应场所举例

Ra≥90油画、颜色匹配、颜色检验、画展、鲜花店

Ra≥80印刷、油漆、食品分拣、商场、客房、住宅、医院、办公室、教室、会议室控制室、机电装配、表面处理

Ra≥60机械加工、热处理

Ra≥40铸造

Ra≥20库房、通风室、泵房

Ra分级及应用场所举例二、光的基本度量单位色温●光源的光色是人眼直接观察光源时所看到的颜色，称为光源色。它又可以用色温来表示。●色温(Tc)简单地说是用黑体的开氏温度(单位K)表示光源的颜色。开氏温度为摄氏温度加上273。2700K烛光色3000K暖白色3500K白色4000K冷白色5000K日光色6500K冷日光色色温(Tc)表7-32700K 炽白色3000K 暖白色3500K 白色4000K 冷白色5000K 日光色6500K 冷日光色建筑装饰设计图7-5空间的色温值太阳（大气外）6500钨丝白炽灯（100W）2740太阳（在地表面）4000~5000钨丝白炽灯（1000W）2920蓝色天空18000~22000荧光灯（日光色）6500月亮4125荧光灯（冷白色）4300蜡烛1925荧光灯（暖白色）2900煤油灯1920高压钠灯2100常见光源的色温（K）(8)色表色表指光源颜色给人的直观感觉，照明光源的颜色质量取决于光源的表观颜色及其显色性能。单位：（K)室内照明光源的颜色，可根据相关色温分为三类，冷色（相关色温大于5300K）、暖色（相关色温小于3300K）、中间色（相关色温3300～5300K）。

相关色温（K）色表大于5500冷色（B-W）3300~5500中间色（W）小于3300暖色（R-W）色温和色表照度（LX）色感觉暖中间冷小于500舒适中间冷500~3000兴奋舒适中间大于3000不自然兴奋舒适照度的变化影响色感觉的差异(9)发光效率[η]

消耗单位电功率所发出的光通量——简称光效。单位：lm/w光源η光源η光源η白炽灯7~30荧光灯40~100气体放电灯30~150(10)配光曲线配光曲线是照明设备技术性能的一个重要概念。电光源在空间对各个方向的发光强度是不同的，在极座标图上标出各方位的发光强度值所连成的曲线就是配光曲线。

(11)眩光

1)影响眩光的因素：

a)环境较暗，眼晴的适应亮度很低，即使亮度低的光，也会出现眩光。

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义：眩光对人的生理和心理都有明显的影响，而且会较大的影响工作效率和生活质量，严重的还会产生恶性事故，所以对眩光的研究有着重要的意义！6.1.2照明方式1．照明方式（1）一般照明：均匀照明分区一般照明：（2）局部照明（3）混合照明２．照明种类（1）正常照明：（2）应急照明：1）

疏散照明：2）安全照明：3）备用照明：（3）值班照明：（4）警卫照明：（5）障碍照明：

应急照明一般在下列场所设置：1、封闭楼梯间、防烟楼梯间及其前室，消防电梯间及其前室、合用前室和避难层（间）。2、配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消防用电的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间。3、观众厅，每层面积超过400m2的展览厅、多功能厅、餐厅和营业厅，建筑面积超过200m2的演播室，4、多层建筑内建筑面积超过300m2的地下室、半地下建筑的（室）中的公共活动房间；5、公共建筑的疏散走道和高层居住建筑内走道长度超过20m的内走道。应急照明可作为正常一般照明的一部分，经常点燃，在发生故障时应能保证继续点燃。

消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、配电室和自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间的应急照明，仍应保证正常照明的照度。供人员疏散用，照度不应小于0.5lx。6.1.3照明质量1．合适的照度

2．照明的均匀度照明的均匀度是规定表面上的最小照度与平均照度之比。3．合适的亮度分布

4．选用适宜的光源颜色、色温与显色性

5．照度的稳定性

6．频闪效应的消除6.1.4照度

1．照度标准

照度的一般要求

1)民用建筑照度标准所规定的照度2)照度标准值的分级3)视觉工作对应的照度分级范围

4)用于备用照明

2．部分建筑照度标准6.1.5绿色照明1．绿色照明概念

“绿色照明”是指节约能源、保护环境，有利于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量，保护身心健康的照明。

绿色照明是推广使用效率高、寿命长、安全和性能稳定的电光源、照明电器附件以及调光控制器件组成的照明系统，节约照明用电“以节约能源，保护环境，提高照明质量”。2．照明节电(1)合理选定照度(2)合理选用光源(3)合理选择照明灯具（4）合理确定照明方案（5）改善照明器的控制和管理

二、常用电光源

12

3

42．光源（1）白炽灯构造：灯头支架发光材料玻璃外壳惰性气体工作原理：

发光体是用金属钨拉制的灯丝（钨丝熔点很高，即使在高温下仍能保持固态），点亮时白炽灯的灯丝温度高达3000℃，炽热的灯丝便产生了光辐射，使白炽灯发出了明亮的光芒。白炽灯的特点及应用适用于家庭、宾馆、饭店及艺术照明信号照明、投光照明和小型建筑物照明电影、剧院和舞台布景照明有高度的集光性，便于光的再分配适合频繁开关，点灭性能及寿命影响小显色性能好光效较低特点（2）卤钨灯(碘钨灯、溴钨灯)石英玻璃管金属支架灯丝双端式单端式2、卤钨灯的特点和应用：由于卤钨作用的原因，灯的寿命大大的提高（1500-2000）H

温度升高，可见光增加，光色改善，显色性好。（99）透过率改善，光效提高。10—30Lm/W

应用体育场、广场、会场、舞台、机场、商业和摄影等！水平安装避免与易燃物接触不宜作为移动式的局部照明±40（3）荧光灯（低压汞灯）荧光灯是一种预热式低压汞蒸气放电灯。由放电产生的紫外线辐射激发荧光粉而发光。一、工作原理：

汞Are自持放电电离荧光粉紫外线可见光荧光灯的能量转换示图荧光灯灯管电极发热34％紫外线63％可见光3％紫外线发热38％荧光粉发光25％

对流传导热辐射可见光40W100％28％72％荧光灯的分类1、按启动方式分类2、按功率分类3、按灯管形状和结构分类直管型荧光灯高光通单端荧光灯紧凑型荧光灯光电特性1、电压的波动影响其使用寿命。2、开关次数对寿命的影响3、环境温度和湿度的影响4、闪烁与频闪现象5、其它特性荧光灯线路如图:（4）高压汞灯图6-7高压汞灯的构造图1－外泡壳2－放电管3、4－主电极5－辅助电极6－限流电阻7－自镇流灯丝

L外镇流器

C－补偿电容器

S－开关辅助电极主电极发光管外壳高压汞灯具的特点:有功率大、光效高、耐震、耐热、寿命长等特点、显色性差。（5）金属卤化物灯有功率大、光效高、寿命长等特点、好的光色性，接近自然光。图6-8金属卤化物灯的构造1一加热线圈2一双金属双片3、4一主电极S一开关L一镇流器高压汞灯

高大的厂房、体育场馆、一般的街道、广场、车站码头等。对光效要求不高对光色无特殊要求金卤灯高压钠灯较繁荣街道、商业照明、广场照明、舞台摄影、体育场馆等主干道路灯照明、港口车站和广场照明等对光色要求较高对光色无特殊要求而光效较高的场所（6）半导体灯（50年）特点：有节能、环保和长寿命提供颜色和光谱照明，光的方向性好，照射光线不易发散等特点（7）太阳能草坪灯6.2.2控照器1．控照器的作用（1）重新分配光源发出的光通量、（2）限制光源的眩光作用、（3）减少和防止光源的污染、（4）保护光源免遭机械破坏、（5）安装和固定光源、（6）与光源相配合，起到一定的装饰作用。2、制作材料：一般用金属、玻璃或塑料3、类型：反射型、折射型和透射型等2．控照器的特性配光曲线、光效率和保护角1、灯具的遮光角是指灯具出光沿口遮蔽光源发光体使之完全看不见的方位与水平面的夹角。

保护角1、灯具的遮光角是指灯具出光沿口遮蔽光源发光体使之完全看不见的方位与水平面的夹角。2、功能是限制光源的直射光，对于任意位置的平视观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遮光角与光分布、效率的关系：遮光角愈大，光分部愈窄，效率愈低。遮光角愈小，光分部愈宽，效率愈高，克服眩光的作用减弱。āā照明器的效率[η]1、从灯具射出的光通量与灯具内所有光源发出的光通量之比，称为灯具的效率。

η=Φ0/ΦS2、各种照明器的效率：带反射罩型（狭照、中照）0。7以上广照型搪瓷0。6~0。7特广照型0。75以上乳白玻璃型0。5左右各种吸顶灯0。3~0。5开启式荧光灯具0。8以上格栅式荧光灯具0。45~0。6投光灯具0。6左右6.2.3灯具的种类按CIE配光方式分类1、直接型2、半直接型3、漫射型（直接—半直接）4、半间接型5、间接型二、照明方式的选择

（一）选择照明类型1．直接照明光线通过灯具射出，其中90%-100%的光通量到达假定的工作面上，这种照明方式为直接照明直接照明2．半直接照明半直接照明方式是半透明材料制成的灯罩罩住光源上部，60%-90%以上的光线使之集中射向工作面，10%-40%被罩光线又经半透明灯罩扩散而向上漫射，其光线比较柔和。这种灯具常用于较低的房间的一般照明半直接照明3．间接照明间接照明方式是将光源遮蔽而产生的间接光的照明方式，其中90%-100%的光通量通过天棚或墙面反射作用于工作面，10%以下的光线则直接照射工作面间接照明

建筑装饰设计4．半间接照明半间接照明方式，恰和半直接照明相反，把半透明的灯罩装在光源下部，60%以上的光线射向平顶，形成间接光源，10%-40%部分光线经灯罩向下扩散这种方式能产生比较特殊的照明效果，使较低矮的房间有增高的感觉。半间接照明

5．漫射照明漫射照明方式，是利用灯具的折射功能来控制眩光，将光线向四周扩散漫散两种形式：一是光线从灯罩上口射出经平顶反射，两侧从半透明灯罩扩散，下部从格栅扩散。二是用半透明灯罩把光线全部封闭而产生漫射。照明光线性能柔和，视觉舒适，适于卧室。图

漫射照明（二）室内照明灯具的选择1.吊灯●吊灯(图7-17)是悬挂在室内屋顶上的照明工具，经常用作大面积范围的一般照明。大部分吊灯带有灯罩，灯罩常用金属、玻璃和塑料制成。●用作普通照明时，多悬挂在距地面2.1m处，用作局部照明时，大多悬挂在距地面1-1.8m处。●吊灯的造型、大小、质地、色彩对室内气氛会有影响，在选用时一定与室内环境相协调。例如，古色古香的中国式房间应配具有中国古老气息的吊灯，西餐厅应配西欧风格的吊灯（如蜡烛吊灯、古铜色灯具等），而现代派居室则应配几何线条简洁明朗的灯具。吊灯a吊灯b2.吸顶灯直接安装在天花板上的一种固定式灯具，作室内一般照明用。吸顶灯种类繁多，但可归纳为以白炽灯为光源的吸顶灯和以荧光灯为光源的吸顶灯。图7-18吸顶灯a图7-18吸顶灯b3．嵌入式灯

一般嵌在楼板隔层里的灯具(筒灯

、牛眼灯,

、斗胆灯,)，具有较好的下射配光，灯具有聚光型和散光型两种。聚光灯型一般用于局部照明要求的场所，如金银首饰店，商场货架等处；散光型灯一般多用作局部照明以外的辅助照明，例如宾馆走道，咖啡馆走道等。

●筒灯筒灯筒灯●牛眼灯牛眼灯●斗胆灯斗胆灯4.壁灯●壁灯是一种安装在墙壁建筑支柱及其它立面上的灯具，一般用作补充室内一般照明，壁灯设在墙壁上和柱子上，它除了有实用价值外，也有很强的装饰性，使平淡的墙面变得光影丰富。●壁灯安装高度一般在1.8-2m之间，不宜太高，同一表面上的灯具高度应该统一。●壁灯图7-22壁灯5.台灯台灯主要用于局部照明。书桌上、床头柜上和茶几上都可用台灯。它不仅是照明器，又是很好的装饰品，对室内环境起美化作用。●台灯图7-23台灯6．落地灯落地灯是一种局部重点照明灯具。它常与坐具配合使用，作为局部照明和阅读照明使用。a落地灯建筑装饰设计图7-24b落地灯7.射灯射灯可改变投射的角度，是一种局部照明用的灯具。主要特点是可以通过集中投光以增强某些特别需要强调的物体。已被广泛应用在商店、展览厅、博物馆等室内照明，以增加商品、展品的吸引力。它也正在走向人们家庭，如壁画射灯、窗头射灯等。

射灯6.2.4灯具的选择考虑的因素有如下几个：

（1）光通量与光分布

（2）限制眩光

（3）场所的环境（4）经济性原则

（5）艺术性原则6.3灯具的布置与照度计算6.3.1灯具的布置（1）室内布置：

1）均匀布置2）选择布置：常用灯具布置方案平面布置：均匀布置时，灯具的平面布置一般采用矩形、菱形等方式竖向布置：指光源至地面的垂直距离（悬挂高度）。a）b)图6-9灯具的距高比a）hr值的确定

b)L

值的确定距高比=灯具间距/计算高度如：简式荧光灯（1*40W）YG2-1型，最大允许距高比：A—A1.46其悬挂高度为2mB—B1.28

距高比值小，均匀度好，经济性差；距高比值过大，经济性，均匀度差。确定灯与墙壁的距离：靠墙处无工作面0.4~0.5L靠墙处有工作面0.25~0.3L（2）室外布置既要保证目标物有必要的照度，又要避免正常视线范围内的阴影和眩光。

1）明视照明：为保证行人、车辆等夜间行走或进行各种活动而设置的。2）明视照明的灯具布置。6.3.2建筑物立面照明

1．建筑物轮廓装设串灯2．霓虹灯照明3．投光立面照明

6.3.3道路照明

1．路灯和庭院灯具类型2．路灯布置6.3.4特种照明1．障碍照明2．水下照明高柱庭院灯三、高杆灯地灯墙灯、水池灯6.3.5照度计算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―灯具数量(套)；Φ―光源的光通量（Lm）；U―利用系数，指投射到工作面上的光通量与光源光通量之比；K―维护系数；

A―工作面面积（m2）。（2）室空间比RCR

hr―室内灯具计算高度(m)；

l―房间长度(m)；’

b―房间宽度(m)。RI―室形指数（3）灯具数量（4）灯具单位容量

P―室内所需灯具的功率(W)；Po―单位面积的功率(W／m2)；A―室内被照面积（m2）；Eav―平均照度（lx）。房间或场所照明功率密度（W/m2）对应照度值（lx）现行值目标值起居室76100卧室75餐厅150厨房100卫生间100表6.1.1居住建筑每户照明功率密度值2．计算方法（1）查曲线法:根据反射比、室空间比求出利用系数1)N---E2）E---N灯具数量的概算曲线N’--计算实装灯数时

No―从曲线上查出的灯具数量(套)；

E―实际照度(1x)。（2）查表法根据室空间比；确定灯型求出单位面积功率每个灯的安装功率3．应用实例

（1）查曲线法。某办公室有吊顶(图6-12)，长19.2m，宽12.8m，净高2.6m，工作面高0.75m。顶棚、墙面和桌面反射比分别为0.7、0.5、0.1。采用直接照明时，照度为500lx。光源和灯具选用飞利浦的TLD36W／840／3350型和TESl00-236-1C-E2型双管荧光灯照明吸顶安装。使用环境比较洁净，求吊顶上的装灯数量。

1)填写原始数据：2)计算室空间比：按公式6-9计算。3)取灯具维护系数：维护系数K=0.80。4)确定利用系数：5）灯具安装数量

N=EavA／ΦUK=（）=19.4套（2）．查表法。某工作间无吊顶(图6-13)长12m，宽6m，层高3.6m。顶棚、墙面、地面反射比分别为0.7、0.5、0.2。拟选用40W单管荧光灯，距顶0.6m吊链安装，地面满足照度标准为1001x时，计算需装灯数量。1）填写原始数据：2)计算室空间比

RCR=5hr(I+b)/Ib=5x3(12+6)/12x6=3.753）确定灯具单位容量值：4）单位面积容量P=PoAEav=（0.0556x12x6x100）=400.32W5）灯具安装数量N=P/P单＝（400.32/40）盏≈10盏。

6.4建筑物内照明设计6.4.1照明设计的目的基本原则：实用、经济、安全、美观。6.4.2照明设计的内容照明供电设计、灯具设计照明供电设计:电源、供电方式照明配电网络形式选择电气设备导线和敷设方式灯具设计:选择照明方式选择电光源