07-建筑照明设计分析

07-建筑照明设计分析第一页，共54页。7.1照明基础知识第七章建筑照明设计——7.1照明基础知识一、照明光学概念指人眼所能感觉到的光的辐射功率，单位为lm（流明），用Φ表示。1、光通量由于人眼对不同波长光具有不同的灵敏度，所以不同波长（或不同颜色）光的辐射功率相等时，其光通量并不相等。光源光通量/lm太阳3.9×1028月亮8×1016蜡烛11.3白炽灯/100W1500荧光灯/100W5000LED/100W12000常用光源的光通量第二页，共54页。第七章建筑照明设计——7.1照明基础知识一、照明光学概念发光强度表示光通量在空间各个方向上的分布情况，等于光源在给定方向上的单位立体角内发出的光通量，单位为cd（坎德拉）。2、发光强度第三页，共54页。第七章建筑照明设计——7.1照明基础知识一、照明光学概念照度表示物体被照亮的程度，等于物体单位面积垂直接收到的光通量，单位为lx（勒克斯）。3、照度夏季晴天中午，地面照度约为5000lx；冬季晴天中午，地面照度约为2000lx；晴朗的月夜，地面照度约为0.2lx。第四页，共54页。第七章建筑照明设计——7.1照明基础知识地点照度/lx地点照度/lx起居室/0.75米水平面(一般活动)100起居室/0.75米(书写阅读)300餐厅/0.75米150阅览室/0.75米300学校教室/课桌面300学校教室/黑板面500超市/0.75米300普通走廊/地面50医院候诊室/0.75米200自动扶梯/地面150国家建筑物照度标准（部分）一、照明光学概念3、照度第五页，共54页。第七章建筑照明设计——7.1照明基础知识一、照明光学概念亮度是人对光的强度的感受，是指发光体（反光体）表面发光（反光）强弱的物理量，等于单位投影面积上的发光强度。单位是cd/m2（坎德拉/平方米）。4、亮度40W荧光灯表面亮度约为7000cd/m2；无云天空亮度约为5000cd/m2。第六页，共54页。第七章建筑照明设计——7.1照明基础知识一、照明光学概念几个光学量的关系光通量表示发光体发出的光能（人眼感觉到的）；发光强度表示发光体在某个方向上的的光通量密度，它表征的是光通量在空间的分布状况；照度表示被照面接受的光通量密度，用来鉴定被照面的照明情况；亮度表示发光体表面上的发光强度，用来表示物体的明亮程度。第七页，共54页。7.1照明基础知识第七章建筑照明设计——7.1照明基础知识二、照明方式和照明种类照明方式是指照明设备按其安装部位或光的分布而构成的基本制式。就安装部位而言，有一般照明（包括分区一般照明）、局部照明和混合照明等。按光的分布和照明效果可分为直接照明和间接照明。选择合理的照明方式，对改善照明质量、提高经济效益和节约能源等有重要作用，并且还关系到建筑装修的整体艺术效果。1、照明方式第八页，共54页。第七章建筑照明设计——7.1照明基础知识二、照明方式和照明种类照明种类分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明等。2、照明种类三、照明质量照明质量指照明环境内的亮度分布，包括舒适感、安全性、美观性等。第九页，共54页。7.2照明光源第七章建筑照明设计——7.2照明光源一、常用电光源按照发光原理，将电光源分为热辐射光源、气体放电光源及半导体发光光源三类。1、白炽灯（热辐射光源）白炽灯是将灯丝通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见光的电光源。由(美)爱迪生1879年发明。白炽灯结构简单、显色性好、无频闪、价格低廉，但发光效率最低（20lm/W左右）、使用寿命较短，现正逐渐淘汰。（我国计划2016年10月1日起，禁止销售和进口15瓦及以上普通照明用白炽灯）。第十页，共54页。第七章建筑照明设计——7.2照明光源一、常用电光源2、卤钨灯（热辐射光源）灯泡内充有卤元素（如碘、溴等）的白炽灯，灯泡体积较小、且不易发黑，一般用于光线集中照射的地方（如车灯）。第十一页，共54页。第七章建筑照明设计——7.2照明光源一、常用电光源3、荧光灯（气体放电光源）荧光灯是利用低压汞蒸气放电产生的紫外线激发涂在灯管内壁的荧光粉而发光的电光源。由（美）通用电气公司1938年发明。荧光灯光色好、无频闪、发光效率比白炽灯高2—3倍（40lm/W左右）、使用寿命较长，但显色性比白炽灯差、不适合频繁开关、低温启动比较困难。第十二页，共54页。第七章建筑照明设计——7.2照明光源一、常用电光源3、荧光灯（气体放电光源）1978年（荷）飞利浦公式发明了紧凑型荧光灯，即现在使用的节能灯，发光效率更高(60lm/W以上)。第十三页，共54页。第七章建筑照明设计——7.2照明光源一、常用电光源4、半导体灯（LED）LED灯的基本结构是半导体材料构成的PN结，PN结外加正偏电压时电子跟空穴复合，复合时以光子的形式发出能量（发光）。LED灯节能、环保、使用寿命长，发光效率可达100lm/W以上(1W的LED灯相当于15W的白炽灯)，但价格较高。英国人于20世纪60年代初发明了第一只LED灯。第十四页，共54页。第七章建筑照明设计——7.2照明光源一、常用电光源5、钠灯钠灯利用钠蒸气放电产生可钠灯发光效率较高。见光的电光源。第十五页，共54页。第七章建筑照明设计——7.2照明光源二、光源选择1、一般室内照明一般采用白炽灯、荧光灯等。2、伴有振动的场所一般采用高压汞灯、高压钠灯等。3、对显色要求高的场所一般采用白炽灯与高压汞灯的混合。第十六页，共54页。第七章建筑照明设计——7.3照明灯具一、灯具控照器（灯罩）和光源配套组成灯具。7.3照明灯具第十七页，共54页。二、灯具分类按照光源分为白炽灯具、卤钨灯具、荧光灯具和LED灯具等；按照控照器分为开启式、保护式、密闭式、防爆式等；按照配光情况分为直射型、半直射型、漫射型、间接型和半间接型等。按照安装方式分为嵌顶式、吊式、壁式、活动式等；第七章建筑照明设计——7.3照明灯具第十八页，共54页。三、灯具的布置灯具布置就是确定灯具空间位置，包括室内的的高度布置及平面布置、室外的高度布置及平面布置。1、高度布置hc：垂度hs：悬吊高度h：计算高度hp：工作面高度L：灯具水平间距第七章建筑照明设计——7.3照明灯具第十九页，共54页。1、高度布置最低悬吊高度光源灯具功率/Whs/m白炽灯搪瓷罩、镜面罩≤100150—200300—5002.53.03.5水银灯搪瓷罩、镜面罩≤250≥4005.06.0碘钨灯搪瓷罩、抛光罩5001000—20006.07.0白炽灯乳白玻璃罩≤100150—200300—5002.02.53.0荧光灯—≤1002.0垂度一般为0.3—1.5m，常用0.7m。第七章建筑照明设计——7.3照明灯具第二十页，共54页。2、平面布置较大房间一般均匀布灯，可采用正方形、矩形或菱形等形式。边灯距墙距离为相邻灯距的一半。灯具水平间距L和灯具计算高度h的比值称为灯具距高比，要选择合适的距高比。L/h值越小，照度均匀性越好，但经济性越差；L/h值越大，经济性越好，但照度均匀性越差。第七章建筑照明设计——7.3照明灯具第二十一页，共54页。2、平面布置合理距高比L/h灯具L/h多行布置单行布置配照型、广照型1.8—2.51.8—2.0深照型、镜面深照型乳白玻璃罩灯1.6—1.81.5—1.8第七章建筑照明设计——7.3照明灯具第二十二页，共54页。第七章建筑照明设计——7.4照明基本要求一、照明标准（规范）我国现行照明规范分为工业建筑照明规范和民用建筑照明规范。（详见P168—170）7.4照明基本要求住宅建筑照明的照度标准值类别参考平面高度平均照度/lx卧室客厅一般活动区0.75m水平面20—50书写阅读0.75m水平面150—300床头阅读0.75m水平面75—150精细作业0.75m水平面300—500餐厅、厨房0.75m水平面20—50卫生间0.75m水平面10—20楼梯间地面5—15第二十三页，共54页。第七章建筑照明设计——7.4照明基本要求二、照明质量良好的照明环境，不仅要求有足够的照度，而且对照度的均匀性、分布性、稳定性等有一定的要求。7.4照明基本要求1、照度的均匀度照度的均匀度等于工作面上的最小照度与平均照度之比。对于民用建筑：工作区的DE不小于0.6，非工作区的DE不小于0.2。第二十四页，共54页。第七章建筑照明设计——7.4照明基本要求二、照明质量2、亮度分布合适的亮度分布能保证视觉舒适。室内亮度比推荐值对比物推荐值观察对象与工作面之间3:1观察对象与周围环境之间10:1光源与背景之间20:1视野内最大亮度比40:1其他参量参见P171—177。第二十五页，共54页。第七章建筑照明设计——7.5照明计算照明计算（或照度计算）的目的在于选择灯具数量，可按照已规定的照度及相关条件计算选择，分为利用系数法、单位容量法、估算法、逐点计算法等近似方法，误差控制在20%以内。一、估算法首先估算出室内照明总功率：7.5照明计算ω:建筑物单位面积照明功率(查表，见P178)，W·m-2S:建筑物总面积，m2进一步求出灯数：P0:每盏灯功率，W第二十六页，共54页。例7.1：某办公室面积为6×12m2，根据建筑物单位面积照明功率估算照明器的数量。解：房间面积72m2查表7.23得ω＝5W·m-2室内照明总功率：拟选用60W白炽灯，数量第七章建筑照明设计——7.5照明计算第二十七页，共54页。二、利用系数法利用系数是指投射到照面上的光通量与全部光源光通量之比：利用系数总是小于1（可查表得到）。1、利用系数第七章建筑照明设计——7.5照明计算第二十八页，共54页。2、维护系数（减光系数）在灯具使用期间，光源本身的光效要逐渐降低、灯具逐渐陈旧、被照场所的墙壁和顶棚也逐渐污损的可能，从而使工作面上的光通量有所减少，因此在计算工作面上的实际照度时，应计入一个小于1的“减光系数（维护系数）”K。一般室内K

取0.8，营业厅室内K

取0.75，室外K

取0.7。二、利用系数法第七章建筑照明设计——7.5照明计算第二十九页，共54页。3、最小照度系数被照面上照度分布不可能均匀，因此在计算工作面上的实际照度时，应计入一个大于1的“最小照度系数”Z(照面上平均照度与最低照度的比值)。一般Z

取1.3。二、利用系数法即照面上照度的平均值：4、照面平均照度μ—利用系数；K—维护系数；n—灯具数量；Ф—光源光通量，lm；S—照面面积，m2；Z—最小照度系数；Ea—平均照度，lx第七章建筑照明设计——7.5照明计算第三十页，共54页。二、利用系数法即照面上照度的平均值：4、照面平均照度而每个光源的光通量：5、灯具数量第七章建筑照明设计——7.5照明计算第三十一页，共54页。二、利用系数法室形指数：6、室形指数a—房间宽度；b—房间长度；S—房间面积；h—室内灯具计算高度（灯具与照面之间距离）房间大而矮时i较大，房间小而高时i较小。根据室形指数，可查表得到利用系数(P258附表1—7)第七章建筑照明设计——7.5照明计算第三十二页，共54页。二、利用系数法7、利用系数法步骤（1）根据房间参数计算室形指数i；（2）根据室形指数i，查表得到利用系数μ

；（3）选取灯具数量、位置；（4）计算光源光通量及功率。第七章建筑照明设计——7.5照明计算第三十三页，共54页。例7.2：某办公室面积为6×12m2、高3.8m，顶棚、墙面、地面的反射指数分别为0.7、0.5、0.3，工作面0.8m，采用搪瓷广照型照明器（白炽灯），照明器悬挂高度3m，规定照度50lx。试确定照明器的数量、功率及安装位置。解：灯具计算高度h＝3.8－0.8＝3m室形指数i＝1.33查附表2得利用系数μ＝0.5选用6盏灯，如图所示布局。第七章建筑照明设计——7.5照明计算第三十四页，共54页。每盏灯光通量为查附表9，得到照明器功率为150W第七章建筑照明设计——7.5照明计算第三十五页，共54页。三、单位容量法根据室空间比，可查表计算灯具的单位容量。1、室空间比房间大而矮时RCR

较小，房间小而高时RCR较大。第七章建筑照明设计——7.5照明计算第三十六页，共54页。三、单位容量法2、灯具容量及数量选取P—室内所需灯具总功率（灯具总容量），W；P0—室内单位面积灯具功率(灯具单位容量)，WEa—室内平均照度，lx进而可计算得到所需灯具数量：n＝P/P单第七章建筑照明设计——7.5照明计算第三十七页，共54页。例7.3：某办公室面积为6×10m2、高3.8m，工作面高度0.8m，灯具悬挂高度3m，选用2×40W双管普通荧光灯，规定照度100lx。试确定照明器的数量。解：灯具计算高度h＝3.8－0.8＝3m室空间比RCR＝4查表得P0＝0.0496灯具容量P＝P0EaS＝297.6W灯具数量n＝P/80＝3.7选用4套。第七章建筑照明设计——7.5照明计算第三十八页，共54页。7.6建筑照明设计原则和程序第七章建筑照明设计——7.6建筑照明设计原则和程序一、照明设计原则和任务1、照明设计原则实用、经济、安全、美观。2、照明设计主要任务（内容）确定合理的照明种类和照明方式；选择照明光源和灯具，确定灯具布置方案；进行必要的照度计算和负荷计算；选择计算照明设备和线路；绘制照明系统布置图等。第三十九页，共54页。二、照明设计步骤（1）了解建设单位使用要求；（2）收集有关技术资料和技术标准；（3）确定照度标准；（4）选择灯具、设备、安装方式；（5）进行照度计算，选择灯具功率及测量保护设备；（6）进行配电线路设计；（7）绘制照明平面图和系统图；（8）编制材料总表及工程概预算；（9）编写设计说明书（进线方式、主要设备、材料规格等）。第七章建筑照明设计——7.6建筑照明设计原则和程序第四十页，共54页。三、照明设计要求1、平面布灯要求较大房间一般均匀布灯，可采用正方形、矩形或菱形等形式。边灯距墙距离为相邻灯距的一半。2、灯具高度及距离要求灯具中心水平距离S和灯具垂直高度(计算高度)h的比值称为灯具距高比，要选择合适的距高比。S/h值越小，照度均匀性越好，但经济性越差；S/h值越大，经济性越好，但照度均匀性越差。第七章建筑照明设计——7.6建筑照明设计原则和程序第四十一页，共54页。三、照明设计要求3、每一回路灯具数量要求每一单相照明回路电流不宜超过16A，所接光源数不宜超过25个；连接组合灯具时，每一单相照明回路电流不宜超过25A，所接光源数不宜超过60个；连接建筑物轮廓装饰灯时，每一单相照明回路电流不宜超过30A，所接光源数不宜超过100个。第七章建筑照明设计——7.6建筑照明设计原则和程序第四十二页，共54页。三、照明设计要求4、对插座要求一个房间的插座宜由一个回路配电，插座回路不宜和照明回路接在同一回路中。

民用建筑中求插座计算负荷时，每个插座负荷按100W计。求房间总计算负荷时，按下表选择插座需要系数：插座数量/个45678910需要系数Kx10.90.80.70.650.60.6插座容量计算时的需要系数第七章建筑照明设计——7.6建筑照明设计原则和程序第四十三页，共54页。三、照明设计要求5、照明计算负荷（1）灯具功率：白炽灯功率因数为1，荧光灯带功率补偿时功率因数为0.95、不带功率补偿时功率因数为0.5。

（2）灯具需要系数：照明灯具的需要系数均为1。（3）插座需要系数：按上表选择。第七章建筑照明设计——7.6建筑照明设计原则和程序第四十四页，共54页。第七章建筑照明设计——7.7建筑室内外照明设计一、室内照明设计1、住宅照明设计参见P183—1857.7建筑室内外照明设计2、办公楼照明设计参见P185—1873、商业照明设计参见P187—190第四十五页，共54页。第七章建筑照明设计——7.7建筑室内外照明设计二、室外照明设计1、一般照明设计参见P190—1912、道路照明设计参见P191—1923、特种照明设计参见P192—193第四十六页，共54页。1、照明配电箱照明配电箱源自本楼总配电箱或楼层配电箱，一般设置在入口处承重墙上（各层宜在同一方位），箱内设有照明、插座、空调等支路断路器，插座回路应设置