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1、建筑室内外环境不仅夜间需要人工照明，而且某些场合(如无窗室内及地下空间)，白天也 需依靠人工照明。另外，在室内某些采光不足的区域，也需要辅助以人工照明来获得合理 的照度，改善照度均匀度。照明设计不仅要满足生活、工作等视觉功能的要求，而且应充 分发挥照明设施的装饰作用和光的艺术表现力。这种装饰作用不仅表现在灯具本身的点缀 和美化作用上，而且通过照明器与室内外装修构造与色彩的有机结合，通过不同的照明构 图和光的空间分布，可形成不同的光环境艺术效果。 一、常用照明光源的种类、特性与使用场所(一)人工光源的种类常用人工光源的种类见表 26。(二)人工光源主要技术性能指标和使用场所(1)光通量：表示光源
2、的发光能力，单位是流明(1m)。据光通量大小可以将光源分为高、中、低三类。高的大于100001m，中等的为 3000100001m，低的小于 30001m。(2)发光效率：简称光效，指光源的光通量与其所消耗的电功率之比，单位是流明/瓦(1m/W)。(3)寿命：电光源的使用时间，单位为小时(h)。(4)平均亮度：光源亮度的平均值，单位为亮度单位坎德拉(cd)(5)光源色：人们感觉到的光源的颜色，以色温或相关色温表示，单位是开尔文(K)。光源色分类及适用场所见表27。(6)显色指数：长期工作或停留的房间或场所，照明光源的显色指数不宜小于 80，在灯具安装高度大于 6m 的工业建筑场所，Ra 可低于
3、 80，但必须能够辨别安全色。光源显色指数及适用场所见表 28。常用人工光源的基本参数及使用场所见表 29。二、灯具的光特性与分类灯具是光源、灯罩及其附件的总称，又称照明器。灯具能改变光源光通量的空间分布或光谱分布。灯具可以以其美观的造型成为装饰物。它还可起到避免眩光、保护视觉的作用。灯具还有防尘、防潮、隔离保护的作用。(一)灯具的光特性1.灯具效率灯具效率指灯具发出的光通量与光源发出的总光通量之比。灯具效率与灯具的材料、形状及清洁程度等有关。灯具的效率越高，节能效果越好，通常灯具效率不应低于 55%。各种灯具的效率见表 210。2.配光曲线与空间等照度曲线若把灯具各方向的发光强度以极坐标形式
4、绘制在平面上，既是灯具的配光曲线。它表示灯具发光强度的空间分布状态。通常配光曲线均按照光源发出 1000lm 光通量来绘制。当实际的光通量 不是 10001m 时，应乘以修正系数 /1000。灯具的配光曲线示例见图 2-16。灯具的空间等照度曲线也是按灯具发出的光通量为 10001m 绘制的，按照灯到计算点的悬挂高度和灯到计算点的水平距离从图上查出相应的照度值，再乘以声 /1000 就得出计算点的照度值。3.遮光角(保护角)光源下端和灯具下端的连线与水平线的夹角，称为遮光角，如图 217 所示。具有一定遮光角的灯具可以有效地控制眩光。若灯具与眼睛的连线与水平面的夹角小于遮光角时，则眼睛看不到光
5、源。一般灯具的遮光角要求在 15o30o 之间。(二)灯具的分类灯具可以分为装饰性灯具和功能性灯具两大类。国际照明学会按光通量在空间上、下半球的分布将灯具分为以下几类：1.直接型灯具其上半球的光通量占 0%一 10%，下半球占 90%一 100%(见图 218)。这种灯具效率很高，一般可达 80%以上，且室内表面的反射比对照度的影响较小，设备投资与维护使用费也小。缺点是顶棚暗，易形成眩光，阴影浓重。当工作面受几个光源同时照射时，易造成重叠阴影。2.半直接型这类灯具具有 60%90%的光通量向下方射出，灯具效率较高。由于有 10%40%的光通量向上方射出，因此顶棚较亮，改善了室内亮度分布(图 2
6、-19)，所造成的阴影也稍淡。3.扩散型这类灯具向上下空间射出的光通量大致相等，各占总光通量的 40%一 60%，使室内具有良好的亮度分布，并避免眩光的产生(图 2-20)。4.半间接型这类灯具在上半部分辐射的光通量约占 60%90%，将顶棚作为主要照射面，增加了室内反射光的比例，使房间光线柔和、均匀，不易形成眩光(图 2-21)。5.间接型灯具这类灯具有 90%100%的光通量射向上方，向下方辐射的只有不到 10%，光线扩散性很好，柔和而均匀，室内基本无阴影，完全避免了眩光的影响。但光通量利用率很低，室内表面光反射比对照度影响较大，设备投资及维护费用较高(图2-22)。2.照明质量照明质量包
7、括一切有利于视功能及舒适感，易于观看和安全美观的亮度分布。眩光、颜色、均匀度、方向性、扩散、亮度和亮度对比都影响视度和观看的能力，因此是与照明质量有关的因素，都应在照明设计时予以考虑。(1)照度均匀度：照度均匀度指室内最低照度与平均照度之比1)公共建筑的工作房间和工业建筑作业区域的一般照明照度均匀度，不应小于 0.7，而作业面邻近周围的照度均匀度不应小于 0.5;2)房间或场所内的通道和其他非作业区域的一般照明的照度值不宜低于作业区域一般照明照度值的 1/3;3)有彩电转播要求的体育场馆，其主摄像方向上的照明应符合下列要求：(a)场地垂直照度最小值与最大值之比不宜小于 0.4;(b)场地平均垂
8、直照度与平均水平照度之比不宜小于 0.25;(c)场地水平照度最小值与最大值之比不宜小于 0.5;(d)观众席前排的垂直照度不宜小于场地垂直照度的 0.25。(2)眩光限制眩光是在视野内形成干扰视觉或使视觉不舒适或产生疲劳的高亮度。按照它形成的原因可分为直接眩光、反射眩光及光幕反射三类，在照明设计时应加以限制。1)直接眩光限制在建筑照明设计标准附录 A 中，对公共建筑和工业建筑常用房间或场所的不舒适眩光彩用统一眩光值(UGR)来评价。UGR 与背景亮度、观察者方向的每个灯具的亮度，每个灯具发光部分对观察者眼睛所形成的立体角以及每个单独灯具的位置指数有关。表 212 给出一些建筑 UGR 值示例
9、。室内一般照明控制直接眩光的方法是限制灯具的亮度。对于直接型灯具，为了限制直接眩光，照明设计标准对其最大遮光角提出要求，如表 213 所示。增大眩光源的仰角，即提高灯具的悬挂高度，也是限制直接眩光的方法之一。2)反射眩光的限制可用下列方法减少人工照明产生的反射眩光：(a)降低光源亮度，选用低亮度光源或在灯具内使用适当的遮光或扩散材料;(b)改变灯具或工作面的相对位置，使镜面反射光不射人眼睛;(c)提高环境照度，使引起反射的光源在识别物上形成的照度在总照度中所占的比例减少;(d)改变工作表面的反光特性，减弱镜面反射引起的反射眩光。3)光幕反射控制 光幕反射是在视觉作业中由于镜面反射与漫反射重叠出
10、现的现象，将引起视度下降。减弱光幕反射的措施有：(a)使视觉作业与工作场所的表面为无光泽表面;(b)减少来自干扰区的光，通过增加干扰区外的光来增加有效照度;(c)尽量使光线从侧面来，以减少光带反射。采用具有合理配光的灯具，可减少光幕反射。例如，具有蝙蝠翼配光曲线的灯具引起的光幕反射最小，具有余弦配光曲线的灯具次之，而直接型灯具最易引起光幕反射。(3)光源颜色室内照明设计可从光源色和物体色两方面来考虑颜色问题，不同光源的相关色温不同，将给人们以不同的冷暖感觉。1)色温照明光源的色表分组可按表 214(详见建筑照明设计标准的表 4.4.1)选取。2)显色性照明光源的一般显色指标 Ra 可按建筑照明
11、设计标准的第五章的规定选取。表 2-15 给出体育建筑照明质量标准值。表中的 GR 指眩光值。它是度量室外体育场和其他室外场地照明装置对人眼所引起的不舒适感主观反应的心理参量。其计算参看建筑照明设计标准附录 B。设计时选用光源的颜色应与室内表面的配色相协调，不应违背色彩调和的原则(可参考建筑设计资料集工中的第六部分)。(4)反射比为了使室内获得良好的亮度分布，改善照明均匀度，室内各界面材料的光反射比，可按表 216 选取。(二)照明设计标准中其他应注意的事项1.应急照明我国住宅建筑规范(GB 50368-2005)规定，10 层及 10 层以上住宅建筑的楼梯间、电梯间及其前室应设置应急照明。建
12、筑照明设计标准中对于设置应急照明的照度作出了相应的规定：(1)疏散通道的疏散照明的照度值不低于 0.51x;(2)安全照明的照度值不低于该场所一般照明照度值的 5%;(3)备用照明的照度值除另有规定外，不低于该场所一般照明照度值的 10%。2.光源与灯具的选择(1)高度较低的房间，宜采用细管径直管形荧光灯;(2)商店营业厅宜采用细管径直管形荧光灯、紧凑型荧光盯或小功率的金属卤化物灯;(3)高度较高的工业厂房，可采用金属卤化物灯或高压钠灯，亦可采用大功率细管径灯;(4)一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯，不应采用自镇流荧光高压汞灯;(5)一般情况下，室内外照明不应采用普通照明白炽灯;(6)下列场所
13、可采用白炽灯：1)要求瞬时启动和连续调光的场所，使用其他光源技术经济不合理时;2)对防止电磁辐射干扰要求严格的场所;3)开关灯频繁的场所;4)照度要求不高，且照明时间较短的场所;5)对装饰有特殊要求的场所。3.其他特殊场合的照明注意事项(1)图书馆书库的照明，尤其是存放珍贵资料处，应选用含紫外线少或无紫外线辐射的光源;(2)餐厅及卧室的照明宜选用低色温光源;(3)设计教室照明时，应将荧光灯管的长轴垂直于黑板布置，以减少直接眩光的干扰。五、照明计算当明确了照明设计的要求，选择了合适的照明方式，确定了所需的照度和各种照明质量要求，选择了相应的光源和灯具类型之后，就要通过照明计算来确定所需的光源功率
14、，或按照已预定的功率来核算室内平均照度及某些特殊工作面的照度是否符合标准。(一)利用系数照度计算中常用利用系数法来计算。利用系数 U 定义为：式中 U利用系数，无量纲;n投射到工作面上的有效光通量，1m，n=d+，此处，d 为由灯具直接射到工作面的直射光 通量; 为灯具发出的光经过室内其他表面的反射而到达工作面的反射光通量N灯具的数量;一个灯具内光源发出的光通量，lm。灯具的利用系数表示有效光通量 n 与照明设施总光通量 N 之比值。(二)照明计算(利用系数法)知道了灯具的利用系数及光源的光通量，就可以依照式(234)来计算出工作面上的平均照度 Eav，以核算是否满足标准的要求。式中 A工作面
15、面积，m2。K维护系数，可查表 217(建筑照明设计标准中的表 4.1.6)。如，白炽灯， 荧光灯用于卧室、办公室、餐厅、阅览室、绘图室时 K=0.75。常用灯具的利用系数，可在各种设计手册中查找。(三)影响利用系数的因素1.灯具的类型直接型灯具由于辐射出的直接到达工作面的光通量 d 较大，因此直接型灯具的利用系数比其他类型的要高2.灯具效率灯具效率越高，灯具利用系数也越大。3.房间尺寸工作面与房间其他表面相比的相对尺寸越大，则其接受光通的机会就越多，利用系数也就越大。层高小，宽度大的房间与层高大，宽度小的房间相比，前者工作面上接受到的直射光通较大，利用系数也较高。4.室内表面的光反射比室内各
16、表面，如顶棚、墙、地板等，它们的光反射比越高，经由这些表面反射至工作面上的光通量就越大，因此，利用系数也越大。六、人工照明节能的一般原则和方法 据统计，我国照明用电占总发电量大约 13 % ，因此，照明节电意义重大。照明节能的前提是不能降低照明质量和标准。为了落实照明节能， 建筑照明设计标准 对居住建筑、办公建筑、商业建筑、旅馆建筑、医院建筑、学校建筑以及工业建筑规定了照明功率密度值，分为现行值和目标值。所谓照明功率密度值( LPD )指的是单位面积上照明安装功率(包括光源、镇流器或变压器)，单位为 W/m2，详见 建筑照明设计标准 第六章。其他照明节能的方法和措施包括：(1)选用发光效率高的光源和灯具及附件。例如，金属卤化物灯的发光效率比普通白炽灯高 6 倍，高压钠灯(标准型)的光效比白炽灯高 10 倍以上。应当在可能的条件下，选用这些光源。北京照明学会在 照明节能措施与方法 中规定：“一般场所照明不宜选用光效低于 55 %的灯具，(2)选
