室内采光与照明

5室内采光与照明本章主要介绍室内采光与照明的基本知识，其中包括采光照明的基本概念与要求、室内采光部位与照明方式、室内照明作用与艺术效果以及建筑照明等内容。本章提要本章内容5.1采光照明的基本概念与要求5.2室内采光部位与照明方式5.3室内照明作用与艺术效果5.4建筑照明5.1采光照明的基本概念与要求光像人们已知的电磁能一样，是一种能的特殊形式，是具有波形运动的电磁辐射的巨大的连续统一体中的很狭小的一部分。可视光的波长范围在380～760nm之间，大于760nm的红外线和小于380nm的紫外线人眼均无法看见。物体有发光体和非发光体两种。光可分为自然光和人工光两大类。5.1.1光的特性与视觉效应人眼对不同波长的可见光，在相同的辐射量时有不同的明暗感觉。人眼的这种视觉特性称为视觉度，并以光通量作为基准单位来衡量。光源在某一方向单位立体角内所发出的光通量叫做光源在该方向的发光强度，单位为坎德拉（cd）。被光照的某一面上其单位面积内所接收的光通量称为照度，单位为勒克斯（lx）。5.1.2照度、光色和亮度5.1.2.1照度光色主要取决于光源的色温（K），并影响室内的气氛。一般色温＜3300K为暖色，3300K＜色温＜5300K为中间色，色温＞5300K为冷色。光源的色温应与照度相适应，即随着照度增加，色温也要相应提高。人工光源的光色，一般以显色指数（Ra）表示，Ra最大值为100，80以上显色性优良；79～50显色性一般；50以下显色性差。常用照明灯具的显色指数见表5.1所示。5.1.2.2光色表5.1常用照明灯具的显色指数（Ra）灯具类型Ra灯具类型Ra白炽灯97高压汞灯20～30卤钨灯95～99高压钠灯20～25白色荧光灯55～85氙灯90~94日光色灯75～94它是表示由被照面的单位面积所反射出来的光通量，也称为发光度，因此与被照面的反射率有关。有许多因素影响亮度的评价，诸如照度、表面特性、视觉、背景、注视的持续时间甚至包括人眼的特性。5.1.2.3亮度眩光与光源的亮度、人的视觉有关。由强光直射人眼而引起的直射眩光，应采取遮挡的办法；对人工光源，避免眩光的办法是降低光源的亮度、移动光源位置和隐蔽光源。当光源处于眩光区之外，即在视平线45°之外，眩光就不严重，遮光灯罩可以隐蔽光源，避免眩光。5.1.3照明的控制5.1.3.1眩光的控制遮挡角与保护角之和为90°，遮挡角的标准各国规定不一，一般为60°～70°，这样保护角为20°～30°。当决定了人的视点和工作面的位置后，就可以找出引起反射眩光的区域，在此区域内不应布置光源。控制整个室内的合理的亮度比例和照度分（1）一般灯具的布置方式①整体照明②局部照明③整体与局部混合照明④成角照明5.1.3.2亮度比的控制（2）照明地带分区①天棚地带常用一般照明或工作照明②周围地带处于经常的视野范围内，照明应特别需要避免眩光，并希望简化。③使用地带使用地带的工作照明是需要的，通常各国颁布有不同工作场所要求的最低照度标准。（3）室内各部分最大允许亮度比①视力作业与附近工作面之比为3∶1②视力作业与周围环境之比为10∶1③光源与背景之比为20∶1④视野范围内最大亮度之比为40∶15.2室内采光部位与照明方式室内采光效果主要取决于采光部位和采光口的面积大小和布置形式，一般分为侧光、高侧光和顶光三种形式。图5.1所示是采光面积相同的侧窗和高侧窗室内照度的比较。5.2.1采光部位与光源类型5.2.1.1采光部位图5.1采光面积相同的侧窗和高侧窗室内照度的比较光源类型可以分为自然光源和人工光源自然光源（或称昼光），是由直射地面的阳人工光源主要有白炽灯、荧光灯、高压放电灯，这些又称为电光源。5.2.1.2光源类型利用不同材料的光学特性，利用材料的透明、不透明、半透明以及不同表面质地制成各种各样的照明设备和照明装置，重新分配照度和亮度，根据不同的需要来改变光的发射方向和性能，是室内照明应该解决的主要问题。照明方式（如图5.2所示）按灯具的散光方式分为以下几种。5.2.2照明方式图5.2不同类型的照明方式(a)间接照明；(b)半间接照明；(c)直接间接照明；(d)(e)半直接照明；(f)宽光束的直接照明；(g)高集光束的下射直接照明由于将光源遮蔽而产生间接照明，把90%～100%的光射向顶棚、穹隆或其他表面，从这些表面再反射至室内。当间接照明紧靠顶棚，几乎可以造成无阴影，上射照明是间接照明的另一种形式，筒形的5.2.2.1间接照明半间接照明是将60%～90%的光线向天棚或墙面上部照射，把天棚作为主要的反射光源，而将10%～40%的光直接照射在工作面上。从天棚反射来的光线趋向于软化阴影和改善亮度比，由于光线直接向下，照明装置的亮度和天棚亮度接近相等。5.2.2.2半间接照明直接间接照明装置是对地面和天棚提供近于相同的照度，即均为40%～60%，而周围光线只有很少，这样就必然在直接眩光区的亮度是低的。这是一种同时具有内部和外部反射灯泡的装置，如某些台灯和落地灯能产生直接间接光和漫射光。5.2.2.3直接间接照明这种照明装置，对所有方向的照明几乎都一样，为了控制眩光，漫射装置圈要大，灯的瓦数上述四种照明，为了避免天棚过亮，下吊的照明装置的上沿至少低于天棚305～460mm。5.2.2.4漫射照明在半直接照明灯具装置中，有60%～90%的光向下直射到工作面上，而其余10%～40%的光则向上照射，由下射照明软化阴影的百分比很少。5.2.2.5半直接照明具有强烈的明暗对比，并可造成有趣生动的阴影，由于其光线直射于目的物，如不用反射灯泡，要产生强的眩光。鹅颈灯和导轨式照明属于这一类。5.2.2.6宽光束的直接照明因高度集中的光束而形成光焦点，可用于突出光的效果和强调重点的作用，它可提供在墙上或其他垂直面上充足的照度，但应防止过高的亮度比。5.2.2.7高集光束的下射直接照明5.3室内照明作用与艺术效果光的亮度和色彩是决定气氛的主要因素。室内的气氛也由于不同的光色而变化。应根据不同气候、环境和建筑的特点要求来确定。5.3.1创造气氛空间的不同效果，可以通过光的作用充分表现出来。可以利用光的作用，来加强希望注意的地方，也可以用来削弱不希望被注意的次要地方，从而进一步使空间得到完善和净化。照明也可以使空间变得实或虚，许多台阶照明及家具的底部照明，使物体和地面“脱离”，形成悬浮的效果，而使空间显得空透和轻盈。5.3.2加强空间感和立体感光和影本身就是一种特殊性质的艺术，当阳光透过树梢，在地面洒下一片光斑，疏疏密密随风变幻，这种艺术魅力是难以用语言表达的。利用各种照明装置，在恰当的部位，以生动的光影效果来丰富室内的空间，既可以表现光为主，也可以表现影为主，还可以光影同时表现。常见在墙面上的扇贝形照明，也可算作光影艺术之一，如图5.3所示。5.3.3光影艺术与装饰照明光影的造型是千变万化的，主要的是在恰当的部位，采用恰当形式表达出恰当的主题思想，来丰富空间的内涵，获得美好的艺术效果。装饰照明是以照明自身的光色造型作为观赏对象，通常利用点光源通过彩色玻璃照射在被照面上，产生各种色彩形状。图5.3墙面上的扇贝形照明及设计方法光既可以是无形的，也可以是有形的，光源可隐藏，灯具却可暴露，有形、无形都是艺术。如某酒吧（如图5.4所示）利用环形玻璃晶体吊灯。室内照明的重点常常选择在天棚上，而且常常结合建筑式样，或结合柱子的部位来达到照明和建筑的统一和谐。常见的天棚照明布置有成片式的、交错式的、井格式的、带状式的、放射式的、围绕中心的重点布置式的等等。5.3.4照明的布置艺术和灯具造型艺术图5.4某酒吧照明5.4建筑照明各种不同的建筑照明方式如图5.5所示。5.4.1窗帘照明将荧光灯管安置在窗帘盒背后，内漆白色以利反光，光源的一部分朝向天棚，一部分向下照在窗帘或墙上，在窗帘顶和天棚之间至少应有254mm空间，窗帘盒把设备和窗帘顶部隐藏起来。图5.5各种不同的建筑照明方式（a)窗帘照明；(b)花檐反光；(c)凹槽口照明；(d)发光墙架；(e)(f)龛孔（下射）照明；(g)泛光照明；(h)发光面板；(i)导轨照明用作整体照明，檐板设在墙和天棚的交接处，至少应有154mm深度，荧光灯板布置在檐板之后，常采用较冷的荧光灯管，这样可以避免任何墙的变色。为了有最好的反射光，面板应涂以无光白色，花檐反光对引人注目的壁画、图画、墙面的质地是最有效的，在低天棚的房间中，特别希望采用，因为它可以给人以天棚高度较高的感觉。5.4.2花檐反光这种槽形装置，通常靠近天棚，使光向上照射，提供全部漫射光线，有时也称为环境照明。由于亮的漫射光引起天棚表面似乎有退远的感觉，使其能创造开敞的效果和平静的气氛，光线柔和。此外，从天棚射来的反射光可以缓和在房间内直接光源热能的集中辐射。不同距离的凹槽口照明布置方式如图5.6所示。5.4.3凹槽口照明图5.6不同距离的凹槽口照明布置方式由墙上伸出的悬架来照明，它布置的位置要比窗帘照明低，并和窗无必然的联系。5.4.4发光墙架任何建筑构件下部底面均可作为底面照明，某些构件下部空间为光源提供了一个遮蔽空间，这种照明方法常用于浴室、厨房、书架、镜子、壁龛和搁板。5.4.5底面照明将光源隐蔽在凹处，这种照明方式包括提供集中照明的嵌板固定装置，可以是圆的、方的或矩形的金属盒，安装在顶棚或墙内。5.4.6龛孔照明加强垂直墙面上照明的过程称为泛光照明，起到柔和质地和阴影的作用。泛光照明有许多不同的方式，如图5.7所示。5.4.7泛光照明图5.7泛光照明的不同方式发光面板可以用在墙上、地面、天棚或某一个独立装饰单元上，它将光源隐蔽在半透明的板后。发光天棚是常用的一种，广泛用于厨房、浴室或其他工作地区，为人们提供一个舒适的无眩光的照明。5.4.8发光面板现代室内也常采用导轨照明，它包括一个凹槽或装在面上的电缆槽，灯具支架就附在上面，布置在轨道内的圆辊可以很自由地转动，轨道可以连接或分段处理，做成不同的形状。这种灯能用于强调或平化质地和色彩，主要决定于灯的所在位置和角度。要保持其效果最好，安装距离见表5.2。5.4.9导轨照明表5.2轨道灯的安装距离天棚高（mm）轨道灯离墙距离（mm）2290～2740610～9102740～3350910～12203350～39601220～1520