建筑光学2

第3章建筑照明2.3.1人工光源的光特性2.3.1.1热辐射光源(1)白炽灯(2)卤钨灯2.3.1.2气体放电光源(1)荧光灯(2)荧光高压汞灯(3)金属卤化物灯(4)钠灯(5)氙灯(6)节能型荧光灯(紧凑型荧光灯)2.3.1.2固体发光光源（1）LED(lightemittingdiode)（发光二极管）色表分组色表特征相关色温(K)适用场所举例Ⅰ暖＜3300客房、卧室等Ⅱ中间3300～5300办公室、图书馆等Ⅲ冷＞5300高照度水平或白天需补充自然光的房间光源的色表分组光源的色温:当光源的颜色和一完全辐射体(黑体)在某一温度下发出的光色相同时,完全辐射体的温度就叫作光源的色温.(K)显色指数分组一般显色指数(Ra)适用场所举例ⅠRa≥80客房、卧室、绘图室等辨色要求很高的场所Ⅱ60≤Ra＜80办公室、休息室等辨色要求较高的场所Ⅲ40≤Ra＜60行李房等辨色要求一般的场所ⅣRa＜40库房等辨色要求不高的场所光源显色指数分组与实用场所运动场地彩电转播用光源一般显色指数Ra不应小于65。光源的显色指数：物体在待测光源下的颜色和它在参照光源下颜色相比的符合程度叫作光源的显色指数。钠灯利用钠蒸气放电产生可见光的电光源。钠灯又分低压钠灯和高压钠灯。低压钠灯的工作蒸气压不超过几个帕。低压钠灯的放电辐射集中在589.0纳米和589.6纳米的两条谱线上，它们非常接近人眼视觉曲线的最高值（555纳米），故其发光效率极高，目前已达到200流每瓦（lm／W），成为各种电光源中发光效率最高的节能型光源。高压钠灯的工作蒸气压大于0.01兆帕。高压钠灯是针对低压钠灯单色性太强，显色性很差，放电管过长等缺点而研制的。高压钠灯又分普通型（标准型），其发光效率为130lm／W，显色指数Ra＝25；改进型，其发光效率为75lm／W，显色指数Ra＝60；高显色型，其发光效率为45～60lm／W，显色指数Ra＝80～85。产生的是黄光。氙灯利用氙气放电而发光的电光源。由于灯内放电物质是惰性气体氙气，其激发电位和电离电位相差较小①辐射光谱能量分布与日光相接近,色温约为6000K。②连续光谱部分的光谱分布几乎与灯输入功率变化无关，在寿命期内光谱能量分布也几乎不变。③灯的光、电参数一致性好，工作状态受外界条件变化的影响小。④灯一经燃点，几乎是瞬时即可达到稳定的光输出；灯灭后，可瞬时再燃点。⑤灯的光效较低，电位梯度较小。LED发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。2.3.2灯具2.3.2.1灯具的光特性（1）配光曲线(定义参见教材P265)配光曲线上的每一点，表示灯具在该方向上的发光强度。（2）遮光角：光源最边缘的一点和灯具出口的连线与通过裸光源发光中心的水平线之间的夹角。(参见教材P266图9-14)(3)灯具效率:在规定条件下测得的灯具发射光通（流明）与灯具内的全部光源按规定条件点燃时发射的总光通之比。2.3.2.2灯具分类及其实用场合(参见教材P267表9-10)国际照明委员会按光通量在上、下半球的分布将灯具划分为五类：（1）直接型灯具（2）半直接型灯具（3）扩散型灯具（4）半间接型灯具（5）间接型灯具2.3.3室内工作照明设计2.3.3.1照明方式：照明设备按其安装部位或使用功能而构成的基本制式。一般照明：不考虑特殊部位的需要，为照亮整个场地而设置的照明方式。分区一般照明：根据需要，提高特定区域照度的一般照明方式。局部照明：为满足某些部位（通常限定在很小的范围之内，如工作面）的特殊需要而设置的照明方式。混合照明：由一般照明与局部照明组成的照明。正常照明:永久安装着的人工照明。应急照明:因正常照明的电源发生故障而启用的照明，也称事故照明疏散照明:作为应急照明的一部分，用以确保安全出口通道能被有效地辨认和应用，使人们安全撤离建筑物。安全照明：作为应急照明的一部分，用以确保处于潜在危险之中的人员安全。备用照明：作为应急照明的一部分，用以确保正常活动继续进行。高杆照明：一组灯具安装在高度大于20m（含20m的灯杆上进行大面积照明的一种方式警卫照明、障碍照明、按下列要求确定照明方式：1、工作场所通常应设置一般照明；2、同一场所内的不同区域有不同照度要求时，应采用分区一般照明；3、对于部分作业面照度要求较高，只采用一般照明不合理的场所，宜采用混合照明；4、在一个工作场所内不应只采用局部照明。按下列要求确定照明种类：1工作场所均应设置正常照明2工作场所下列情况应设置应急照明；1）正常照明因故障熄灭后，需确保正常工作或活动继续进行的场所，应设置备用照明；2）正常照明因故障熄灭后，需确保人员安全疏散的出口和通道，应设置疏散照明。3大面积场所宜设置值班照明。4有警戒任务的场所，应根据警戒范围的要求设置警卫照明。5有危及航行安全的建筑物、构筑物上，应根据航行要求设置障碍照明。2.3.4照明光源选择照明设计时可按下列条件选择光源：1、高度较低房间，如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产车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、紧凑型荧光灯或小功率的金属卤化物灯；3、高度较高的工业厂房，应按照生产使用要求，采用金属卤化物灯或高压钠灯，亦可采用大功率细管径荧光灯；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；在特殊情况下需采用时，其额定功率不应超过1OOW。下列工作场所可采用白炽灯：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。应急照明应选用能快速点燃的光源。应根据识别颜色要求和场所特点，选用相应显色指数的光源。2.3.5照明灯具及其附属装置选择根据照明场所的环境条件，分别选用下列灯具：1在潮湿的场所，应采用相应防护等级的防水灯具或带防水灯头的开敞式灯具；2在有腐蚀性气体或蒸汽的场所，宜采用防腐蚀密闭式灯具。若采用开敞式灯具，各部分应有防腐蚀或防水措施；3在高温场所，宜采用散热性能好、耐高温的灯具；4在有尘埃的场所，应按防尘的相应防护等级选择适宜的灯具；5在装有锻锤、大型桥式吊车等振动、摆动较大场所使用的灯具，应有防振和防脱落措施；6在易受机械损伤、光源自行脱落可能造成人员伤害或财物损失的场所使用的灯具，应有防护措施；7在有爆炸或火灾危险场所使用的灯具，应符合国家现行相关标准和规范的有关规定；8在有洁净要求的场所，应采用不易积尘、易于擦拭的洁净灯具；9在需防止紫外线照射的场所，应采用隔紫灯具或无紫光源。直接安装在可燃材料表面的灯具，应采用标有F标志的灯具。照明设计时按下列原则选择镇流器：1自镇流荧光灯应配用电子镇流器；2直管形荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器；3高压钠灯、金属卤化物灯应配用节能型电感镇流器；在电压偏差较大的场所，宜配用恒功率镇流器；功率较小者可配用电子镇流器；4采用的镇流器应符合该产品的国家能效标准。高强度气体放电灯的触发器与光源的安装距离应符合产品的要求。2.3.6照明数量和质量2.3.6.1照度1、照度标准值应按0．5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、50001x分级2、照度值均为作业面或参考平面上的维持平均照度值。3、符合下列条件之一及以上时，作业面或参考平面的照度，可按照度标准值分级提高一级。（1）视觉要求高的精细作业场所，眼睛至识别对象的距离大于500mm时；（2）连续长时间紧张的视觉作业，对视觉器官有不良影响时；（3）识别移动对象，要求识别时间短促而辨认困难时；（4）视觉作业对操作安全有重要影响时；（5）识别对象亮度对比小于0．3时；（6）作业精度要求较高，且产生差错会造成很大损失时；（7）视觉能力低于正常能力时；（8）建筑等级和功能要求高时。4、符合下列条件之一及以上时，作业面或参考平面的照度，可按照度标准值分级降低一级。（1）进行很短时间的作业时；（2）作业精度或速度无关紧要时；（3）建筑等级和功能要求较低时。5、作业面邻近周围的照度可低于作业面照度，但不宜低于表4.1.5的数值在一般情况下，设计照度值与照度标准值相比较，可有—10％—+10％的偏差。2.3.6.2照度均匀度1、公共建筑的工作房间和工业建筑作业区域内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、在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：（1）场地垂直照度最小值与最大值之比不宜小于0．4；（2）场地平均垂直照度与平均水平照度之比不宜小于0．25；（3）场地水平照度最小值与最大值之比不宜小于0．5；（4）观众席前排的垂直照度不宜小于场地垂直照度的0．25。2.3.6.3眩光限制1、直接型灯具的遮光角不应小于表4.3.1的规定2.3.6.4光源颜色1、室内照明光源色表可按其相关色温分为三组，光源色表分组宜按表4.4.1确定。2、长期工作或停留的房间或场所，照明光源的显色指数（Ra）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80，但必须能够辨别安全色。2.3.7照明标准值1、居住建筑照明标准值宜符合表5.1.1的规定。2、图书馆建筑照明标准值应符合表5.2.1的规定。3、办公建筑照明标准值应符合表5.2.2的规定。4、工业建筑一般照明标准值应符合表5.3.1的规定。6照明节能6．1照明功率密度值1、居住建筑每户照明功率密度值不宜大于表6．1．1的规定。当房间或场所的照度值高于或低于本表规定的对应照度值时，其照明功率密度值应按比例提高或折减。2、学校建筑照明功率密度值不应大干表6．1．6的规定。当房间或场所的照度值高子或低于本表规定的对应照度值时，其照明功率密度值应按比例提高或折减。6.2充分利用天然光1、房间的采光系数或采光窗地面积比应符合《建筑采光设计标准》GB／T50033的规定。2、有条件时，宜随室外天然光的变化自动调节人工照明照度。3、有条件时，宜利用各种导光和反光装置将天然光引入室内进行照明。4、有条件时，宜利用太阳能作为照明能源。2.3.8照明控制1公共建筑和工业建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明，宜采用集中控制，并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施。2体育馆、影剧院、候机厅、候车厅等公共场所应采用集中控制，并按需要采取调光或降低照度的控制措施。3旅馆的每间(套)客房应设置节能控制型总开关。4居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明，除应急照明外，宜采用节能自熄开关。5每个照明开关所控光源数不宜太多。每个房间灯的开关数不宜少于2个(只设置1只光源的除外)。6房间或场所装设有两列或多列灯具时，宜按下列方式分组控制：（1）所控灯列与侧窗平行；（2）生产场所按车间、工段或工序分（3）电化教室、会议厅、多功能厅、报告厅等场所，按靠近或远离讲台分组。7有条件的场所，宜采用下列控制方式：（1）天然采光良好的场所，按该场所照度自动开关灯或调光；（2）个人使用的办公室，采用人体感应或动静感应等方式自动开关灯；（3）旅馆的门厅、电梯大堂和客房层走廊等场所，采用夜间定时降低照度的自动调光装置；（4）大中型建筑，按具体条件采用集中或集散的、多功能或单一功能的自动控制系统2.3.3.4照明设计举例图书馆建筑照明设计应符合下列要求：一、存放或阅读善本书、舆图、图件等珍贵资