建筑照明设计FAN



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1、第 7 7 章建筑照明设计(lighting design of buildings)7.2 第第7 7章章 建筑照明设计建筑照明设计7.1 基本概念7.4 7.3 7.5 7.6 7.7 本章要求:本章要求:理解光源的度量与单位;灯具布置和要求;掌握常见的电光源的特性参数与选择;照明灯具的主要特性和照明质量的衡量指标;掌握照明计算中的利用系数法。第第7 7章章 建筑照明设计建筑照明设计 照明分为自然照明(天然采光)和人工照明两大类。电气照明由于具有灯光稳定,易于控制、调节及安全、经济等优点,而成为现代人工照明中应用最为广泛的一种照明方式。 电气照明在人们的生活和工作中是不可缺少的,良好的照明
2、度对提高工作效率、保证安全生产和保护人们的视力等方面都有重要的作用。 随着现代化科学技术的发展,各种新型光源越来越广泛地应用于各种民用建筑之中,为现代人们的生活带来无穷乐趣。但各种不合理的电气照明设计,也给人们日常生活带来诸多不便,被现今人们称之为“光污染”。因此了解电气照明的基本概念,掌握基本设计知识和方法,合理的设计电气照明,对于建筑电气设计人员来说是非常重要的。 照明设计,特别是现代高层建筑的电气照明设计,与装饰工程有着密切韵关系,它不仅应用光学和电学方面的知识,还涉及建筑学、生理学和美学等方面,是一门综合性的技术。 7.1 7.1 基基 本本 概概 念念7.1.1 光源的度量与单位(1
3、)光通量()人眼所感觉到的光是电磁波谱中很窄的一部分,它的波长范围约在380760nm之间,这段波长的电磁波称为可见光;波长在10380nm之间的光称紫外光;波长在78034000nm之间的光称为红外线,也称红外光。 一个光源不断地向周围辐射能量,在辐射的能量中,有一部分能量使人的视觉产生光的感觉。 光通量:光源在单位时间内,向周围空间辐射的使视觉产生光感觉的能量的总和,用表示,单位是流明(lm)。680 ( )VP一波长为 的光谱光效率函数;( )VP一光辐射功率,W; 常用光源的光通量光源种类光通量(lm)光源种类光通量(lm)光源种类光通量(lm)光源种类光通量(lm)太阳3.91028
4、钠灯100w9000荧光灯20w930汞灯400w9200月亮81016白炽灯100w1038荧光灯40w2200汞灯750w22500蜡烛11.3白炽灯1KW15810荧光灯100w5000荧光汞灯400w21000卤钨灯500w9750电石灯11.3汞灯250w4900荧光汞灯1000w52500(2)发光强度(光强) (I) 由于辐射发光体在空间发出的光通量不均匀,大小也不相等,例如:同一个光源有、无灯罩被照面所得到效果是不同的,故为了表示辐射体在不同方向上光通量分布特性,需引进光通量的角密度概念,即发光强度,简称光强。 用符号I表示,单位是坎德拉(cd)。 发光强度:指光源在某一特定方
5、向上单位立体角(单位球面度)内的光通量。反映发光强弱的一个物理量。/Iddw式中: d光源在d立体角内所辐射出的光通量(lm); d微小立体角(sr),等于与之对应的封闭圆锥面面积s与该球面半径r2比值。 I = d/d 1cd = 1lm/sr光源=S/rI=/ (3)照度 照度是表示物体被照亮的程度的物理量。 当光通量投射到物体表面时,可以把表面照亮,照度就是照射到物体表面的光通量与物体表面面积S的比值,即E=/S 照度的单位是勒克斯(lx),面积的单位是平方米(m2)。 若被照面积是1m2,照射的光通量是1lm,则被照面上的照度就是1lx。自然光的照度估计晴天太阳直射下100000lx晴
6、天时背阴处10000lx晴天时室内北窗附近2000lx晴天时室内中央200lx晴天时室内角落20lx月夜0.2lx一般人在0.1lx能看见附近的东西,在满月晴空的月光下为0.2lx,510lx看一般书籍比较困难,建筑和市政工程电气设计规范中规定最低照度标准:一级公路为25lx;二级公路为15lx。2000lx时看东西最清楚,不易疲劳。(4)亮度(La)亮度是一个单位表面在某一方向上的光强密度,它等于该方向上的发光强度和此方位所看到发光面面积之比,用L表示,单位为坎德拉每平方米(cdm2),也称尼特(nt)。亮度(La):直接对人眼引起感觉的光量之一,被视物表面向视线方向发出的发光强度,关系式:
7、亮度与被视物的发光或反光面积以及反光程度有关。 /cosaaLISSaLaI0I发光面亮度示意图 光通量、发光强度、照度 和亮度示意图光通量说明发光体发出的光能数量。发光强度是表明发光体在某方向发出的光通量密度,它表征了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。亮度表示发光体单位表面积上的发光强度,它表征了一个物体的明亮程度。7.1.2 光与视角(1)光与视觉 a.光:能引起视觉的辐射能。 b.视觉:人们观看物体明亮、形体、颜色等综合感觉。人眼睛能否清楚地识别物体,与下列条件有关: 物体的明亮程度及其背景的亮度对比; 物体的颜色、色对比以及光的颜色; 物
8、体的大小和视距的视角大小; 观察时间的长短。2)视功能及术语A 视力:表明眼睛能识别细小物体程度的尺度。 两个点若处在刚刚能识别出来的时候,那么这两点到眼睛的连线的夹角称为视角。 其倒数1/即为视力。B 眩光: 过高的亮度或强烈的亮度对比,则会引起眼睛的不舒适,而造成视力下降。产生眩光的主要原因是:周围暗,此时眼睛能适应的亮度很低;光源的亮度高;光源靠近视线;光源的表观面积和数量。 3) 视力的适应:视力的适应:在照明条件急剧变化的情况下,视觉过程需要适应。明适应:从黑暗中进入明亮的环境时,眼睛需2min恢复视力。暗适应:从明亮处进入暗的环境时,需要30-40min恢复视力。(2)明视照明的基
9、本条件良好的光环境使人具有舒适感,反之,在恶劣的照明条件下会使人感到不适,长时间后还会引起视觉疲劳和全身疲劳,良好的明视需要具备以下几个方面的条件:合理的照度水平,并具有一定的均匀度;适宜的亮度分布;必要的显色性;限制眩光作用。 合理的照度水平,并具有一定的均匀度照度是决定物体明亮程度的间接指标(直接指标为亮度),用它来评价工作方面上的光线是否充足比用亮度要方便得多。因此在一般场合以照度水平作为照明质量最基本的技术指标之一。由于在影响视力的因素方面,最重要的是被识别物体的尺寸和它同背景亮度的对比程度,所以通常按照这两个指标把视觉工作分成若干等级。 把视觉工作分为粗糙、中等、精密、高度精密、极精
10、密、特别精密等; 把亮度对比分为大、中、小等,然后规定出对每个等级的照度要求。 工厂照度标准为工业企业照明设计标准( GB50034-92)规定的是最低照度值; 民用建筑照度标准为建筑电气设计标准(GB50034-2013)规定的是平均照度值。 室外作业场地照明设计标准 GB50582-2010 城市道路照明设计标准 CJJ45-2006 城市夜景照明设计规范JGJ/T 163-2008现行照明设计标准建筑电气设计技术规程GB50034-2013) 为了减轻眼睛对于照明条件的频繁适应所造成的视觉疲劳,室内照度的分布应该具有一定的均匀度:工作区照度均匀度不低于工作区照度均匀度不低于0.6非工作区
11、照度不低于工作区的非工作区照度不低于工作区的1/5O最低照度Emin均匀度U平均照度Eav 要创造一个良好的、舒适的光环境,室内的亮度就需要有适宜的分布。对于一般的明视照明,通常是以适宜的亮度对比和正确选择墙面与顶棚的反射系数,作为设计应达到的要求。 一般推荐: 视觉作业亮度与视觉作业相邻环境的亮度比为3:1; 顶棚上的照度为水平照度的0.3-0.9,墙面的照度为水平照度的0.5-0.8; 一般高度的房间以及采用嵌入式灯具时,顶棚的反射系数应大于70%; 照度很高的房间,墙面的反射系数可在40%-60%之间,地面的反射系数可在20%-30%之间。 适宜的亮度分布 在视觉作业时,还应根据辨别颜色