一、前言
電光源自19世紀(jì)80年代發(fā)明以來,,至今已有100多年的歷史,。人類社會(huì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,,使電光源技術(shù)獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,,配合各種光源的使用,產(chǎn)生了造型多姿多彩,,風(fēng)格各異的燈具,,為照明設(shè)計(jì)提供了廣闊的發(fā)揮空間,。今天的人工照明己不是單一的燈光,而是多種電器照明媒體與環(huán)境裝飾緊密結(jié)合,,形成了一門電氣裝飾綜合藝術(shù),。 近年來,裝飾與藝術(shù)照明在建筑中的美化作用與日俱增,,燈光不僅為人們的工作,、學(xué)習(xí)和生活提供良好的視覺條件,體現(xiàn)出一定的風(fēng)格,,增加建筑藝術(shù)的美感,,使環(huán)境空間更加符合人們的心理和生理上的需求,從而得到美的享受和心理平衡,。 現(xiàn)代建筑物不僅注重室內(nèi)空間的構(gòu)成要素,,更為重視的是電氣對(duì)室內(nèi)空間環(huán)境的美學(xué)效果及由此對(duì)人們所產(chǎn)生的心理效應(yīng)。因此一切居住,、娛樂,、社交場所的照明設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是藝術(shù)主題和視覺的舒適性,電光源的迅速發(fā)展,,使現(xiàn)代設(shè)計(jì)不但能提供良好的光照條件,,而且在此基礎(chǔ)上可利用光的表現(xiàn)力對(duì)室內(nèi)空間進(jìn)行藝術(shù)加工,從而共同創(chuàng)造現(xiàn)代生活的文明,。 不同的國家,,不同的人們在不同的時(shí)期,由于生活習(xí)慣,、經(jīng)濟(jì)文化和環(huán)境的差異,,人們對(duì)照明的要求是不同的,產(chǎn)生了不同的照明設(shè)計(jì)風(fēng)格和手法,。所以照明設(shè)計(jì)同時(shí)要考慮上述情況,,再結(jié)合當(dāng)時(shí)的光源、燈具以及使用環(huán)境等因素考慮,。 二,、光 1、光的知識(shí) 光是以電磁波的形式傳播的,,光源是能被人們的眼睛所感受到的電磁波,,其波長范圍380nm-780nm(nm:納米,長度單位1nm=10-9m),,長于 780nm的為紅外線,、無線電等,短于380nm的為紫外線、X射線,、宇宙射線等,。可見光部分又分為解成紅光,、黃光,、橙光、綠光,、青光,、藍(lán)光、紫光等七種基本單色光,。 光和其它所有的電磁輻射一樣,,在真空中以每秒30萬千米的速度沿直線傳播。當(dāng)光通過某種物質(zhì)時(shí)如水或空氣,,其傳播速度會(huì)減慢,。光在真空中的速度和在媒質(zhì)中的速度比值稱為該媒質(zhì)的折射率,在折射率不同的兩種媒質(zhì)的界面上,,入射光線產(chǎn)生折射與發(fā)射現(xiàn)象,。另外光在傳播過程中還會(huì)產(chǎn)生散射,漫反射,、漫透射現(xiàn)象等等,。 2、光的度量單位: (1)光通量:光源單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光量稱為光通量,,符號(hào)為φ,,單位是流明(Lm)。光通量與能量輻射的關(guān)系為φ=∫780380㎞φe•入VI入•d入 式中:Km最大光譜光效能,,是常數(shù)(683Lm/w) v(入)視覺光譜的光效率函數(shù),。 Φe 入波長為入能輻射通量 以上式可以看出,光通量就是人眼對(duì)能量輻射通量的評(píng)價(jià),。 (2)光強(qiáng):光源在給定方向的單位立體角中發(fā)射的光通量被定義為光源在該方向的光強(qiáng)度,,符號(hào)為I,單位為坎德拉(cd),,I=dφ/d ,,光強(qiáng)度的單位是光度測定的基本單位 (3)照度,,也叫亮度:光源在某一方向上的單位投影面在單位立體角中發(fā)射的光通量數(shù),,符號(hào)為E,E=dφ/ ds,單位為Lx(勒克斯)Ilx=1Lm/m2 (4)發(fā)光效率:指一個(gè)光源所發(fā)出來的光通量與該光源所消耗的電力功率P之比,。 三,、色彩 1、色彩的知識(shí): 人的視覺器官在色彩刺激作用引起大腦的心理反應(yīng),即視覺器官受不同波長光線的物理刺激的同時(shí)產(chǎn)生色彩刺激信號(hào)并傳給大腦,,大腦將其接受的色彩信號(hào)不斷地譯成色彩概念,,并與儲(chǔ)存在大腦里的視覺經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來,加以解釋,,形成了顏色知覺,。顏色分非彩色和彩色。非彩色是指白色,、黑色的各種深淺不同的顏色,。彩色是指黑白系列以外的各種顏色。 由于感情效果和對(duì)客觀事物的聯(lián)想,,色彩對(duì)視覺的刺激產(chǎn)生了一系列的色彩知覺心理效應(yīng),。這種效應(yīng)隨著具體的時(shí)間、地點(diǎn),、條件(如外觀形狀,、自然條件、個(gè)人愛好,、生活習(xí)慣,、形狀大小及環(huán)境位置等)的不同而有所不同,一般來講色彩可以產(chǎn)生溫度感,、距離感,、重量感、空間感,、陰暗感等,。 2、色溫及顏色的應(yīng)用: (1)光源的色溫: 人們用與光源的色溫相等或相近的完全輻射體的絕對(duì)溫度來描述光源的色表(人眼直接觀察光源時(shí)所看到的顏色)又稱光源的色溫,。色溫是以絕對(duì)溫度K來表示,。不同的色溫會(huì)引起人們在情緒上不同的反應(yīng),我們一般把光源的色溫分成三類: a.暖色光:暖色光的色溫在3300K以下,,.暖色光與白熾燈光色相近,,紅光成分較多,給人以溫暖,、健康,、舒適的感覺,適用于家庭,、住宅,、宿舍、醫(yī)院,、賓館等場所,,或溫度比較低的地方,。 b.暖白光:又叫中間色,它的色溫在3300K-5300K之間,。.暖白光光線柔和,,使人有愉快、舒適,、安祥的感覺,,適用于商店、醫(yī)院,、辦公室,、飯店、餐廳,、候車室等場所,。 c.冷色光:又叫日光色,它的色溫在5300K以上,,光源接近自然光,,有明亮的感覺,使人精力集中,,適用于辦公室,、會(huì)議室、教室,、繪圖室,、設(shè)計(jì)室、圖書館的閱覽室,、展覽櫥窗等場所,。 演色性: 光源對(duì)物體顏色呈現(xiàn)的程度稱為演色性,也就是顏色的逼真的程度,,演色性高的光源對(duì)顏色的表現(xiàn)較好,,我們所看到的顏色 也就較接近自然顏色,演色性低的光源對(duì)顏色的表現(xiàn)較差,,我們所看到的顏色偏差也較大,。 為何會(huì)有演色性高低之分呢?其關(guān)鍵在于該光線之分光特性,可見光之波長在380mm至780mm之范圍內(nèi),,也就是我們在光譜中見到的紅,、橙、黃,、綠,、青、藍(lán),、紫光的范圍,,如果光源所放射的光之中所含的各色光的比例與自然光相近,則我們眼睛所看到的顏色也就較為逼真,。 我們一般以顯色指數(shù)為表征顯色性,。標(biāo)準(zhǔn)顏色在標(biāo)準(zhǔn)光源的輻射下,顯色指數(shù)定為100,。當(dāng)色標(biāo)被試驗(yàn)光源照射時(shí),,顏色在視覺上的失真程度,就是這種光源的顯色指數(shù),。顯色指數(shù)越大,,則失真越少,反之,,失真越大,,顯色指數(shù)就越小。 不同的場所對(duì)光源的顯色指數(shù)要求是不一樣的,。在國際照明協(xié)會(huì)中一般把顯色指數(shù)分成五類: 類別 Ra 適用范圍 1A >90 美術(shù)館,、博物館及印刷等行業(yè)及場所 2B 80—90 家庭、飯館,、高級(jí)紡織工藝及相近行業(yè) 2 60—80 辦公室,、學(xué)校、室外街道照明 3 40—60 重工業(yè)工廠,、室外街道照明 4 20—40 室外道路照明及一些要求不高的地方 四,、光源 照明光源由于它們的發(fā)光條件不同,其光電特性各異,。為了正確地選用照明光源,,必須對(duì)它們的電氣特性、光電特性和適用場合有所了解,。 1,、光源的分類: 照明光源的分類是按照發(fā)光的形式不同進(jìn)行分類的。它可分為輻射光源和氣體放電照明光源兩大類,。前者是利用電流通過電絲,,將其加熱到白熾狀態(tài)而發(fā)出可見光;后者是利用某些元素的原子被電子激發(fā)而產(chǎn)生輻射,。 2,、常用照明光源的主要特性指標(biāo): 照明光源種類 光效 (Lm/W) 顯色指數(shù)Ra 色溫 (K) 色溫 頻閃 效應(yīng) 平均壽命(h) 再點(diǎn)燃 時(shí)間 備注 (功率范圍) 白熾燈 6.5—20 95—99 2400-2700 暖色 無 1000 瞬時(shí) 15W—500W 鹵鎢燈 15—30 95—99 280—3300 暖色 無 2000 瞬時(shí) 20W—120W 鹵磷酸鹽熒光燈T10、T12 40—60 50—60 2700 4000 5400 暖色 中間色日光色 有 6000 1—4s 20W—120W 三基色熒 光燈T8 60—80 80 2700 4000 5400 暖色 中間色 日光色 有 10000 1—4s 18W—120W 緊湊型熒光燈 50—60 80 2700 4000 5400 暖色 中間色 日光色 無 8000 <1s 3W—120W 低壓鈉燈 90—160 — 2000 暖色 有 20000 8-10min 18W—180W 高壓鈉燈 80—100 25 5500 冷色 有 20000 8-10min 35W—180W 高壓汞燈 40—60 30—50 4000—6500 冷色 有 10000 8-10min 50W—1000W 金鹵燈 60—80 80—95 4000—6500 冷色 有 8000 8-10min 35W—3500W 3,、照明光源的選擇: 電光源的選擇應(yīng)以實(shí)施綠色照明工程為基點(diǎn),。綠色照明工程旨在節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境,。其具體內(nèi)容是:采用高光效,、低污染的電光源,,提高照明質(zhì)量,保護(hù)視力,,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和能源有效利用率,,達(dá)到節(jié)約能源,減少照明費(fèi)用,,減少水電工程建設(shè),,減少有害物質(zhì)的排放和逸出,達(dá)到保護(hù)人類生存環(huán)境的目的,。 (1)限制普通白熾燈的應(yīng)用: 普通白熾燈屬于老一代光源,,光效低,壽命短,,應(yīng)予限制,,但不能完全取消,因?yàn)槠胀ò谉霟魶]有電磁干擾,,便于調(diào)節(jié),,適合需要頻繁開關(guān)場合。對(duì)于局部照明,、投光照明,、信號(hào)指示以及水電豐富的山區(qū)和邊遠(yuǎn)農(nóng)村是不可缺少的光源。 (2)采用鹵鎢燈取代普通白熾燈: 鹵鎢燈和普通照明的白熾燈是同屬白熾燈類產(chǎn)品,,均系電流通過燈絲白熾發(fā)光,,是普通白熾燈的升級(jí)換代產(chǎn)品。鹵鎢燈光效和壽命比普通白熾燈高一倍以上,,因此,,在許多照明場所如商業(yè)櫥窗、展覽廳(包括一般商業(yè)產(chǎn)品,、文化藝術(shù)品以及歷史文物品的展覽展示等)以及攝影照明等,,要求顯色性高,高檔冷光或聚光的場合,,可采用各種結(jié)構(gòu)形式不同的鹵鎢燈取代普通白熾燈,,來達(dá)到節(jié)約能源,提高照明質(zhì)量的目的,。 與緊湊型熒光燈相比,,緊湊型鹵鎢燈的功效相對(duì)較低,壽命也相對(duì)較短,。但緊湊熒光燈的缺點(diǎn)是發(fā)光體尺寸比同功率的石英鹵鎢燈要大得多,,很難實(shí)現(xiàn)輸出光線的光學(xué)控制,因而,,一般在對(duì)光束輸出有嚴(yán)格要求的情況下,,采用反射式緊湊型鹵鎢燈,。與緊湊型熒光燈相比,緊湊型鹵鎢燈還具有顏色好,,容易實(shí)現(xiàn)調(diào)光的優(yōu)點(diǎn),,在沒有特定要求情況下,應(yīng)盡可能采用緊湊型熒光燈取代白熾燈,。 推薦采用緊湊型熒光燈取代白熾燈: 與白熾燈相比,,緊湊型熒光燈每瓦產(chǎn)生的光通量是普通照明白熾燈的五倍以上,,其額定壽命是白熾燈的10倍,。由于熒光粉質(zhì)量的不斷提高和改進(jìn),緊湊型熒光燈顯色指數(shù)可以達(dá)到80左右,,在一般照明情況下,,人們完全可以滿意接受。緊湊型熒光燈可以和鎮(zhèn)流器聯(lián)接在一起,,組合成一體化燈,,采用E27燈頭,與普通白熾燈直接替換,,十分方便,。 推薦采用φ26mm,φ16mm細(xì)管徑熒光燈: 用φ26mm,,φ16mm細(xì)管徑熒光燈取代白熾燈,,直管型熒光燈的光效和壽命均為普通白熾燈的6倍以上,是取代普通白熾燈的最佳燈種之一,。 推薦采用金屬鹵化物燈: 金屬鹵化物燈,,屬高強(qiáng)度氣體放電燈。由于20世紀(jì)80和90年代,,我國不斷從國外引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù),,使這兩類燈的技術(shù)性能指標(biāo)幾乎達(dá)到或接近國外同類產(chǎn)品的水平。各種規(guī)格的高壓鈉燈和金屬鹵化物燈由于具備高光效和長壽的特點(diǎn),,分別廣泛用于各種環(huán)境條件室內(nèi)外照明,,如機(jī)場、港口,、碼頭,、道路、城市街道,、體育場館,、大型工業(yè)車間、展覽廳,、地鐵等場所,。金屬鹵化物燈,,是取代熒光高壓汞燈的最佳選擇。 五,、燈具 燈具就是光源,、燈罩及附件的總稱。在現(xiàn)代照明中,,光源雖然是主要的,,但燈罩的作用非常重要。燈罩起著固定和保護(hù)光源,,控制并重新分配光在空間的分布,,防止眩光等作用。 1,、燈具的分類: 燈具的品種及其豐富,,外形千變?nèi)f化,性能千差萬別,,對(duì)燈具的分類方法也是多種多樣,,主要有: •按采用的電源分類:把燈具分成白熾燈具、熒光燈具,、高壓氣體放電燈具等大類,。 •按燈具的配光分類:把燈具分成直接照明型、全漫射照明型,、全反射照明型,、半間接照明型、間接照明型等五類,。 •按照建筑物的安裝情況分類:把燈具分成吸頂燈,、吊燈、壁燈,、嵌入式燈,、地腳燈、庭院燈,、自動(dòng)應(yīng)急照明燈,、移動(dòng)式燈、道路廣場燈等等,。 •按燈具的使用場所來分類:有開啟型燈具,、閉合型燈具、密封型燈具,、防爆型燈具,、安全型燈具、防震型燈具等等。 2,、燈具的應(yīng)用 : •深照型燈具和特深照型燈具,,由于它們的光線集中,適應(yīng)于高大廠房或要求工作而有高照度的場所,。這種燈配鏡面反射罩,,并以大規(guī)律高壓鈉燈,金屬鹵化物燈,,高壓汞燈作光源,,能將光線控制在狹隘的范圍內(nèi),獲得很高的軸線光強(qiáng),,在這種燈具照射下,,水平照度高,陰影很濃,。 •石英燈也叫射燈,,是一種輕型的投光燈燈具,,主要用于重點(diǎn)照明,,因此多數(shù)是窄光束配光,,并且能自由轉(zhuǎn)動(dòng),隨意選擇方向,,射燈裝在內(nèi)設(shè)電源線的導(dǎo)軌,燈具可以沿軌道滑動(dòng),,則靈活性更大,,非常適合商店,展覽館的陳列照明,。 •筒燈一般是嵌入式燈具,,將燈具嵌入在吊頂內(nèi),這種安裝不會(huì)打破吊頂?shù)难b飾效果,,而且它有較好的下射配光,,能形成各式各樣的光分布,并且具有很好的防眩光效果,,能創(chuàng)造靜幽雅的環(huán)境氣氛,,一般用在酒樓、賓館,、家庭的客廳等處,。 •熒光燈支架是一種均勻配光型直接照明燈具,它能產(chǎn)生均勻照明的效果,,不容易產(chǎn)生陰影,,熒光燈支架具有敞開式的,熒光燈光效高,,但有眩光,,對(duì)保護(hù)視力不利,。配棱晶罩燈具光效有所下降,但幾乎沒有眩光,。熒光燈光效高,,因此廣泛地用于商店、圖書館,、學(xué)校,、辦公樓、銀行等處作一般照明,,如果將熒光燈管組成一定的幾何圖案(如正方形,、菱形、正三角形,、正五邊形等)安裝在大廳里(營業(yè)廳,、侯車廳等),會(huì)產(chǎn)生良好的藝術(shù)照明效果,。 •格柵燈盤,,也是一種熒光燈燈具,與熒光燈支架不同的是它采用了高效反光罩,,把光線控制在一定的范圍內(nèi),,提高了光的利用率,同時(shí)設(shè)遮光格柵來遮蔽光源,,減少燈具的直接眩光,,格柵燈具有嵌入式和吸頂式二種安裝方式,它主要用在辦公室,,圖書館,、商店等處用作一般照明。 3,、燈具的名詞解釋 ◎燈具效率: 燈具效率是指在規(guī)定的條件下測得燈具所發(fā)射的光通量值與燈具內(nèi)所有光源發(fā)出的光通量測定值之和的比值,。 ◎1/2照度角 將燈軸垂直,燈下水平面上某點(diǎn),,如其水平照度為燈軸直下方照度的1/2時(shí),,此點(diǎn)和光中心連線與燈軸線所形成的夾角稱1/2照度角。 ○燈具的布置距離比入 同一類型燈具的兩個(gè)相鄰燈之間的距離為L,,燈的安裝高度為H,,則距離為入=L/H。 ○嵌入式燈具:完全式部分嵌入安裝表面的燈具,。 ○普通燈具:對(duì)帶電部件提供保護(hù),,但沒有特殊的防塵防固體異物和防水等級(jí)的燈具。 4、燈具的選擇: 在照明設(shè)計(jì)中,,燈具的選擇應(yīng)考慮的主要因素有: ○配光要求,,燈具表面亮度,顯色性能,,眩光度,。 ○環(huán)境條件,使用環(huán)境時(shí)防護(hù)式要求,。 ○協(xié)調(diào)性,,燈具的外型是否與建筑物和室內(nèi)裝飾協(xié)調(diào)。 ○經(jīng)濟(jì)性,,如燈具效率,,電功率消耗,投資運(yùn)作費(fèi),,節(jié)能效果等,。 按配光特性選擇燈具: ◎一般生活用房和公共建筑物內(nèi)采用直接型,均勻散型燈具或熒光燈(露的或帶罩的),,使頂部和墻壁均有一定的亮度,,整個(gè)室內(nèi)空間分布均勻。 ◎當(dāng)要求垂直照度時(shí),,可采用傾斜安裝的燈具,,或選用不對(duì)稱配光的燈具,,如教室黑板照明等,。 ◎大廳、門廳,、會(huì)議堂,、禮堂、賓館等處的照明,,除滿足照明功能外,,還應(yīng)考慮照明燈具的裝飾藝術(shù)效果,對(duì)于家庭的客廳,、臥室等,,隨著人們生活水平的不斷提高,也應(yīng)作以上考慮,。 ◎生產(chǎn)廠房采用直接型燈具較多,,使光通全部投射到下方面的工作面上,若工作位置集中或燈具懸掛高度較高時(shí),,宜采用深照型燈具,。一般生產(chǎn)采用深照型燈具。 ◎特殊用房,應(yīng)根據(jù)需要選用專用燈具,,如舞廳,、舞臺(tái)、手術(shù)室,、攝影棚等,。 5、配光 光強(qiáng)在空間的分布是燈具的重要特性,,通常用曲線來表示,,所以又叫配光曲線,配光曲線一般有三種表示方法:一是極坐標(biāo)法,,二是直角坐標(biāo)法,,三是等光強(qiáng)曲線。 A,、極坐標(biāo)配光曲線: 在通過光源中心的測光平面上,,測出燈具在不同角度的光強(qiáng)值。從某一方向起,,以角度為函數(shù),,將各角度的光強(qiáng)用矢量標(biāo)注出來,連接矢量頂端的連接就是照相館明燈具極坐標(biāo)配光曲線,。如果燈具是有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸,,則只需用通過軸線的一個(gè)測光面上的光強(qiáng)分布曲線就能說明其光強(qiáng)在空間的分布,如果燈具在空間的光分布是不對(duì)稱的,,則需要若干測光平面的光強(qiáng)分布曲線才能說明其光強(qiáng)的空間分布狀況,。 B、標(biāo)配光曲線: 對(duì)于聚光型燈具,,由于光束集中在十分狹小的空間立體角內(nèi),,很難用極坐標(biāo)來表達(dá)其光強(qiáng)度的空間分布狀況,就采用直角從配光曲線表示法,,以橫軸表示光強(qiáng)圖I,,以橫軸表示光束的投角,如果是具有對(duì)稱旋轉(zhuǎn)軸的燈具則只需一條配光曲線來表示,,如果是不對(duì)稱燈具則需多條配光曲線表示,。 C、光強(qiáng)曲線圖: 將光強(qiáng)相等的矢量頂端連接起來的曲線稱為等光強(qiáng)曲線,,將相鄰等到光強(qiáng)曲線的值按一定比例排列,,畫出一系列的等光強(qiáng)曲線所組成的圖稱為等到光強(qiáng)圖,常用的圖有圓形網(wǎng)圖,,矩形網(wǎng)圖與正弧網(wǎng)圖,。由于矩形網(wǎng)圖既能說明燈具的光強(qiáng)分布,,又能說明光量的區(qū)域分布,所以目前投光燈具采用的等光強(qiáng)曲線圖都是矩形網(wǎng)圖,,這里我們將不作介紹,。 6、照明質(zhì)量 A,、眩光: 視野內(nèi)有亮度極亮的物體或強(qiáng)烈的亮度對(duì)比,,則可引起不舒適或造成視覺降低的現(xiàn)象,稱為眩光,。眩光可分失能眩光與不舒適光,,凡是降低人眼視力的眩光,凡使人產(chǎn)生不快之感稱為不舒適眩光,。眩光是影響照明質(zhì)量的重要因素之一,。 眩光產(chǎn)生的原因: ◎由于高亮度的刺激。使瞳孔縮小,。 ◎由于角膜式晶體等眼內(nèi)組織產(chǎn)生散射,,在眼內(nèi)形成光幕; ◎由于視網(wǎng)膜受高亮度的刺激,,使適應(yīng)狀態(tài)破壞 燈具產(chǎn)生眩光的主要因素: ◎光源的亮度(亮度越高,,眩光越顯著) ◎光源的位置(越接近視線,眩光越顯著) ◎光源外觀大小與數(shù)量(表面積越大,,光源數(shù)目越多,,眩光越顯著) ◎周圍的環(huán)境(環(huán)境亮度越暗,眼睛的適應(yīng)亮度很低,,眩光也就顯著) 1,、控制不舒適眩光: 在教育、辦公室,、體育館處,,必須嚴(yán)格控制眩光,否則會(huì)明顯地影響人們的學(xué)習(xí),,工作及觀賞活動(dòng)。因此控制不舒適眩光很重要,,控制不舒適眩光有以下辦法: 接限制光源的亮度或采用透光的材料減弱眩光,。 ◎用燈具的保護(hù)角度控制眩光。 ◎控制照明照度的穩(wěn)定性,。 ◎控制照明對(duì)象和鄰近表面的亮度的比值,。 ◎消除光源的頻閃效果。 ◎照度:作為基本決定因數(shù),,一個(gè)適當(dāng)平面上的某個(gè)區(qū)域上的平均照度,,是作為估計(jì)視覺作業(yè)實(shí)施所需求光量的常用定量標(biāo)準(zhǔn),。 由于不同的國家,地區(qū),、由于受經(jīng)濟(jì)等各種條件的影響,,即使是同樣的環(huán)境其照度的量是不相同的,同時(shí)不同的地點(diǎn),、環(huán)境,、由于所從事的工作或人的不同照度的量也是不同的,我們介紹一些跟我們工作生活有關(guān)聯(lián)的地方一些照度的要求(詳見第一節(jié)《基本概念》第三條《推薦照度范圍》),。 ◎照度的分布與亮度分布的要求: 照度的分布與亮度分布主要包括三個(gè)方面: 1)工作面上的照度分布要求均勻,。為使工作面照度處于比較均勻的狀態(tài),要求做到 ◎局部照度與一般分布要求均勻,。工作面上一般照明值宜為照明值的1/3—1/5,,且不宜低于50Lx(CIE要求,局部工作面的照明最好不大于平均值的25%),。 ◎一般照明中的最小照度與平均照度之比規(guī)定在0.7以上,。 ◎各表面要有適當(dāng)?shù)牧炼确植寂c照明分布。 要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)良好的使人感到舒適的照明環(huán)境,,就需要亮度分布合理和室內(nèi)各個(gè)面的反射比選擇適當(dāng),,照度的分配也應(yīng)與之相配。由于人的視線不是固定的,,經(jīng)常由此及彼,,如果室內(nèi)亮度分布變化過大,就會(huì)引起視覺器官的疲勞和不快感,。但是,,在以氣氛照明為主的環(huán)境,有時(shí)卻需要用變化亮度的方法來改變室內(nèi)單調(diào)的氣氛,,如會(huì)議室照度與周圍與相差很大,,反而會(huì)形成中心感的效果等等。 ◎面的亮度,。 高亮度的發(fā)光面會(huì)引起眩光,,造成人們的不舒適感,但是高亮度光源又會(huì)給人們的心情帶來刺激,。在照明中采用較多的透明燈泡,,會(huì)給人帶來輝煌的陶醉感,產(chǎn)生興奮與激情,。因此要根據(jù)不同的場合確定發(fā)光面亮度,。 辦公室 車間 工作對(duì)象與其相鄰的周圍之間(如書或機(jī)器與周圍之間) 3:1 3:1 工作對(duì)象與其離開較遠(yuǎn)之間(如書與地面、機(jī)器與墻面之間) 5:1 10:1 燈具或窗與其附近周圍之間 在視野中的任何位置 亮度對(duì)比最大值(美國IES) 反射率推薦值 頂棚 80%—90% 機(jī)器設(shè)備,、工作桌(臺(tái)) 25%—45% 墻壁(平均值) 40%—60% 地面 20%—40% 室內(nèi)反射推薦值(美國IES) 表面名稱 反射比 照度比 表面名稱 反射比 照度比 頂棚 0.7—0.8 0.25—0.9 地面 0.2—0.4 0.7—1.0 墻面隔斷 0.5—0.7 0.4—0.8 工作房間表面反射比與照度比 六,、照明設(shè)計(jì) 照明設(shè)計(jì)的程序:建筑照明設(shè)計(jì)的程序一般分成九個(gè)步驟: 1,、 明確照明實(shí)施的用途與目的 照明設(shè)計(jì)必須首先確定建筑物的用途,是辦公室,,會(huì)堂,、教室、餐廳還是舞廳,,如果是多功能房間,,更要把各種用途列出,以便確定滿足要求的照明設(shè)備,。這一點(diǎn)是建筑照明設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),。 2、 光環(huán)境構(gòu)思及光通量分布的初步確定 在明確照明目的的基礎(chǔ)上,,確定光環(huán)境及光通量的分布,。如舞廳、要有刺激興奮的氣氛,,要采用變幻的光,,閃耀的照明:如教室,要有寧靜舒適的氣氛,,要做到均勻的照度和合理的亮度,,不能有眩光。 3,、 照度,、亮度的確定 (1) 照明方式的分類,照明方式主要有四種: ※一般照明:指室內(nèi)基本一致的照明,,多采用于辦公室場所,,一般照明的優(yōu)點(diǎn)是:a、即使室內(nèi)工作布置變化,,也無需變更燈具的種類與布置,。b、照明設(shè)備的種類較少,。C,、均勻的光環(huán)境。 ※分區(qū)的一般照明,,是將工作對(duì)象和工作場所按功能來布置照明方式,。而且,用這種照明設(shè)備,,也兼作房間的一般照明。 ※局部照明,。在小范圍內(nèi),,對(duì)各種對(duì)象采用個(gè)別的照明的方式,,需有靈活性,局部照明的優(yōu)點(diǎn)是: ◎按要求的條件,,對(duì)每個(gè)必要的對(duì)象進(jìn)行照明,,易于控制。 ◎通過對(duì)某一對(duì)象特別高度較低,,有效的突出對(duì)象,。 ◎節(jié)約能源 ◎燈具安裝高度較低,維護(hù)方便,。 為了使眼睛適應(yīng)亮度的過度變化,,應(yīng)同時(shí)采用至少為局部照明照度值20%以上的一般照明。 ◎上述各方式并用,。 (2) 照明方式的選擇 通常,,對(duì)整個(gè)房間總是采用一般照明方式,而對(duì)工作面或需要突出的物品采用局部照明,,例如辦公室往往用熒光燈具作一般照明,,而在辦公室桌上布置臺(tái)燈作局部照明,又如展覽中整個(gè)大廳是一般照明,,而對(duì)展品用射燈做局部照明,,因此房間用途與室內(nèi)布置就確定了,照明方式也隨之確定了,。 4,、光源的選擇 各種光源的效率,光色,,顯色性及特性等方面各有所長,,可用在不同的建筑照明,詳見光源部分,。 5,、燈具的選擇 在照明設(shè)計(jì)中選擇燈具時(shí),應(yīng)綜合考慮以下幾點(diǎn) 燈具的光度特性(燈具效率,、配光,、利用系數(shù)、表面亮度,、眩光等) 經(jīng)濟(jì)性(價(jià)格光通比,,電消耗、維護(hù)費(fèi)用等) 燈具的使用環(huán)境條件(是否要防爆,、防潮,、防震等) 燈具的外形與建筑物是否協(xié)調(diào)等。 以下對(duì)燈具光特性與經(jīng)濟(jì)性的選擇作些說明: (1) 燈具的光特性選擇 ◎在層高較低的工業(yè)與民用公共建筑中,,如工廠實(shí)驗(yàn),、辦公室,、商場、各種文化設(shè)施內(nèi)的休息廳和接待室等),,房間的墻面與吊頂均要求一定高度,,要求房間有較高的反射系數(shù),并需要一部分光直接射到頂棚和墻上,,此時(shí)以采用半直接照明型或間接型配光的燈具為宜,。照明器上半球光通輻射一般不應(yīng)小于15%(如乳白罩燈具或散射型燈具),并應(yīng)避免采用特狹照明型直射燈具,。 ◎在高大廠房(6M以上),,宜采用深照明型燈具,但對(duì)有垂直照度要求的場所不宜采用高度集中配光的燈具,,而應(yīng)考慮有一部分光能照到墻上和設(shè)備的垂直面上,。 ◎建筑物室內(nèi)要求減少陰影時(shí),可采用廣照型配光燈具,,使工作點(diǎn)能受到來自各個(gè)方向燈具光線的照射,。如果對(duì)消除陰影要求十分嚴(yán)格,則最好采用發(fā)光平面(如發(fā)光頂棚),,它的特點(diǎn)是照度高,,且均勻,對(duì)消除陰影比較理想,。 ◎帶有格柵的嵌入式燈具布置成的發(fā)光帶,,一般多用于長而大的辦公室或大廳,光帶的優(yōu)點(diǎn)是光柔和,、沒有眩光,,缺點(diǎn)是頂棚較暗,特別是光帶間距大時(shí),,就更為突出,。 ◎?yàn)榱朔乐寡9猓瑧?yīng)選用帶保護(hù)角或帶有漫射玻璃的燈具,。 經(jīng)濟(jì)的考慮: ◎考慮照明的經(jīng)濟(jì)性時(shí),,要作全面比較,主要考慮初投資,,耗電費(fèi)及年維修費(fèi),。 ◎如果進(jìn)行全面的經(jīng)濟(jì)比較十分復(fù)雜,難以進(jìn)行,,則以在獲得同一照度值情況下消耗功率最小的照明方案作為最經(jīng)濟(jì)的方案,。 6、室內(nèi)布燈數(shù)的確定 根據(jù)已選擇燈具及房間大小,照度等因數(shù)可以計(jì)算室內(nèi)布燈數(shù),,計(jì)算公式及方法下面會(huì)講,。 7,、燈具的布置 照明方式有一般照明,,分區(qū)的一般照明,局部照明及混合照明,,布燈的方法也隨著照明方式面異,。 ①一般照明的布燈方法。 ◎理確定燈與燈的距離,,燈與墻的距離 ◎合理確定布燈的圖案,。 非均勻照度的布燈法。有些場所(如客廳,、宴會(huì)廳,、商場等)的一般照明并不強(qiáng)調(diào)照度均勻,而是在保證足夠的照度前提下強(qiáng)調(diào)照明的氣氛,,著重考慮裝飾美與體現(xiàn)環(huán)境特點(diǎn),,這種非均勻照明方案的布燈,主要有兩種方案,。 ◎中心照明方案:中心照明方案用在客廳,,宴會(huì)廳等處,在廳堂中心裝設(shè)大型花吊燈,,充分體現(xiàn)出豪華歡快的氣氛,。 ◎分區(qū)照明方案:分區(qū)照明方案多用在商場,商場面積大,,用均勻照明會(huì)明顯得呆板與一般化,,不能刺激顧客的購買欲望,而分區(qū)照明就能吸引顧客,,突出商品,。一般將商場分成若干個(gè)商品區(qū),對(duì)各商品區(qū)的照明可視商品的特性而異,,可采用光色不同的光源,,襯托出不同商品的特色,產(chǎn)生良好的效果,。 ②局部照明的布燈法: 局部照明方式目的是為了照亮某個(gè)局部(如辦公桌,、展品、工作臺(tái)等,,一般采用裝設(shè)工作臺(tái)與小型射燈來達(dá)到目的,,對(duì)一些面積稍大的局部照明采用熒光燈或投射式吊燈)。 7、對(duì)照明設(shè)計(jì)結(jié)果的檢驗(yàn) 如果對(duì)照明設(shè)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果而修正,,則要在重新選擇光源與燈具之后再計(jì)算,。 七、照度的計(jì)算 1,、 照度計(jì)算的目的 照度計(jì)算的目的是根據(jù)所需要的照度值及其它已知條件(照明器具形式及布置,,房間各個(gè)面的反射條件及污染情況等)來決定燈泡的容量或燈數(shù)量?;蛟谡彰髌骶咝问?,布置光源的數(shù)量都已確定的情況下,計(jì)算某點(diǎn)照度值,。 在計(jì)算水平照度時(shí),,如無特殊情況要求,通常采用0.8M的工作平面作為計(jì)算平面,。 2,、 照度計(jì)算的基本方法的特點(diǎn)及適用范圍 方法名稱 特點(diǎn) 適用范圍 利用系數(shù)法 用利用系數(shù)計(jì)算 此法考慮了直射光及反射光兩部分所產(chǎn)生的照度計(jì)算結(jié)果為光平面上的平均照度計(jì)算室內(nèi)面上的平均照度,特別適用于反射條件 好的房間,。 查概算曲線 逐點(diǎn)計(jì)算法 平方反比法 此法只考慮直射光產(chǎn)生的照度,,可以計(jì)算墻面上某一點(diǎn)直射照度采用直射照明器的場所,可直接求得水平面照度,,也可能求上系數(shù)求得墻面上的照度 等照度曲線法 方位系數(shù)法 3,、 維護(hù)系數(shù): 環(huán)境特征分類 維護(hù)系數(shù) 燈具擦洗次數(shù)(次/年) 白熾燈高壓鈉熒光燈日光燈等 鹵鎢燈 清潔 很少有塵埃,、煙、煙灰及蒸汽(如辦公室,、閱覽室,、儀表車間等) 0.75(0.8) 0.8(0.85) 2 一般 有少量塵埃、煙,、煙灰及蒸汽(如商店?duì)I業(yè)廳,,劇場觀眾廳,機(jī)加工車間) 0.7(0.75) 0.75(0.8) 3 污染嚴(yán)重 有大量粉塵,、煙,、煙灰及蒸汽(如鑄工、鍛工,、車間,、廚房等) 0.6(0.65) 0.65(0.7) 3 室外 露天廣場、道路 0. 7 0.75 3 4,、 利用系數(shù)計(jì)算照度: 不管采用何種計(jì)算法只能做到基本準(zhǔn)確,,因各種參數(shù)可能不精確,計(jì)算結(jié)果有10%的誤差是允許的。 計(jì)算公式 E.A N= ф.U.K 式中N—所需燈具個(gè)數(shù) E—所需的平均照度 U—燈具的系數(shù) A—房間的平面面積,。 K—維護(hù)系數(shù) 1) 利用系數(shù)U 2)由于燈具射出的光,,部分直接射到工作面,部分經(jīng)頂棚,、墻壁,、地面的多次反射落到工作面上,還有部分為燈具材料及墻壁,,家具,、地板等呼吸、部分反射到窗外,,其中一個(gè)燈具直射和反射到工作面上料反射系數(shù),燈具光強(qiáng)分布有關(guān),,每個(gè)燈具都有本身的利用系數(shù)表,。 A、室內(nèi)空間的分隔與空間的比值: 我們將布燈的房間相應(yīng)地分成三個(gè)空間:頂房間,、室空間和地面空間 室空比 RCR= 5H(L+W) 頂空比 CCR= 5He (L+W) 地空比 FCR= 5Hf(L+W) 式中: L—房間的長度,,m B,、墻面的平均反光系數(shù)ρW:由于墻壁上有玻璃或其他裝飾物,他們的反光系數(shù)與墻面的反射系數(shù)不同,,因此整個(gè)墻面的平均反射系數(shù),,可按下式計(jì)算。 Ρw= Ρw1—的反射系數(shù) Pρ—玻璃的反射系數(shù) Aw整個(gè)墻的面積M2 Ap_玻璃窗的面積M2 C,、求室內(nèi)布燈數(shù)的計(jì)算步驟:已知被照面積,,所采用的照明器及照度值要求值,求布燈數(shù) ◎求房間各面的反射,; ◎求室內(nèi)比RCR ◎查燈具的利用系數(shù)表,,,取得利用系數(shù)值,。如果得出得數(shù)值在表中兩個(gè)數(shù)值之間,,就用內(nèi)推法計(jì)算。 ◎求室內(nèi)布燈數(shù),。 實(shí)例: 某室的尺寸為長×寬×高=20m×50m×8m,。頂棚的反射比pc=50%,墻上開窗面積比R=0.2,。地面板反射比PFC=2%,,采用150W金屬鹵化物燈寬光束板面照明燈具,照明器光源的光通量為108091m,燈具效率為72.9%,維護(hù)系數(shù)為0.7,,現(xiàn)要求室內(nèi)(地面)平均照度為100Lx,,試求室內(nèi)布燈數(shù)。 解: 1)求室內(nèi)間比RCR,。 RCR= 5Hac(L+W) L.W 20×50 2)利用系數(shù)表: 由于沒有2.8(RCR)但有RCR=2 RCR=3 我們就采用內(nèi)插法: 當(dāng)RCR=2時(shí),,由于墻面的反射比0.418,在0.3與0.5之間,,又要用內(nèi)插法,, 墻面反射比0.3時(shí)UI=0.49 墻面反射比0.3時(shí)UI=0.49 則 0.418-0.3 0.49+(0.55-0.49)× = 0.5254 0.5-0.3 由于RCR=2.8介于2與3之間,所以再用內(nèi)插法,。 2.8-2 0.541 U=0.6036+(0.5254-0.6036)× = 3-2 1 3) 求布燈數(shù) E.A N= = Φ.U.K 10809×0541×0.7 =24.43=25(個(gè)) 需布燈25個(gè),。 內(nèi)插法公式: 假設(shè)有一個(gè)表格他們的關(guān)系對(duì)應(yīng)式是H與⊙,如果在表中沒有⊙,,⊙處在⊙1與⊙2之間,,則先根據(jù)H值查出⊙1與⊙2的對(duì)應(yīng)值X與Y再用內(nèi)插法求出⊙對(duì)應(yīng)的Z,則 Z=X+(Y-X). ⊙-⊙1 ⊙2-⊙1 |
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