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第四章 电气照明 4.1 照明的基本知识 4.2 照明电光源和灯具 4.3 照明设计及计算 4.4 照明电气设计 4.1 照明的基本知识 辞海对“照明”的解释是：利用各种光源照亮工作和生活场所 或个别物体的措施。 一.光与人类 西汉长汉长 信宫宫灯，1968年于 河北省满满城县县中山靖王刘胜胜妻 窦绾窦绾 墓中出土。 宫宫灯灯体为为一通体鎏金、 双手执执灯跽坐的宫宫女，神态态恬 静优优雅。灯体通高48厘米，重 15.85公斤。长长信宫宫灯设计设计 十分 巧妙，宫宫女一手执执灯，另一手 袖似在挡风挡风 ，实为实为 虹管，用以 吸收油烟，既防止了空气污污染 ，又有审审美价值值。此宫宫灯因曾 放置于窦窦太后（刘胜胜祖母）的 长长信宫宫内而得名，现现藏河北省 博物馆馆。 最初的煤气灯诞生于18世纪的英国，它曾取代油灯，被广 泛用于城市的街道和家庭照明。在电灯问世之前，伫立在街头 的煤气灯柱曾是近代城市的一种标识。 南京路於1865年安装煤气灯 。1808年英国化学家戴维制成 了第一盏电弧灯。电弧灯的问世后，其安全便捷、光照明亮优 点明显胜过煤气灯。 1878年爱迪生开始研究电灯。 电弧灯由于燃烧时发出嘶嘶声且 光亮过于耀眼，不宜用于室内。 1879年，爱迪生和他的发明 小组，花费了5万美元，历时1年， 试验了1600种材料，终于发明出 寿命达170个小时的碳丝灯。 二.照明设计的主要内容 照明设计可以分为功能照明设计和景观照明设计，其中功 能照明设计主要是满足人们从事各种活动所需要的基本照度要 求。景观照明设计是通过光的照明手段把各种景观进行视觉的 再创造。 建筑的发展与光有着密不 可分的关系。 万神庙（Pantheon）於公 元前27年至25年建造，是用来 供奉宇宙主要神祗的神殿，也 是古罗马时期重要的建筑成就 之一。 它的穹顶直径达43米，顶 端高度也是43米。穹顶中央有 一个直径8.9米的园洞，也是万 神庙唯一的采光点。 Complete spectrum of electromagnetic radiation and the spectrum of visible light 四. 光的特性 无论是天然光还是人造光源，实际上只是人眼能够感知到 的电磁辐射的一部分，其波长范围大约在380 nm至780 nm，我 们称之为可见光。 电磁辐射的全光谱范围很广，涵盖了能量较高的短波 、X 射线以及能量较低的长波无线电波。 Spectral sensitivity curves V (l) and V (l) for the human eye 为了能够感知到光，人眼中包含了两种感光器：锥状细胞和杆 状细胞。 锥状细胞使我们能够看到各种颜色（“明视觉”），在波长555 nm的黄绿光谱区域，其灵敏度最高（天然光曲线V (l)）。 灵敏度极高的杆状细胞使我们看到的是黑白的画面（“夜间视觉 ”），在波长l = 507 nm的绿光光谱区域，其灵敏度最高（夜间视觉 曲线V (l)）。 反映光的物理量很多, 这里主要介绍一些与照明有关的术语。 1.光通量（或F）（luminous flux） 光源在单位时间辐射的能量即为光通量。单位为流明，即lm。 光通量实际上是人眼视觉系统对所能感受到的那部分辐射能量 的一种度量。 光源的光通量越大，则发出的光线越多。太阳发出的光通量就 要比萤火虫高很多。 常见光源的光通量如下： 光源种类 光通量（lm） 太阳 3.9E28 月亮 8E16 蜡烛 11.3 100瓦白炽灯 1000 100瓦荧光灯 5000 100瓦节能灯 7000 2. 光强度I （luminous intensity） 光源在给定方向上单位立体角所辐射的光通量。是点光源的 固有属性，表征光线的汇聚能力。单位为坎德拉，即cd。 要想被照点看起来更亮，不仅要提高光通量，而且要增大汇 聚的手段，实际上就是要减少光通量的面积，才能得到更大的强 度。 对于各向同性的光，则光通量 = 4I。也就是说，若光源 的强度I为1cd，则总光通量为4 =12.56 lm 。 常见光源发光强度（cd） 光源种类 光通量（cd） 太阳 2.8E27 高亮手电 10000 5mm高亮LED 15 3.光照度E (illuminance) 光通量与被照射面积之比。单位为勒克斯，即lx。1lx是指 1lm的光通量均匀分布在1平方米的被照面上。 照度用照度表，又称勒克斯表测量。事实上，相对于其它 三个量，照度是最容易测量的，照度表也很便宜。 40瓦白炽灯下1米处的照度为 30lx，室外阴天照度为8000- 12000lx，室外晴天照度约为 80000-90000lx。为了保护眼睛便 于生活和工作，在不同场所下到 底要多大的照度都有规定，例如 机房不得低于200 lx。 4.光亮度L (luminance） 亮度是单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发出的 光通量，即一个表面的明亮程度。单位为坎德拉/平方米（cd/m, 又称尼特，即nt）。 不同物体对光有不同的反射系数。一般白纸大约吸收入射光 量的20%，反射光量为80%；黑纸只反射入射光量的3%。所以 ，白纸和黑纸在亮度上差异很大。 亮度与照度的关系是：亮度=反射率*照度/ 一个普通40瓦的白炽灯泡，其发光效率大约是每瓦10流明， 因此可以发出400流明的光。我们可以认为灯泡在空间上发光是 均匀的，那么距离该灯泡1米处，其照度为400/12.56=32lx。其中 12.56 = 4，就是半径1米的球体的表面积（已经假设400流明的光 是均匀分布在这个球体上的）。再假设被照射物体是某种绿色漫 反射的，反射率是15%，那么，这个绿色物体被照射后就成为被 动发光的，其表面亮度是15% * 32 / = 1.5尼特。 4.2 照明电光源和灯具 4.2.1 电光源的分类和特性 光源是指能够发光的发光体。 一.电光源的分类 1. 热辐射光源： 电流流过灯泡的灯丝产生热辐射的光源。 包括白炽灯和卤钨灯。 2.气体放电光源： 在适当的条件下，例如强电场、光辐射、粒子轰击和高温加热等 ，气体的分子可能发生电离，产生可自由移动的带电粒子，并在电场 作用下形成电流，称为气体放电。基于气体放电发光原理的光源称为 气体放电光源。 1）弧光放电灯 (1) 低强度气体放电灯：荧光灯和低压钠灯。 (2) 高强度气体放电灯：高压汞灯，高压钠灯和金卤灯，氙灯。 2）辉光放电灯：主要是霓红灯和氖灯。 3. 固体发光光源： 某种固体材料与电场相互作用而发光，如LED灯(Light Emitting Diode ) 。 二. 电光源的特性 1.白炽灯(incandescent lamp) 1879年爱迪生发明了炭丝白炽灯，1907年贾斯脱发明了钨丝 白炽灯。白炽灯靠灯丝通电加热产生辐射来发光。白炽灯发出的 光中，可见光占10%，红外线占83%，大部分电能转化为热能， 因此它的光效不高，一般在15lm/w。另外白炽灯寿命不长，约为 1000多个小时。 白炽灯的钨丝是电阻性阻抗，它的功率因数Cos=1，白炽灯 可以即开即关，调光范围宽。色温在 27002900k , 灯的显色性很好，显色 指数Ra可达95-99。 目前北美，欧洲和澳洲都已开始 限制使用白炽灯，随着照明科技的发 展，寿命短、 光效低的白炽灯将逐渐 被节能灯所取代。 2.卤钨灯(又称卤素灯，tungsten-halogen lamp) 普通白炽灯灯丝的高温会造成钨的蒸发，蒸发的钨沉淀在玻 壳上，使玻壳发黑。1959年发明了卤钨灯，利用卤钨循环的原理 消除了玻壳发黑的现象。灯的寿命可达2000小时。 为确保卤钨循环的正常进行，必须大大缩小玻壳尺寸，以提 高玻壳温度。因此卤钨灯的玻壳必须使用耐高温和机械强度高的 石英玻璃，卤钨灯又称石英灯。 卤钨灯的光效可达25lm/w，且有效防止了灯泡发黑，显色性 好，寿命长。卤钨灯的电源电压有220V，也有12V。其中反射形 卤钨灯因带有反射杯，又常称杯灯，MR型卤钨灯，在射灯使用 较多。广泛用于商店、橱窗、展厅、家庭室内照明。 3.荧光灯(日光灯，fluorescent lamp) 由充有稀薄惰性气体和水银蒸 气的荧光灯管、整流器和启辉器组 成。镇流器是带铁心的电感线圈。 启辉器由辉光管和小容量电容组成， 装在一个圆柱形外壳内。 荧光灯的光效可达60lm/w，显 色性好，寿命可达8000小时。 荧光灯有直管、环形和紧凑型三种，常用荧光灯一般为T8型（ 管径26mm）和T5 （管径16mm）直管荧光灯。 常用的荧光粉有卤粉和三基色荧光粉，后者光效高，显色性好 ，寿命长，广泛用于细管径荧光灯中。 荧光灯的管径越细，灯管越长，发光效率就越高。紧凑型荧光 灯又称节能灯，通过接桥或弯管的方式将玻璃管折叠起来，既提高 了光效，又保证了发光长度。 荧光灯的缺点在于调光不是很方便，必须使用调光电子整流 器。 4.高压钠灯 1966年高压钠灯正式投入市场， 标准400W高压钠灯的光效125lm/w， 寿命超过24000h，但显色性较低。 照射下的物体发黄。 高压钠灯具有发光效率高、耗电 少、寿命长、透雾能力强和不诱虫等 优点。广泛应用于道路、机场、车 站、广场、公园及庭院照明。高显色 高压钠灯主要应用于体育馆、商场和 宾馆等场所照明。 在正常工作条件下，整个启动过 程约需 10 分钟左右。 5.金卤灯(metal halide lamp) 金卤灯是最优秀的电光源之一，它具有高光效(65140lm/w)， 长寿命(500020000h)，显色性好，兼有荧光灯、高压汞灯、高压 钠灯的优点。金卤灯高显色性使之可以取代白炽灯和卤钨灯，彩色 金卤灯多用于景观照明和泛光照明。 金卤灯有石英金卤灯和陶瓷金 卤灯两种。根据灯管的形状，可分 为双端金卤灯，单端管状金卤灯和 单端泡状金卤灯。金卤灯启动过程 约需 10 分钟左右。 6.高压汞灯（high pressure mercury lamp） 高压汞灯是玻壳内表面涂有荧光粉的高压汞蒸汽放电灯。结构简 单、成本低，具有光效高，寿命长的特点，适用于工业照明、街道照 明等。 高压汞灯发出的光中不含红色，它 照射下的物体发青。高压汞灯从启动通 常需要410分钟。 7.霓红灯(neon tube) 霓虹灯是由玻璃管制成，经过烧制， 玻璃管能弯曲成任意形状，通过选择不 同类型的管子并充入不同的惰性气体， 霓虹灯能得到五彩缤纷、多种颜色的光。 霓虹灯画面由常亮的灯管及动态发 光的扫描管组成。扫描管按编好的程序亮或灭，组成一副流动的画 面。霓虹灯是一种投入较少、效果强烈、经济实用的广告形式。 7.半导体发光二极管灯(LED lamp) 它是属于半导体PN结场致发光的灯。不同的PN结材料，会 有不同的颜色。历史上第一个LED所使用的材料是砷化镓发红外 光谱，磷化镓LED发出的光线为绿光。1998年发白光的LED开发 成功。 LED优点： 1） 耗电非常低不超过0.1W。 2）将晶片封装在环氧树脂里面，体积小，重量轻，坚固耐用。 3）使用寿命可达10万小时 。 4）由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，安全环保。 5）可控性强，可以实现各种颜色的变化。 LED缺点：耐热性差，亮度低，有光衰，寿命瓶颈在系统驱动板。 1.各种电光源灯技术性能表 光源/参数白炽灯卤钨灯荧光灯节能灯金卤灯高压钠灯高压汞灯LED灯 功率范围W10-1000300-20006-1005-40150-150035-100050-10000.05-1 光效lm/w7.3-18.616.7-21 26.7- 57 35-81.876.7-11064-14031.5-52.515 亮度cd/m2107-108107-1081045-101045-71066-810610520-30 相对色温k 2400 / 2900 2800 / 3300 2500 / 6500 2700 / 6400 3600 / 4300 1900 / 2100 5500 3000 / 10000 显色指数Ra95-9995-9970-8070-8065-9523-403475 启动时间/s瞬间瞬间1-41010m4-8m8m0.1us 再启动时间/s 平均寿命/h 瞬间 1000 瞬间 2000-3000 1-4 8000 10 8000- 12000 10-15m 6000- 20000 10-15m 24000 5-10m 6000 0.1us 40000 各种电光源特点和适用场所 白炽灯 结构简单，成本低，显色性好，使用方便，无需附件，调光 性能良好，适用日常生活照明，剧场、舞台和应急照明。 卤钨灯 体积小，功率集中，显色性好，使用方便，可以带有降压变 压器附件，适用电视播放，绘图、摄影照明。 荧光灯 光效高，显色性好，寿命长，适用家庭，学校、办公室、商 业场所、医院、图书馆等。 节能灯集白炽灯和荧光灯的优点，适用家庭、宾馆照明。 高压汞灯 光效高、寿命长、耐震，适用街道、广场、车站、建筑室外 照明。 金卤灯 光效高、寿命长、显色性好，适用体育场馆、展览中心、游 乐场所、广场、街道、车站等。 高压钠灯 光效高、寿命长、透雾性强，适用道路、机场、车站、广 场、体育场等。 2.各种电光源特点和适用场所 4.2.2 灯具的分类和特性 灯具( luminaries) 是一种产生、控制和分配光的器件。包括 1.光学系统：反射器（球面、椭球面和抛物面反射器） 折射器（透镜） 遮光器件（格栅等） 2.电气附件：镇流器、触发器等 3.机械构件：灯座、外壳、支架、调节调焦机构、防减震器等 一. 灯具的分类类 1.按光通量在上下空间分布的比例 1）直接型灯具( direct luminaries) 光直接从灯具下方射出(向上光010，向下光90100) 。 顶部反光材料不透明，通常由金属、搪瓷等制成。直射型灯具效率高， 光线集中，方向性强，但容易产生较重阴影，且顶部几乎没有光线。 2）半直接型灯具 (semi-direct luminaries) 光线通过半透明材料发出(向上光1040，向下光6090) 。 能将较多的光线照射到工作面，空间环境也得到适当亮度，一般为玻 璃罩型。 3） 漫射型灯具( diffused luminaries) 能向灯具下部发射40%60%直接光通量的灯具。它是采用漫 射透光材料制成封闭式的灯罩，将光线均匀地投向四面八方，光线 柔和，但光通利用率较低。乳白灯泡就是其中的一种。 4）半间接型灯具(semi-indirect luminaries) 能向灯具下部发射 10%40%直接光通量的灯具。上面敞口的 半透明罩属于这一类。它们主要作为建筑装饰照明，由于大部分光 线投向顶棚和上部墙面，增加了室内的间接光，光线更为柔和宜 人。 5）间接型灯具(indirect luminaries) 能向灯具下部发射10%以下的直接光通量的灯具。由于光线向 上发射到顶棚，使环境光线均匀柔和，并且无阴影，直接眩光与反 射眩光都很小。此类灯具的光通利用率比前面四种都低， 且灯具顶 部容易和灰尘，影响发光效率，光损耗大。 2.根据灯具的安装方式, 可分为固定式和可移动式。 固定式有 1）悬吊式灯具 ( pendant luminaries) 用吊绳、吊链、吊管等悬吊在顶棚上或墙支架上的灯具。 2）嵌入式灯具 (recessed luminaries) 完全或部分地嵌入安装表面内的灯具。 3）吸顶灯具 ( ceiling luminaries, surface mounted luminaries ) 直接安装在顶棚表面上的灯具。 4） 壁灯 (wall luminaries) 直接固定在墙上或柱子上的灯具。 可移动式有 1）落地灯( floor lamp) 装在高支柱上并立于地面上的可移式灯具。 2）台灯 (table lamp) 放在桌子上或其它连接电源的便携式灯具。 3）轨道灯（track light） 装入轨道，可移动并改变角度，用于局部照明，一般多为射灯。 3. 按防触电电保护护分类类 为为了电电器安全，灯具所有带电带电 部分必须须采用绝缘绝缘 材料等加以隔 离。灯具的这这种保护护人身安全的措施称为为防触电电保护护。根据国家防触 电电保护护方式，灯具可分为为0，和4类类，每一类类灯具的主要性能 及其应应用情况在表中有详细详细 的说说明。 灯具等级 灯具主要性能 应用说明 0类 保护依赖基本绝缘，在易触及的 部分及外壳和带电体间的绝缘 适用安全程度高的场合,灯具安装、维护 方便。如空气干燥、尘埃少、木地板等条 件下的吊灯、吸顶灯 类 除基本绝缘外，易触及的部分及 外壳有接地装置，一旦基本绝缘 失效时，不致有危险 用于金属外壳灯具,如投光灯、路灯、庭 院灯等，提高安全程度 类 除基本绝缘，还有补充绝缘，做 成双重绝缘或加强绝缘，提高安 全性 绝缘性好，安全程度高，适用与环境差、 人经常触摸的灯具，如台灯、手提灯等 类 采用特低安全电压（交流有效值 90 极好 对色彩鉴别要求极高的场所，如美术馆、博物馆及印刷 等行业及场所 8090 家庭、饭馆、高级纺织工艺及相近行业 6080 办公室、学校、室外街道照明 4060 重工业工厂、室外街道照明 2040 室外道路照明及一些要求不高的地方 6.色温（color temperature） 色温是指将物体加热，温度升高到某一程度时，颜色开始由 深红浅红橙黄白蓝白蓝逐渐改变，当某光源的光色与 物体的光色相同时，以物体当时的绝对温度称为该光源的色温 。 1）低色温：色温在3300K以下，光色偏红给以温暖的感觉； 当采用低色温光源照射时，能使红色更鲜艳。 2）中色温：色温在30006000K为中间，人在此色调下无特 别明显的视觉心理效，称为“中性“色温。当采用中色温光源照射 时，使蓝色具有清凉感。 3）高色温：色温超过6000K，光色偏蓝，给人以清冷的感觉 ，当采用高色温光源照时，使物体有冷的感觉。 7.维护系数( maintenance factor ) 照明设备使用一定时期后，工作面上的平均照度与设备新安装时 的平均照度之比。 8.灯具的配光或光强分布（distribution of luminous intensity） 灯具在空间各方向的光强度分布称为灯具的配光曲线。 光强度是指光源在给定方向上单位立体角所辐射的光通量。它是 表明光源在空间发射的汇聚能力。单位为坎德拉，即cd。 配光曲线按照其对称性质通常可分为：轴向对称、对称和非对称 配光。轴向对称是指各个方向上的配光曲线都是对称的，如筒灯、工 矿灯。 配光曲线常用两种种表示方法：一是极坐标法，二是直角坐标 法。 A、极坐标配光曲线 在通过光源中心的测光平面上，测出灯具在不同角度的光强 值。从某一方向起，以角度为函数，将各角度的光强用矢量标注出 来，连接矢量顶端的连接就是照明灯具极坐标配光曲线。 大部份的灯具的形状是轴对称的旋转体，其发光强度在空间的 分布也是轴对称的。所以，通过灯具轴线取任一平面，以该平面内 的光强分布曲线来表明照明灯具在整个空间的分布就够了。 如果照明灯具发光强度在空间的分布是不对称的，例如长 条形的荧光灯具，则需要用若干测光平面的光强度分布曲线来 说明空间光分布。取同灯具长轴相垂直的通过灯具中心下垂线 的平面为C0平面，与C0平面垂直且通过灯具中心的下垂线的 平面为C90平面。至少要用C0、C90两个平面的光强分布说明 非对称灯具的空间配光。 C0平面C90平面光强分布3D模拟图 为了便于对各 种照明灯具的光分 布特性进行比较， 统一规定以光通量 为1000流明（lm） 的假想光源来提供 光强分布数据。因 此，实际光强应是 测光资料提供的光 强值乘以光源实际 光通量与1000之 比。 B：直角坐标配光 曲线 对于聚光型灯具 ，由于光束集中在十 分狭小的空间立体角 内，很难用极坐标来 表达其光强度的空间 分布状况，就采用直 角配光曲线表示，以 竖轴表示光强图I，以 横轴表示光束的投 角。 9.光束角 （beam angle） 指在垂直光束中心线之一平面上，光强等于最大光强一半的二 个方向之间的夹角 。 同样的光源在不同角度的反射器中，光束角越 大，中心光强越小，光斑越大。 配光按照其光束角度通常可分为： 窄配光 （ 40） 宽配光 （ 40） 照明灯具的光强分布是利用灯具的反射罩（器）、格栅等控制灯光 实现的。阳极氧化或抛光氧化铝、不锈钢板是常用的镜面反射器材料。 2.3 照明设计及计算 2.3.1 照明设计的内容 一.照明设计的对象 室外照明包括 1. 建筑物照明(building lighting) ：建筑，建筑小品等。 2. 构筑物照明(structure lighting) ：塔、碑、桥梁等。 3. 园林照明(garden lighting): 山石、流水、雕塑、绿地、花草等。 室内照明包括 1. 居住空间照明(residential space lighting) 2. 商业空间照明(business space lighting) 二.照明设计的步骤 1. 概念设计： 了解环境照明空间的规模和功能，投资需求，室内设计师或建筑师设 计要求。 2. 方案设计： 包括照明光学设计和电气部分设计。 照明光学设计的内容有 1）确定照明标准：包括照度标准值，显色指数 2）选择照明方式：一般照明，局部照明，混合照明 3）选择照明产品： 光源选择：光效，显色性，色温，寿命，价格 灯具选择：安全，与光源配套，高效，无眩光，美观 4）确定灯具布置方案：功能照明一般采用均匀对称，按规律布 灯。 5）照明计算：包括照度计算和眩光计算等 3. 施工图设计包括 1）绘制平面图 ：确定 灯具类型、数量及位置、安装形式，光源类 型和额定功率。配电箱型号，开关型式、位置及安装方式，配电干线和 支线的导线型号，根数、截面，是否有套管（相应管材，管径等）。 2）绘制剖面图和立面图 3）绘制材料明细表和工程预算 2.3.2 照明计算 1.照明计算的方法 照度的计算方法，有利用系数法、单位容量法等。 下面主要介绍一下利用系数法 。 1）利用系数的概念 照明光源的利用系数(utilization coefficient) 是投射到工作面上 的光通量（ 包括直射光通量和反射光通量）与光源发出的全部光 通量之比来表示， 即U=e/。 空间利用系数与灯具类型、安装高度、室空间比和房间（顶棚 ，墙面和地面）反射率有关。 可将房间划分三部分空间：顶棚空间（灯具开口平面到顶棚之 间的空间）、室空间（灯具开口平面到工作面）和地板（工作面到 地面）空间。对于装设吸顶灯或嵌入式灯具的房间，没有顶棚空间 ；而工作面为地面的房间，则无地板空间。 带反射罩式多管荧光灯利用系数 Pt705030 Pq503010 Pd30103010 RI利用系数U% 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.25 1.5 1.75 2.0 2.25 2.5 3.0 3.5 4.0 5.0 36 40 44 47 50 53 57 61 65 68 70 72 75 78 80 82 34 38 42 45 47 50 53 57 60 62 64 65 67 69 70 72 29 33 36 39 42 44 48 52 54 57 59 60 63 65 66 69 25 29 33 35 38 40 43 47 51 54 56 57 60 62 64 66 室空间比RCR (room cabin rate) 定义为 RCR=5h(l+b)/lb 式中 h-室空间高度； l -房间的长度； b-房间的宽度。 室空间比与室形指 数RI（room index）有 关，即RCR=5/RI。 2）按利用系数法计算工作面上的平均照度 Eav=（NUK）A 式中：Eav=平均照度 =单个灯具的光通量 U=利用系数 K=维护系数 N=灯具数量 A=地板面积 维护系数K是指随着照明灯具的老化，灯具光输出能力降低或房间灰 尘的积累，空间反射效率降低，使照度降低。 （1）较清洁的场所，如住宅、办公、专卖店等，维护系数K取0.8； （2）一般性的商店、超市、影剧院等，维护系数K取0.7； （3）污染指数较大的场所如厨房等，维护系数K则可取到0.6左右。 例：某机械加工生产车间长为58m、宽为18m、高为8m，矩形， 员 工工作业台面为0.8m。顶棚混合水泥土结构，墙壁刷成白色。采用 悬挂灯PAK-H01-250L-AP-LJ配250W金卤光源作为照明使用， 400Lx照度即可达到照明需求。试计算需多少套灯具？ 解： 根据照度计算公式： EAV=( NUK)/(AB) 查资料得各参数： (1) 250W金卤光源的总光通量为： =18500lm (2) U=0.65，K=0.7 (3) A=58，B=18 将以上各参数代入公式得：N=49(套) 例:某办公室长18.2米，宽10.8米，顶棚高2.8米，桌面高0.85米， 灯具采用 2X55W防眩日光灯具，光通量为3000Lm，色温3000K， 显色性Ra90以上。利用系数0.7，维护系数0.8，灯具数量33套，求 办公室内平均照度是多少？ 解: 根据照度计算公式，求得： Eav=（33套6000Lm0.70.8）（18.2米10.8米） Eav=110880.00196.56 m2 Eav=564.10Lx DIALux 是由包括Philips等多家全球照明企业共同支持研发的 专业照明软 件，1995出现在德国汉诺威展览会上目前DIALux官网有 免费版本可以下载。 十年来，已有43家灯具制造商参加的队伍在管理赞助DIALux项 目。这些持有DIALux许可证的厂家提供“DIALux插件”，即电子灯具 目录。该目录与DIALux相配，为照明设计师选择灯具产品提供了方 便。而对灯具厂商来说，DIALux则是一个行销工具，即他们灯具的 展示平台。 从DIALux 开始， DXF/DWG 图库纳入DIALux软件内。 现在也能读取AutoDesk AutoCAD 2010保存的DWG/DXF文件 。 http:/www.dial.de/DIAL/cn/home.html /index.wpd DIALux如需下载DIALux, 请访问www.dial.de 下载完DIALux软件后，请返回本页下载飞利浦-DIALux插件程 序。 DIALux Plug-in + 下载插件程序 (12,276KB) ZIP 目前已有雷士、三雄及亚明三家中国企业的灯具插件可以使用。 设计步骤如下： 1.编辑空间：插入新的空间，载入DWG文件，粘贴天花板、房 间、立柱及门窗。 2.粘贴装备：布置家具、粘贴材质。 3.照明设计：选取及布置灯具 4.计算物体 5.分析结果：获取报表 2.3.3 夜景照明设计 照明应该充分反映出建筑的性质，结构，材料特征和设计风 格。 一.建筑夜景照明 1.建筑夜景照明方式 1）泛光照明（flood lighting) 建筑立面的泛光照明就是用投光(泛光)灯按设计计算的一定角 度直接照射建筑物立面，不仅能显现建筑物的全貌，还能将建筑物 的造型，立体感，饰石材料和材料质感，重塑建筑物的夜间的形 象。 外墙泛光照明的光色多采用黄、白两种光色，忌讳使用彩色光 及大量的动态变化光色。 目前国家尚无制定夜景照明的标准。一般来说，照度值宜取 50100lx左右估算用电负荷是比较适宜的。 泛光照明的灯具可采用投光灯、地埋灯、洗墙灯，选择金卤 灯、高压钠灯、 LED作为光源。 金卤灯： 色温宽（3000-5600K），显色指数高（65-92）， 光效高（75-95lmW），寿命长（9000-15000h） 市场上的金卤灯有洋红，蓝色，绿色，橙色和柠檬 黄。若工艺控制不严，有效寿命期间光色容易漂 移。 高压钠灯：色温低（1700-2500K），显色指数低（23-25）， 光效高（80-130lmW），寿命长（大于20000h） LED： 色温宽（3000-10000K），显色指数80 光效高（110-130lmW）， 寿命可达10万小时 2）轮廓照明(contour lighting) 建筑轮廓照明就是用美耐灯、霓虹灯、 节能灯、冷阴极荧光 灯、LED轮廓灯、 LED彩虹管（灯带）等灯饰直接勾画建筑轮廓。 用窄光束光照射建筑物边缘也可勾勒轮廓。当光源损坏而出现断续点 亮时，会影响景观照明效果。 如湖南国贸大酒店。 3）内透光照明 (lighting from interior lights) 内透光照明就是利 用室内光或装置在特殊 位置的灯具从建筑物内 部向外透射光线，形成 玲珑剔透的夜景照明效 果。 适合于多窗或玻璃 幕墙的建筑。 内透光照明可采用 三基色荧光灯：色温宽（2700-6500K），显色指数高（80-96）， 光效高（大于90lmW），寿命长大于12000h 冷阴极荧光灯：色温宽（2700-10000K），显色指数高， 光效一般（30-40lmW），寿命长大于20000h 2.建筑夜景照明原则 1）慎用彩色光： 彩色光色彩强烈，在增强某种颜色的同时也改变了建筑立面上其它 颜色的色调，引起色彩失衡。 2）节约能源： 采用光效高的照明光源、灯具和配套的电气设备。夜景照明也可以 通过灯光控制系统来节约能源。 3）避免光污染： 尽量做到灯具安装隐蔽，最好能够只见光，不见灯。 4）便于维修： 夜景照明设备要安全可靠，并且要便于维修 。 3.照明计算 CIE对室外装饰照明的照度建议值 表面材料 照度 环境明暗程度 低亮度 中亮度 高亮度 淡色材料、白色大理石 20 30 60 中等颜色石材、水泥、浅色大理石 40 60 120 深色石材、灰色花岗石、深色大理石 100 150 300 浅黄砖 30 50 100 浅棕色砖 40 60 120 深棕色砖、粉红色花岗石 55 80 160 红砖 100 150 300 深色砖 120 180 360 装饰混凝土 60 100 200 油漆面层、彩色挂板 200 300 600 根据建筑物的投射面积及期望达到的照度值，可以计算泛光照明 所需的泛光灯具的数量。主要计算方法有两种，即利用系数法和发光 强度法。前者适用于大面积投光的建筑物立面泛光照明；后者适用于 面积小，高度高或圆弧形建筑物的泛光照明。 利用系数法如下： =（EA）/u 式中：使被照立面达到要求的照度值所需要的光通量； A被照立面的总面积； E被照立面上所要求的照度值 u利用系数。 考虑到光源产生的光通量受建筑材料反射系数的影响而减光、灯 具使用一段时间后光通量衰减及灯具的清洁程度等情况，平均利用系 数u取0.250.35。根据求得的和单台泛光灯的光通量o值，则可 求出所需泛光灯的台数，即： N=/o （台） 例:某银行为21层，裙楼（商场）3层，421层为办公楼，要求建筑物 沿街立面设计有泛光照明。裙楼沿街立面总面积为88*12.5（高） =1100 。421层沿街立面（三个立面）总面积为90*38（高） =3420 。取照度平均值为80lx，平均利用系数u取0.25。 解：1.裙楼立面部分 =（EA）/u =（80*1100）/0.25 = 352000lm 选用飞利浦SWF330型泛光灯具，内配SONT400W高压钠灯光 源，每盏灯具的光通量o为47000lm，则需要灯具台数： N=/o= 352000/47000 = 7.49台（取8台） 2.办公楼沿街立面（三个立面） =（EA）/u =（80*3420）/0.25 = 1094400lm 选用飞利浦HNF207型泛光灯具，内配SONT1000W高压钠灯光 源，每盏灯具的光通量o为125000lm，则需要灯具台数： N=/o =1094400/125000 = 8.25台（取9台） 3.泛光照明布灯位置： A：沿街人行道旁绿化带花丛中设四组，每组（2*400W）； B：在3层裙楼屋面处设置9组（1*1000W）泛光灯具（上投光）。 二.园林景观照明 1.植物照明 对树木的照明应根据树木的种类、大小来选择灯具，常用的灯具 有投光灯、地埋灯、草坪灯、庭院灯等。可采用金卤灯、高压钠灯、 LED灯、节能灯、荧光灯作为光源。 照明方式一般有以下几种： （1）上照式：常规的照明方式，一般将主视面方向照亮即可。 （2）下照式：将灯具从树上往下照明，在地面产生枝叶交错的阴 影，即为月光照明。 （3）全方位上照式：一般在树下采用一组灯具将树木照亮，重点 表现整体立体感。 （4）背景照明：将植物后面的墙照亮，使树叶成为黑色的影子， 营造剪影的照明效果。 （5）点缀式照明：如采用LED线条灯，光纤灯挂在树上，做成繁 星点点的效果，通常在街上采用。 2.景观小品照明 2.3.4 室内照明设计 一.照明器的布置 1.悬挂高度 灯具悬挂过高会使受照面的照度降低，浪费电能，不利于维 护。悬挂过低不安全。另外还要考虑照度均匀度及无眩光。 2. 距高比(spacing height ratio of luminaire) 是指灯具光中心之间的距离与灯具悬挂高度之比。 L是灯安装水平之间的距离，H是灯具悬挂的高度 ，令距高比 为J，则J=L/H。 CIE规定最小照度与平均照度之比小于0.8，我国标准规定不得 小于0.7。 L/H值小，说明光线相互交叉照射越充分，照度均匀度好，但 投资多，经济性差; L/H值过大，布灯就稀少，照度均匀度就差。 二.居住空间照明（residential space lighting） 居住建筑照明标准值 房 间 或 场 所 参考平面及高度 照度标准值 Ra 起居室 一般活动 0.75m水平面 100 80 书写阅读 300 卧 室 一般活动 0.75m水平面 75 80 床头阅读 150 餐 厅 0.75m餐桌面 150 80 厨 房 一般活动 0.75m水平面 100 80 操作台 台 面 150 卫 生 间 0.75m水平面 100 80 三. 办公空间照明（office space lighting） 办公室照明已成为直接影响办公效率的主要因素之一。 1）照度水平的确定 我国民用建筑照明设计标准规定一般办公室照度值为100 200lx,走廊照度值为50lx左右。英国照明工程学会关于办公室照明的照 度推荐值是500750lx, 日本办公楼照明的照度标 准是5001500lx。 2）眩光的控制 眩光包括直射眩光和 反射眩光。 3）节能 可采用三基色荧光灯， 冷阴极荧光灯等。 四. 餐饮空间照明(dining space lighting) 餐饮空间通常有三种：私密的餐饮空间、休闲餐饮空间和快速 消费空间。私密的餐饮空间包括西餐馆、酒吧、高档会所等等，人 们聚集此地更多的是体验和娱乐，这些空间柔和低调，整体的照度 水平低，偶有特色的装饰作为视觉中心照亮。 休闲餐饮空间包含了大部分的酒店与饭店，在这里品尝食物是 最重要的。在这类空间中灯光的分布较为均匀，照度一般会控制在 50100 lx。 快餐类的消费空间，例如学校餐厅、自助餐厅，以及大家熟知 的肯德基、麦当劳等等，前来就餐的客人追求快捷优质的服务，而 饭店的主人追求更