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高层建筑电气设计,第三章 照明系统设计,电气照明的基本知识 光源、灯具的选择与布置 照明标准与照度计算 室内照明设计 室外照明设计 照明配电系统设计 应急照明系统设计,本章学习内容,第1节 电气照明的基本知识,现代物理学证实，关于光的本质有两种理论，即电磁理论和量子理论。 光的电磁理论认为光是在空间传播的一种电磁波，而电磁波的实质是电磁振荡在空间的传播。 光的量子理论则认为光是由辐射源发射的微粒流。,1.1 光的基本概念,电磁波波谱图如图所示。电磁波的波长范围极其宽广，光只是其中的一个范围。 波长小于380 nm的电磁辐射叫做紫外线；波长大于780 nm的电磁辐射叫做红外线。紫外线和红外线均不能引起人的视觉。 从380 nm到780 nm这个波长范围的光叫做可见光。顾名思义，可见光能引起人的视觉。,第1节 电气照明的基本知识,可见光又可分为7种单色光： 红640780nm、橙600640nm、 黄570600nm、绿490570nm、 青450490nm、兰430450nm、 紫380430nm,第1节 电气照明的基本知识,光的量子理论可用来解释光的吸收、散射及光电效应等，而这些现象都无法用电磁理论来解释。 总之，电磁理论是从宏观上来研究光，而量子理论则是从微观上来研究光。因此，光的两种理论并不是互相矛盾的。,第1节 电气照明的基本知识,第1节 电气照明的基本知识,1光通量： 光源在单位时间内，向外辐射出使人眼产生光感觉（可见光）的能量。 符号为，单位为流明(lm)。 光通量是说明光源发光能力的基本量。通常该参数在产品出厂的技术参数表中给定。例如： 220 v /40 w 普通白炽灯的光通量为350 lm； 220 v /40 w 荧光灯的光通量大于2000 lm，是白炽灯的几倍。 光源光通量越大，人们对周围环境的感觉越亮。,12 照明的基本物理量,2发光强度 光源在给定方向上、单位立体角内辐射的光通量。 符号为i，单位为坎德拉(cd)。 发光强度是表征光源(物体)发光强弱程度的物理量。,第1节 电气照明的基本知识,例如： 40w白炽灯，看作点光源时，其向空间发送的光通量约为350lm，其立体角为4，则 发光强度,如果给其加上反光罩，其光通量并未改变，但其在空间的分布发生了变化，光罩下面空间的光强提高，更明亮。,光强描述了光源发出的光通量在空间的分布情况。在光源的光通量一定的情况下，只与其在空间的分布密度有关。因此，在不改变光源的前提下，调整光强在各个方向的分布，可改善光强。,第1节 电气照明的基本知识,立体角图,3照度 被照物体表面单位面积接收到的光通量， 符号为e， 单位为勒克司(lx)。 照度用来表征被照面上接收光的强弱 照度不考虑被照面的性质(反射、透射和吸收)、不考虑观察者在哪个方向，因此它只表明被照物体上光的强弱，并不表示被照物体的明暗程度。,第1节 电气照明的基本知识,一般情况下： 1 lx仅能够辨别物体轮廓； 5 lx看书阅读还比较困难 50 lx只能用于短时阅读； 距一个40w的白炽灯1m远处的物体表面照度约为30 lx; 白天采光良好的室内照度为100 500 lx,照度是照明工程中重要的参数，照度计算是照明工程设计的主要任务之一，设计要满足照明标准中规定的照度要求。照度是计算照明光源用电负荷的主要依据，照明空间的照度可用照度计测量。,第1节 电气照明的基本知识,在同样照度的平面上，放置两个同样大小的物体，一个黑，一个白，看上去表面为白色的物体要亮的多。,原因：人体视觉并不取决于物体的照度，而是取决于物体表面的光亮程度，被视物体沿视线方向上的发光强度造成了人体视觉现象。,第1节 电气照明的基本知识,4亮度 光源在给定方向单位投影面积上的发光强度。 符号为l，单位为尼特(nt)、cd/m2。 人眼对明暗的感觉不是取决于物体上的照度，而是取决于物体在眼睛视网膜上成像的照度。 亮度考虑了光的辐射方向，可以用来描述发光体或反光物体表面光亮程度。 “亮度”是衡量照明质量（明暗程度）的一个重要依据。,第1节 电气照明的基本知识,5色温 当光源的发光颜色与黑体(能吸收全部光能辐射的物体)被加热到某一温度所发出的光的颜色相同时的温度。 色温用绝对温度表示，绝对温度等于摄氏温度加 273 k。例如温度为2 000 k的光源发出的光呈橙色，3 000 k左右呈橙白色，4 500 7 000 k近似白色。 例如： 白炽灯的色温为2400k(15w灯泡)2900k(1000w灯泡)。 日光灯的色温为6500k,第1节 电气照明的基本知识,冷暖感觉： 暖色-红色、橙色和黄色产生温暖的感觉； 冷色-青绿、青蓝、青紫颜色产生凉爽的感觉； 中性色-黑、白、灰。 5000k：光色偏白，冷色光（荧光灯6500k），对冷饮室、教室、计算机房等场所，营造凉爽清醒的效果； 33005000k：光色白中略偏红，视觉温和，对车站、商场等场所，营造轻松活跃的效果； 3300k：光色偏红，暖色光，视觉暖和（白炽灯2500k），对宾馆大堂、酒吧等场所，营造亲切温暖、宾至如归的效果；,第1节 电气照明的基本知识,第1节 电气照明的基本知识,6显色性和显色指数 光源的显色性同一颜色的物体在具有不同光谱能量分布的光源照射下，显出不同的颜色，即光源对被照物体颜色显现的性质。 光源的显色指数指在被测光源照射下物体的颜色与日光参照光源照射下该物体颜色相符合的程度。 符号为ra。 颜色失真越少，显色指数越高，光源的显色性好。 国际上规定参照光源的显色指数为100。,第1节 电气照明的基本知识,第1节 电气照明的基本知识,7发光效率 简称为光效。针对照明灯而言，是指光源发出的总光通量与电灯消耗电功率的比值，也就是单位功率的光通量。 例如：一般白炽灯的发光效率约为7.1 17 lm /w ，荧光灯的发光效率约为 25 67 lm /w ，荧光灯的发光效率比白炽灯高。 发光效率越高，说明在同样的亮度下，可以使用功率小的光源，即可以节约电能。,第1节 电气照明的基本知识,8物体的光照特性 表征物体光照性能的三个参数： 反射比(反射系数、反射率)： 吸收比(吸收系数、吸收率)： 透射比(透射系数、透射率)：,第1节 电气照明的基本知识,照明基本物理量小结 光通量-针对光源而言的，表征了发光体辐射光能的多少，不同的发光体具有不同的能量； 发光效率-针对光源而言的，表示了光源发光的质量和效率，根据这个参数可以判别光源是否节能； 发光强度-针对光源而言的，表明光通量在空间的分布状况，工程上用配光曲线图加以描述； 照度-是针对被照物而言的，表示被照面接受光通量的面密度，用来鉴定被照面的照明情况； 亮度-表示发光体在视线方向单位面积上的发光强度，它表明物体的明亮程度。 光源显色性和色温-是光源的两个重要颜色指标。,第1节 电气照明的基本知识,13 照明分类,第1节 电气照明的基本知识,建筑物内照明（按使用功能分） 1一般照明 不考虑特殊部位的需要，照亮整个场地，照度比较均匀。如仓库、办公室、会议室、教室、候车室、营业大厅等。 可有分区照明，以节约能源。 2局部照明 局限于工作部位的固定或移动的照明。如车间内机床灯、商店橱窗的射灯、办公桌上的台灯等 整个场所不应只设局部照明而不设一般照明。 3混合照明 一般照明与局部照明共同组成的照明。 其一般照明的照度不低于混合照明总照度的510。,照明种类（按照明用途的不同分类） 正常照明正常工作时，一般可以单独使用。 应急照明为正常照明因故障，供事故情况下的照明。有备用照明、安全照明、疏散照明等。 值班照明可利用正常照明或应急照明小的一部分。 警卫照明警戒。 障碍照明航空障碍标志，采用能穿透雾气的红光灯具。 标志照明借助照明以图文形式告知人们通道、位置、场所、设施等信息。 景观照明有装饰照明、庭院照明、喷泉照明、节日照明等。,第1节 电气照明的基本知识,21 电光源 人类最早发明的电光源是弧光灯和白炽灯。 1807年英国的戴维制成了碳极度弧光灯。 1878年，美国的布拉许利用弧光灯在街道和广场照明取得了成功。 1879年 10月 22日，美国著名电学家和发明家爱迪生点燃了第一盏真正有广泛实用价值的电灯，揭开了电应用于日常生活的序幕。 随着科学技术突飞猛进的发展，各种新光源产品不仅在数量上，而且在质量上也产生了质的飞跃。发光效率高，显色性好，使用寿命长的新型电光源产品不断应用于建筑照明中。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,第2节 电光源、灯具的选择与布置,1、热辐射光源 热辐射光源利用物体通电使之发热到白炽状态而发光的原理所制造的光源。其功率因数接近1。 白炽灯： 靠钨丝白炽体的高温热辐射发光； 显色性好； 只有极少部分为可见光，其发光效率低； 抗震性较差； 灯丝发热蒸发出的钨分子在玻璃泡上有黑化现象； 平均寿命一般达1000h； 电源电压变化会直接影响其使用寿命和发光效率； 常用在建筑物室内照明。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,白炽灯分类 按其用途和使用场合分：普通白炽灯、装饰灯、舞台灯、照相灯、信号灯、指示灯； 按定向发光性能分：聚光灯、反射灯； 按玻璃壳特性分：磨砂灯、涂白灯、乳白灯、彩色灯； 按是否充入气体分：真空灯、充气灯； 按使用电压高低分：市电灯、低压灯、经济灯等，低压灯额定电压 12 36 v，经济灯电压在 1.5 8 v。 结构 灯头、玻璃泡、支架、钨丝及惰性气体构成。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,第2节 电光源、灯具的选择与布置,第2节 电光源、灯具的选择与布置,与卤钨灯对比,第2节 电光源、灯具的选择与布置,卤钨灯： 在白炽灯的基础上改进, 就是卤钨灯泡内所填充的气体含有部分卤族元素或卤化物。 当充入卤素物质的灯泡通电工作时，从灯丝蒸发出来的钨，在灯泡壁区域内与卤素化合，形成一种挥发性的卤钨化合物。卤钨化合物在灯泡中扩散运动，当扩散到较热的灯丝周围区域时，卤钨化合物分解成卤素和钨，释放出来的钨沉积在灯丝上，而卤素再继续扩散到温度较低的灯泡壁区域与钨化合，形成卤钨循环。卤钨循环有效地抑制了钨的蒸发，延长了卤钨灯的使用寿命，有效的改善了普通白炽灯的黑化现象，同时还进一步提高了灯丝温度，获得较高的光效，减小了使用过程中光通量的衰减。,碘钨灯结构,特点： 发光效率比白炽灯高30。 为使卤钨循环顺利进行，卤钨灯必须水平安装，倾斜角不得大于40。 不允许人工冷却，工作时的管壁温度高达600，不能与易燃物接近。 由于卤钨灯工作时采用卤钨循环原理，较好地抑制了钨的蒸发，从而防止卤钨灯泡的发黑，使得卤钨灯在寿命期内的光维持率基本维持在 100% 。 在色表和显色性方面与普通白炽灯相比，其光色更白一些，色调更冷一些，但显色性较好。 耐震性、耐电压波动性都比白炽灯差。 常用于电视转播等场合。被广泛作为商业橱窗、餐厅、会议室、博物馆、展览馆照明光源,第2节 电光源、灯具的选择与布置,卤钨灯分类： 按充入灯泡内卤素的不同分：碘钨灯和溴钨灯； 按灯泡外壳材料的不同分：硬质玻璃卤钨灯、石英玻璃卤钨灯； 按工作电压的高低不同分：市电型卤钨灯和低电压型卤钨灯（6 v /12 v /24 v）； 按灯头结构的不同分：双端、单端卤钨灯； 按色温的高低分：高色温3 000 k以上，中色温 2 800 3 000 k，低色温 2 800 k 以下卤钨灯； 按应用领域分：室内照明、泛光照明、舞台照明、放映、幻灯、投影以及电影、电视、新闻摄影卤钨灯； 按外形分：管形卤钨灯和柱形卤钨灯。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,卤钨灯的主要技术参数,第2节 电光源、灯具的选择与布置,与白炽灯对比,2、气体放电灯 荧光灯： 利用汞蒸气在外加电源作用下产生弧光放电，可以发出大量的可见光和大量的紫外线，紫外线再激励管内壁的荧光粉使之发出大量的可见光。 由镇流器、灯管、启辉器和灯座组成。 优点：光效高，使用寿命长，光谱接近日光，显色性好。 缺点：有频闪效应，不宜频繁开启。 目前使用电子镇流器的荧光灯，其功率因数达到0.9。 用在图书馆、教室、隧道、地铁、商场等对显色性要求较高的场所。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,根据单端荧光灯的放电管数量及形状分为 单管、双管、四管、多管、方形、环形荧光灯等类型。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,部分直管形荧光灯技术参数,第2节 电光源、灯具的选择与布置,高压汞灯(水银灯)： 工作原理同荧光灯，利用汞蒸气放电发光原理而制成的灯。但功率更高。 光效高，寿命长。显色性较差。 按构造分：外镇流式高压汞灯和自镇流式高压汞灯。 适用于庭院、街道、广场、工业厂房所的照明。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,第2节 电光源、灯具的选择与布置,荧光高压汞灯的主要技术数据,高压钠灯： 利用高压钠蒸气放电，其辐射光的波长集中在人眼感受较灵敏的区域内，故其光效高（为各种电光源之首），寿命长，但显色性差。 用于交通和广场照明。 高显色型高压钠灯，其色温与白炽灯相近，在不少场所可以代替白炽灯，节省电能。由于其显色性好，在更多的场所取代高压汞灯。 缺点:受电源电压影响较大。电压波动在 -8% +6% 范围内可正常工作，电源电压过高或过低，将会影响灯泡的正常燃点及寿命。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,金属卤化物灯： 其结构与高压汞灯相似，发光管内添加金属卤(碘为主)化物，利用金属卤化物在高温下分解产生金属蒸气和汞蒸气的混合物，激发放电辐射出特征光谱。 较高的光效，寿命长，显色性极好。起动电压比较高，起动电流较 低，起动时间长。 适用于繁华街道、体育馆、商场、广场及高大厂房等。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,氙灯 是最常用的惰性气体放电光源，其光色好，功率大，光效高，光谱能量分布与日光比较接近，并且不随电流的变化而改变，被人们称做“人造小太阳”。 氙灯光色很好，色温为 5 500 6 000 k，平均显色指数为 94，寿命比钠灯、汞灯短，接近于白炽灯，仅为 1 000 h左右。 常被用于建筑施工现场、广场、车站、码头等需要高照度、大面积照明的场所。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,led（lighting emitting diode）即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。 led 的特点：寿命长，光效高，无辐射、低功耗与响应速度快。led 的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可达 80% 90% 。 led 光源是国家倡导的绿色光源。,3、led光源,第2节 电光源、灯具的选择与布置,电光源的相关参数： 额定电压指光源及其附件组成的回路所需电源电压的额定值。 额定功率指光源自身及其附件消耗的功率之和。 起动时间指光源接通电源开始至光源发出的光通量达到稳定值时所需的时间。 有效寿命指光源光通量衰减到初始值的70时的寿命。 全寿命指光源从开始使用到无法使用的寿命。 平均寿命指光源有效寿命的平均值。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,22 电光源的选择,常用电光源的主要技术特性比较表31,第2节 电光源、灯具的选择与布置,第2节 电光源、灯具的选择与布置,依据光源的光色特性选择光源,第2节 电光源、灯具的选择与布置,依据光源的显色指数选择光源,第2节 电光源、灯具的选择与布置,依据光源的光效以及总光通量选择光源,第2节 电光源、灯具的选择与布置,依据光源的各种参数以及使用条件综合选择光源,第2节 电光源、灯具的选择与布置,23 灯具的分类,第2节 电光源、灯具的选择与布置,在照明设备中，灯具的作用包括： 合理布置电光源； 固定和保护电光源； 使电光源与电源安全可靠的连接； 合理分配光输出； 装饰、美化环境。 灯具是光源、灯罩和附件的总称，它的功能是将光源所发出的光通进行再分配，并具有装饰和美化环境的作用。 功能型装饰性（二者应当兼顾） 功能灯具以提高光效、降低眩光影响、保护光源为目的；装饰灯具则以美化环境、烘托气氛为目的。,灯具的光学特性：配光、效率、保护角。 配光曲线：又叫光强分布曲线，表征灯具在空间各个方向的光强分布特性。 灯具效率：灯具辐射的光通量与光源发出的光通量之比，表示灯具光学系统利用率的高低。 保护角：又叫遮光角，表征灯具的光线被灯罩遮盖的程度，也表征避免灯具对人眼直射眩光的范围。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,按配光比例分类cie（国际照明学会）分类法,配光就是光的分配，即灯具在各个方向上的光强分布。 灯具可以使光源原先的配光发生改变。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,第2节 电光源、灯具的选择与布置,第2节 电光源、灯具的选择与布置,（1） 正弦配光型 光强是角度的正弦函数，即 ，(i0是0时的发光强度)。 （2） 广照型 最大发光强度分布在较大角度(50 90 )上，可在较广的面积上形成均匀的照度。 （3） 均照型（漫射型） 光强在各个角度基本相等。 （4） 配照型（余弦配光型） 光强是角度的正弦函数，即 ，在0时光强最大 （5） 深照型 光通量和最大光强集中在(0 30 )的狭小立体角内。,按配光比例分类传统分类法,第2节 电光源、灯具的选择与布置,按灯具的结构分类,第2节 电光源、灯具的选择与布置,（1） 开启型 光源裸露在灯具的外面，即灯具是敞口的，这种灯具的效率一般比较高。 （2） 闭合型 透光罩将光源包围起来，内外空气可以自由流通，透光罩内容易进入灰尘。 （3） 密闭型 这种灯具透光罩内外空气不能流通，一般用于浴室、厨房、潮湿或有水蒸气的厂房内。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,（4） 防爆型 这种灯具结构坚实，一般用在有爆炸危险的场所。 （5） 防腐型 这种灯具外壳用耐腐蚀材料制成，密封性好，一般用在有腐蚀性气体的场所。,按安装方式分类,第2节 电光源、灯具的选择与布置,（1） 吸顶型 即灯具吸附在顶棚上。一般适用于顶棚比较光洁而且房间不高的建筑物。 （2） 嵌入顶棚型 除了发光面，灯具的大部分都嵌在顶棚内。一般适用于低矮的房间。 （3） 悬挂型 即灯具吊挂在顶棚上。根据吊用的材料不同分为线吊型、链吊型和管吊型。悬挂可以使灯具离工作面近一些，提高照明经济性，主要用于建筑物内的一般照明。,（4） 壁灯 即灯具安装在墙壁上。壁灯不能作为主要灯具，只能作为辅助照明，并且富有装饰效果。一般多用小功率电源。 （5） 嵌墙型 即灯具的大部分或全部嵌入墙内，只露出发光面。这种灯具一般用作走廊和楼梯的深夜照明灯。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,选择灯具应该根据使用环境、房间用途等,并结合各种类型灯具的特性来选用。前面已经介绍了各种类型灯具适用的场所，在此介绍不同环境下选择灯具应遵守的规定: （1） 在正常环境中，适宜选用开启式灯具。 （2） 在潮湿的房间，适宜选用具有防水灯头的灯具。 （3） 在特别潮湿的房间，应选用防水、防尘密闭式灯具。 （4） 在有腐蚀性气体和有蒸汽的场所以及有易燃、易爆气体的场所，应选用耐腐蚀的密闭式灯具和防爆灯具等。,2.4 灯具的选择,第2节 电光源、灯具的选择与布置,应综合考虑以下几点：,（1）灯具的光学特性（灯具效率、配光、利用系数、表面亮度、眩光等）；,（2）经济性（价格光通比、电消耗、维护费用等）；,（3）灯具使用的环境条件（是否要防水、防潮、防尘等）；,（4）灯具的外形与建筑物或室内装修是否协调等。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,详见p4143,2.5 灯具布置,确定灯具在房间内的空间位置。,在照明设计中，当照度和灯具确定后，即可布置灯具； 灯具布置与光的投射方向、工作面的照度、照度的均匀性、眩光的限制、阴影等都有直接影响； 灯具布置要根据房间内设施的摆设、建筑结构形式和视觉工作特点的条件来进行。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,布置分类： （1）均匀布灯：灯具间隔和行距都保持一致，适用于要求整个工作面照度分布均匀场所； （2）非均匀布灯：要求局部足够亮度的选择性布灯。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,1. 布灯的合理性,l/h值小，照度均匀度好，但投资多； l/h值过大，布灯少，照度均匀度差。 各种灯具有最大允许距高比值，实际布灯比其小时，照度均匀度就能满足要求。 各种灯具适宜的距高比值，可参考表3-3,第2节 电光源、灯具的选择与布置,灯具的距高比l/h要适宜 灯具的距高比是指相邻灯具之间的距离l和灯具到工作面的高度h之比，用表示。 =l/h,灯具离墙的距离一般为灯具间距的1/21/3；,灯具的悬挂高度要适宜，以不发生眩光作用为限，并防止碰撞和触电等安全事故。,在确定l/h值时，几种布灯形式中的l值，可按图中公式计算：,第2节 电光源、灯具的选择与布置,2. 均匀布灯 (将灯具均匀排列,使工作面获得均匀的照度),根据灯具种类合理确定距高比（l/h）；,合理确定布灯的图案,要根据房间的特点来布置灯具图案； 要注意灯具布置图形成的心理效果； 要考虑房间的装饰情况。,第2节 电光源、灯具的选择与布置,详见p44,3. 选择性布灯（根据工作场所设施,有选择的布置）,能够选择最有利的光照方向和尽可能避免工作面上的阴影； 可减少灯具数量，节约投资和耗能； 强调照明气氛，着重考虑装饰美、体现环境特点。,优点：,主要方案：,中心照明方案：设在厅堂中心，体现豪华欢快气氛； 分区照明方案：多用于商场； 局部照明方式：对特定物体或局部的加强照明；,第2节 电光源、灯具的选择与布置,详见p44p45,第3节 照明标准与照度计算,3.1 照明标准,定义：指照度水平和照明质量的规定，良好的视觉既要有足够的光通量，还要有好的质量。,1. 照度水平的确定,工业建筑照度标准：以最低照度值确定 工业企业照明设计标准（gb50034-92）,民用建筑照度标准：以平均照度值或推荐照度值确定 民用建筑照明设计标准（gbj-133-90）,照度值应根据建筑物性质、规模、等级、标准、功能要求和使用条件等因素确定。,选择照度值时应注意：,应考虑灯具的维护系数(k)对照度的影响,因为照明设备经长期使用后，工作面照度值会下降； 为维持一定的照度水平，计算室内布灯时要考虑维护系数k(见表3-4） 有时，给出照度补偿系数，即维护系数的倒数。,第3节 照明标准与照度计算,第3节 照明标准与照度计算,对于高层建筑中的技术用房可按下列标准选用,消防控制中心、中央监控室：150300lx； 变电所、发电机室、空调机房、锅炉房、电梯机房等： 75 150lx； 对外出租办公楼、国际会议大厅等涉外建筑场所，照度值可适当增加。,照度值分：高、中、低三个标准，设计时要根据建筑物的规模和等级来选相应的照度值。,第3节 照明标准与照度计算,第3节 照明标准与照度计算,lpd照明功率密度限制值,第3节 照明标准与照度计算,第3节 照明标准与照度计算,3.2 照明质量,均匀性：照度应较均匀，否则易视觉疲劳。 最低均匀度：最低照度/最高照度，不得低于0.3； 平均均匀度：最低照度/平均照度，不得低于0.7；,主要指照明的均匀性、稳定性、光源的显色性、色温、亮度分布、限制眩光和频闪效应等。,第3节 照明标准与照度计算,办公室、阅览室等工作房间一般照明照度的均匀度通常以一般照明系统在工作面上产生的照度平均均匀度不应小于0.7。 工作房间的非工作区的平均照度不应低于工作区平均照度的15。 局部照明与一般照明共用时，工作面上的一般照明的照度值宜为总照度值的15，且不宜低于50lx。 交通区的照度不宜低于工作区照度的15。,稳定性：电压波动引起光通量变化。 措施：设专用照明变压器或设置调压器。,色温： 客房、卧室、餐厅等：暖色(小于3300k) 办公室、图书馆、营业大厅等：中间色（3300-5000k）； 设计室、计算机房等：冷色（大于5000k）。,第3节 照明标准与照度计算,显色性： 对于客房、设计室、办公室等辨色要求较高场所，平均显色系数ra应大于60。,合适的亮度分布： 亮度不均匀造成视觉疲劳，但不必过于均匀，适当的变化能使空间气氛活跃。,第3节 照明标准与照度计算,工作区的亮度与工作区相邻环境的亮度比值3：l； 工作区亮度与视野周围的平均亮度比值10：1； 灯的亮度与工作区亮度之比40：1。 当照明灯具采用暗装时，顶棚的反射系数应大于60，且顶棚的照度不宜小于工作区照度的110。,频闪效应的消除： 气体放电灯的光通量随电流周期性交变。 措施：分相接入电源回路。如二个荧光灯接入两相，光通量波动深度由55%降至23%，三个荧光灯接入三相，降至5%.,第3节 照明标准与照度计算,直射眩光的质量等级,眩光的定义： 人体视觉器官对照明空间的光线的感觉，是度量处于视觉环境中的照明装置发出的光对人眼引起不舒适感主观反应的心理参数。,限制眩光的方法： 限制光源的亮度； 提高灯具的悬挂高度，增大照射角度； 设置光栅，遮挡直射光； 采用漫反射光源，如磨砂灯泡； 减小灯泡的功率： 合理地布置光源的位置； 提高环境亮度，减少亮度对比； 选择有适当保护角的灯罩，挡住直射光。,第3节 照明标准与照度计算,3.3 照度计算,目的：根据需要的照度值及其他已知条件（照明器型式及布置、房间各个面的反射条件及污染情况等）来决定灯的容量或灯的数量；或在照明器型式、布置及光源的容量都已经确定的情况下，计算某点的照明度。,照度计算常用方法：,利用系数法、单位容量法、逐点计算法,任何一种计算方法除应用公式外，都需查阅某些系数的表格；,任何一种计算方法都只能做到基本准确，由于各种参数的不精确，计算结果有+20%-10%的 误差。,第3节 照明标准与照度计算,（1） 利用系数法,利用系数法考虑了直射光及反射光两部分产生的照度，计算结果为水平面上的平均照度，特别适用于反射条件好的场所。,fu=fd+fr,u=fu/f0,利用系数：表示室内工作面上由灯具的照射及墙、顶棚的反射而得到的光通量与光源发出的光通量的比值，与灯具类型、灯具效率、照明方式、房间内各表面反射系数有关。,第3节 照明标准与照度计算,利用系数法的基本公式 建筑物内的平均照度为：,第3节 照明标准与照度计算,：照明灯具数，由布灯方案确定或计算安排； ：每个照明灯具的光通量(f)，lm； ：被照建筑/水平工作面积(a)，m2； ：考虑灯具使用自身衰减及环境污染因素的维护系数； ：利用系数()，它决定于灯具自身结构形式、房间室空间比(krc)及表面反射系数(p)三项。,查表,查表,第3节 照明标准与照度计算,常用光源光通量的推荐值,照明补偿度系数k,利用系数u,第3节 照明标准与照度计算,部分灯具的利用系数（u）表,第3节 照明标准与照度计算,查利用系数表前的准备工作 1、确定2个反射系数 顶棚反射系数（pt） 墙面反射系数（pq）,查利用系数表前的准备工作 2、确定房间空间系数（krc）,第3节 照明标准与照度计算,【例3.1】某中学计算机室长12m，宽5m，装修后顶棚高3.8m，桌面高0.8m，拟采用yg6240w荧光灯吸顶安装，灯具的效率为86，假定墙面反射系数pq为0.6，顶棚反射系数pt为0.7。确定房间内的灯具数及计算机桌面最低照度。,第3节 照明标准与照度计算,解： 【利用系数法求解】（1）求平均照度eav 根据专业规范，参照下表，按计算机房的推荐值的中间值，取200lx,第3节 照明标准与照度计算,（2）求每个灯具的光通量 参照下表，40w荧光灯光通量为2400lm，两支并用则为224004800lm,（3）求利用系数u 由题意可知a12m，b5m，hrc=3.8-0.8=3m，故室空间系数,第3节 照明标准与照度计算,平均照度(eav)与最小照度(emin)的折算,z为最小照度系数，查表可知,部分灯具的最小照度系数（z）值表,第3节 照明标准与照度计算,（2）单位容量法,又称比功率法，按下式计算,该法计算结果误差较大，因为不同环境下单位面积所需安装功率应不同，因而这只适用于初步设计或方案确定时用电量的估算。,最小照度标准,：规定照度下所需灯具数； ：单套灯具功率，w(不计附件损耗功率)； ：被照建筑/被照水平工作面积，m2； ：规定最小照度标准下单位面积安装功率；,(3)逐点计算法： 逐点计算法又包括点光源计算法(如平方反比法)、线光源计算法(如方位系数法)和面光源计算法。逐点计算法只考虑直射光产生的照度，可以计算任意面上某一点的直射照度。 逐点计算法适用面较宽，计算方法多，可用于一般照明和局部照明。在采用直射照明器的场所，可直接求出水平面照度，也可乘上系数求得任意面上的照度。这种方法计算结果较准确。下面给出几种计算方法的计算公式: 1)平方反比法：平方反比法用来计算点光源在水平面上的直射照度值，平面上某一点的照度是多个照明器对该点照度的迭加总和。若非点光源的尺寸与光源到计算点之间的距离之比很小时，方可利用此法计算，但仍有误差。例如光源尺寸为其到计算点距离的15时，其计算误差为5以上。 平方反比法的实用计算公式 es = iqfk/1000h2cos3 (3-3),2) 平面相对等照度曲线法： 此法应用于采用非对称配光照明器(如荧光灯、卤钨灯)的场所，将线光源看成点光源，绘制成平面相对等照度曲线。使用此曲线的条件是：光源的实际长度与光源悬挂高度之比小于06。其计算公式为： es = fke/1000 h2 (3-4) 式中 e各照明器对计算点产生的相对照度的算术和； f、k、 h2 同公式(3-3)。 3) 方位系数法：方位系数法应用于线光源场所。当发光元件具有较大长度与较小宽度(如嵌入式带状荧光灯、单个荧光灯具等)，可用此法计算，见图33。 基本计算公式如下：,第3节 照明标准与照度计算,2常用照明装置的照度计算 在民用建筑中，有时采用发光顶棚、暗槽灯及花灯等照明装置，以达到所需装饰效果。 (1)发光顶棚照明装置的照度计算： 发光顶棚照明效果是使光源的光通通过大面积的透光面而取得。通常有两种装置形式：一是将光源装在带有光玻璃或遮光栅格内(光盒式)，二是将照明灯具悬挂在房间的顶棚内(吊顶式)，顶棚为散光玻璃或遮光栅格的透光面。 发光顶棚照明装置的平均照度计算公式为：,(2)暗槽灯照明装置的照度计算： 暗槽灯是通过反射表面(墙和顶棚)来产生必要照度的一种照明装置。但由于其效率低，所需的安装功率和费用较高。 暗槽灯照明装置的照度计算公式为： eav = fnk /s (3-9) 式中 eav工作面的平均照度(1x)； f每个灯泡或光管的光通量(lm)； n灯泡或灯管的数量； 暗槽灯照明装置的光通利用系数；k维护系数；s地面面积m2。 对于暗槽灯照明装置的设计，应使顶棚上分布的亮度均匀且要避免使暗槽上出现光斑。为此，白炽灯光源的间距一般为2535cm左右，荧光灯两灯管间的空隙距离不超过10cm，为了使顶棚上分布的亮度均匀，必须适当选择比值bhx(宽/悬垂)。，表3-5列出了不同暗槽灯装置的允许b hx值的范围，一般以选用较小的数值为宜。,(3)花灯照明装置的照度计算： 花灯照明装置主要用于建筑上的装饰照明。由于花灯照明装置是一个多次反射体，落于工作面上的光通是经过多次反射形成的，因而不能采用逐点法而只能采用光通利用系数法来确定其照度。 花灯照明装置的照度计算公式为： eav = fn 0 k /s (3-10) 式中0 花灯照明装置本身的利用系数；装置的光通利用系数； 在花灯照明装置设计中，灯具型式和光源功率的选择恰当与否，是影响照明质量的重要因素。要使室内获得较好的亮度分布，对于吊花灯，灯位的间距和花灯的最大外形尺寸之比，以在35之间为宜；吊灯的悬垂长度hx与房间净高h之比，则以1314为宜；花灯的最大直径以采用房间狭向长度的1516为宜,要达到良好的照明效果就要针对建筑物的功能性质、房间的使用功能及环境情况等正确地进行设计。 一、办公楼照明 高层建筑中办公楼的种类很多，有政府机关行政办公楼，公司、商社办公楼，银行、证券等营业办公楼，出租写字楼等等。但无论是哪种类型的办公楼，其共同特点是在大楼内部建立了可适应不同行业、不同功能要求的办公室或工作间。照明系统的设计也应适应多方面的需求。,第四节 室内照明设计,1一般办公室照明 一般办公室的主要活动是手写稿、复印件、印刷品的观察、修改与起草，文件批阅等，也包括复印机、打字机、计算机等办公设备的操纵。 (1)照明标准： 照度水平的高低取决于视觉作业的需要与经济条件。不同用途办公室的照度应有所不同，如经常利用计算机、打字机工作的办公室的照度应高些；涉外的办公建筑，其办公室的照度值应参照国外标准进行调整。 照明质量方面，应重点考虑限制眩光和亮度分布。限制直射眩光可从光源的亮度、背景亮度与灯具安装位置等方面加以考虑，而对于反射眩光，除了考虑装修材料外，尽量使用发光表面面积大、亮度低的灯具。,第四节 室内照明设计,在亮度分布上，对于有目视显示装置的房间一般取文本平均亮度与屏幕平均亮度之比为35，屏幕亮度与环境最大亮度之比为10。另外，工作区内照度均匀度不宜小于07，非工作区的照度不宜低于工作区照度的15。 (2) 光源与灯具选择： 办公室的一般照明采用荧光灯，局部照明可采用白炽灯或荧光灯。灯具选择上要考虑装修情况，如不吊顶的办公室采用管吊灯，有吊灯的办公室采用格栅嵌入式或吸顶式。 (3) 插座设置： 办公室内应设置一定数量的用电插座，用于连接用电设备或局部照明装置。插座供电应从配电箱单独供给，不应与灯具回路合用，且应带接地保护线。每个回路插座的数量不宜大于8个,第四节 室内照明设计,2营业办公室照明 营业办公室指银行、证券公司及旅行社、航空、轮船与火车售票厅等接待客人的办公室。此类办公室以柜台为界，里为办公，外为接客和休息。 营业厅照明需突出考虑以下几点： (1)照度水平应高于一般办公室，同时还要有一定的垂直照度。 (2)由于空间大，有吊顶顶棚，一般选嵌入式荧光灯，并布置成发光光带或发光顶棚。布灯时要考虑到空调送风口的位置影响。 (3)对于净空非常高的大厅，应考虑灯具的维护问题，可在顶棚内设检查灯。 (4)由于灯具数量多，要考虑灯具的散热问题，否则会降低亮度。,第四节 室内照明设计,3会议室照明 会议室的中心是会议桌，因此必须突出会议桌的照明，一般其照度值要达到500lx以上，并要设法使桌子表面的镜面反射减到最少。 应注意不要将反射灯泡直接安装在与会人员的头顶上空，以避免下射光的直射。另外，照明设计要考虑各种演示设备的应用，如黑板照明，放映幻灯、录像设备等连接的插座等。,第四节 室内照明设计,4门厅照明 门厅是办公楼的进口大厅，门厅还有装饰要求。门厅照明设计应注意下面几个问题： (1)应该照明的场所和对象。要在图纸上充分调查自然光入射情况或从大厅内部观看时的亮度分布情况，以确定白天应该进行人工照明的场所和对象。 (2)光源的颜色。从门厅的结构和风格考虑，应该同建筑设计人员共同协商，确定光源的种类和颜色(色温和显色指数)，创造出某种感觉空间。 (3)墙面和人的面部照度。这里主要指垂直照度问题，通常要在150lx以上，而且面部照度与背景照度之比以大于03为宜。,第四节 室内照明设计,二、宾馆与饭店照明 现代高层旅游宾馆与饭店的建筑功能较复杂，内设客房、多功能大厅或舞厅、酒吧、餐厅、康乐中心等不同的空间。照明设计应与建筑装修密切配合，以便创造出不同情调的室内环境 1前厅照明 前厅包括入口大厅及服务台。入口大厅是整个宾馆、饭店的出入口，是装饰设计的重点，要充分反映宾馆的特点与等级。在照明设计中除保证足够的照度外，还要与建筑风格协调。对于高级宾馆、饭店应突出其豪华感，一般多采用水晶吊灯悬挂在大厅中央，而大厅的其余部分，则采用筒灯平顶棚暗装，以兼顾各点的照度。光源全部采用白炽灯，并用可控硅装置调光，从而使整个大厅显得协调，创造一种简洁明快、华丽优雅的气氛。,服务台是办理住宿登记及收费等事务的场所，因而应有较高的照度。一般采用格片顶棚或发光顶棚，有时也用吊顶照明。服务台上部要安装指示事务内容的各种标志。 2客房照明 客房照明的主要目的是为客人创造一个安静整洁和舒适的环境。为了适应旅客生活习惯和兴趣爱好的不同要求，客房照明应具有较大的适应性和灵活性。 现代客房照明设计，总的趋势是不设顶灯，而是分散地按功能要求，设置不同用途的灯，如床头灯、落地灯、台灯、镜面灯、内廊顶棚灯、夜间灯、衣柜灯、请勿打扰灯、卫生间荧光灯等等，还配有电吹风插座、电剃须插座、电吸尘器插座等。 除卫生间外，所有的灯都采用白炽灯，其中床头灯应考虑调光，要求在床头柜集控板上控制。客房入口应设钥匙开关，以利节能。,3走廊与电梯门厅照明 电梯门厅与走廊是连在一起的，照明设计要有变化，更重要的是相互协调。电梯门厅的照度略高于走廊，为150lx。走廊照度不应设计成均匀式，应以客房门口作为重点照明，照度为100lx，其余均为50ix 4多功能厅照明 对于既能召开各种会议，又能举办舞会和文艺演出的多功能厅堂，为了满足各种功能对光的要求，如何选择照明的光源、灯具和控制系统，是照明设计的关键。例如，在举行宴会时，厅内气氛热烈欢快，召开会议则必须庄重大方，而舞会的灯光则要求色彩艳丽，节奏多变。 (1) 照度水平： 为照顾观众书写笔记，观众厅照度一般应为100150lx，演员化妆室应在梳妆台处设局部照明，照度为2003001x，另外，在其主要通道上尚须设置疏散照明。国际性会议厅照度应提高到3005001x。,(2)灯具选择： 多功能厅对照明要求比较复杂，设计时必须合理确定各种照明灯具型式，与建筑专业密切配合，精心布置，才能达到比较理想的效果。 常用的灯具如下： 1)主装饰灯：为大厅的主要装饰照明灯，其华丽程度及形式，应根据建筑物的级别和室内装饰豪华程度而定。可选用大型组合花灯、吊灯和吸顶灯。 2)底灯：为烘托主装饰灯而采用的辅助灯饰，与主装饰灯形成明暗对比，增加立体感。底灯可连续调光，根据场合需要进行调光。可选用吸顶灯或嵌入式灯具。,3)变色灯：它是一种辅助装饰照明灯，通过光色的变化使室内空间多彩多姿。光源可选用彩色荧光灯、霓虹灯或白炽灯。 4)旋转灯：在交谊舞会上采用旋转灯，通过灯光的旋转和位移，给人们一种活泼新奇、扑朔迷离的感觉。 5)闪光灯：灯光随着音乐的节奏不断闪烁，产生明快的节奏感，会给舞会增加欢乐的气氛。闪光灯的光源可采用白炽灯、霓虹灯，条件允许时也可采用镭射(激光)。 6)地光灯：光源装设在地面下，地面材料采用有机玻璃或其他透明材料。地光灯可以连续调光并随音乐的变化而变幻色彩和图案，地光灯的光源用彩色白炽灯。,(3) 控制方式： 恰当的照明控制方式是各种功能取得成功的重要条件。 目前，多功能厅堂照明控制方式一般有如下三种： 1)手动控制。将大厅各种用途的照明灯具分成若干个回路，根据各种场合的要求实 行人工操作和调节。 2)声控系统。它根据音乐节奏自动控制灯的开闭和色彩的变换。这种控制方式是由 声控器实现的。 3)程序控制。它把各种场合的各个场面所需要的照明形式存储起来，然后根据场面 的变换，自动实现预先存储的照明程序。还可以用音乐把预先编制的照明程序检出并自动控制灯光的闪烁、色彩的变换等。,5餐厅照明 餐厅照明以白炽灯为主，也可采用白炽灯与荧光灯混合的照明方式。照明灯具应结合装饰风格选定，如西餐厅、酒吧、咖啡座的灯具，应体现古典的西欧情调。对于大餐厅，灯具不必过于追求豪华，以清新淡雅为原则。 6商场照明 高档宾馆内一般设内部小型商场，销售工艺品和生活用品。照明设计除一般照明外，应设局部重点照明，如厨窗照明，主要商品照明等。 7娱乐活动场所照明 球道照明照度高，一般在300lx以上，所以采用荧光灯。击球和休息厅用白炽灯为主。,一、照明电源网络 高层建筑照明系统的电源，引自变电所低压配电网络，经配电干线引至照明配电箱，再由配电箱支线回路向照明灯供电。 1照明系统对变电所低压网络的要求 (1)由于照明负荷的等级比一般动力负荷等级高(电梯、生活泵除外)，负荷较大，因而一般设专用照明变压器，以提高供电的可靠性和质量。若无此条件，也可与动力负荷合用一台变压器，但不宜与较大冲击性负荷合用，如较大功率的水泵、冷水机组等。,第五节 照明配电系统设计,(2)正常照明的供电回路应与应急照明供电回路分开，即采用单独低压馈电回路。配电级数不宜超过三级。 (3)照明电压为220v380v，并采用tns（5线制）系统 一类高层建筑常采用图39所示的低压配电网络，是典型低压配电网络：,第五节 照明配电系统设计,2干线配电方式 照明系统的配电方式是指:配电干线及支干线的连接方式，低压配电方式有放射式、树干式及链式等基本方式，而高层建筑的照明系统则常用放射式与树干式相结合的分区树干式以及树干式。典型的配电方式见图310所示。 图中方式(a)、(b)、(c)属分区树干式或称为混合式，它们之间的区别为：(c)中增加了一级配电装置，(a)中用封闭母线代替(b)中的电缆。方式(d)为树干式。,以上几种方式的特点如下： (1)方式(a)：采用封闭母线作为干线，利用插接箱引出电缆至各层配电箱，适用于层数较多、负荷较大的建筑。封闭母线分为多段，既可提高可靠性，又可降低母线截面。一般情况下，30层的高层建筑可分为二三段。封闭母线从低压配电室内引至电井内，若水平一段(从变电所配电室至电井)无法用母线，也可用电缆，然后在电井内设一个封闭母线始端箱。此种方式适用于高层写字楼、宾馆等建筑。,（2)方式(b)：采用电缆作干线，并分为几段，每段接多个配电箱。其数量应根据负荷大小而定，一般不宜超过6个。否则导线截面太大，可靠性也将下降。二类高层建筑常采用此方式。,（3)方式(c)：采用电缆作干线并增加了一级配电装置，使得支干线的导线截面只取决连接的一个配电箱，因而截面减小了。但增加一级配电装置就会使各级低压断路器的整定及保护选择性复杂了，而且增加了安装空间与维护工作。一般适用于每层(箱)负荷小、距离远的系统配电。,(4)方式(d)：为树干式，封闭母线贯穿整栋建筑各楼层，因而减少了馈电回路数及配电柜数量，但可靠性有所下降，故障影响面大。一般适用于楼层多、负荷较大的建筑，如高层(20层以上)写字楼、宾馆等。,3配电支线 配电支线是指配电箱的配出回路。 在设计时应注意以下几点： (1)照明器一般以单相供电，也可以二相或三相的分支线对许多灯供电(灯分别接至各相上)，从而减少了线路损耗，对于气体放电灯还可以减少光通量的脉动，降低频闪影响。 (2)由于照明负荷属非平衡负荷，因而中性线中会有电流，每个配出回路应单独配出中性线。 (3)室内照明支线的每一单相回路，低压断路器的电流整定值不宜超过15a。灯的数量不