建筑光环境-照明设计ppt课件.ppt

1 3照度计算 照度的计算主要分为点照度计算法与平均照度计算法对一般建筑的照明设计 只需计算工作面上的平均照度 并不要求对某个特定点的照度进行精确的计算时 可采用平均照度计算法 计算法是按房间被照面所得到的光通量除以被照面积而得出平均照度的计算方法 照度计算 2 让我们来思考一下 影响室内照度的因素有哪些 关于电光源的 光通量关于灯具的 配光曲线 效率 材料 形状 安装高度关于房间的 几何尺寸 装饰材料关于环境条件的 干净程度 3 平均照度的计算 4 照度计算的基本方法 点照度计算 以被照面上的一点为对象 用于局部照明计算 平均照度计算 以整个被照面为对象 用于一般照明计算 平均照度的计算 具体方法 利用系数法 灯数概算法 单位容量法等 5 本任务重点 概念 理解 光通量利用系数 的概念问题 求平均照度的步骤技能 能熟练查阅相关资料 会求室内平均照度 平均照度的计算 6 照度计算 7 3 1利用系数法 利用系数法是根据房间的结构特点 利用多次相互反射的理论 求得灯具的利用系数 计算出达到平均照度值所需要的灯具数的计算方法3 1 1基本计算公式 一 利用系数 图3 1室内3个空间的划分 照度计算 8 灯具的利用系数表中 房间几何特征指数 空间系数 5 室形指数 i 室形系数 RCR 1 室空间比 室形系数 房间的空间特征 照度计算 RCR共有十个等级 分别为1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9 灯具的利用系数表中 房间几何特征指数 空间系数 5 室形指数 i 室形系数 RCR 2 室形指数 照明房间的几何特征 照度计算 一般将室形指数划分为0 6 0 8 1 0 1 25 1 5 2 0 2 5 3 0 4 0 5 0十个等级 结论 RI 房间矮宽 光通量利用系数 确定房间各特征量房间的空间划分和各参量如图所示 10 二 有效空间反射比 0 加权平均反射比 照度计算 11 三 墙面 加权平均反射比 照度计算 12 四 利用系数的确定步骤 确定房间的室形指数i或RCR CCR FCR 计算有效空间反射比 c f 计算墙面平均反射比 w 根据所选灯具的利用系数表 查利用系数 灯具图表中 地面空间有效反射比是按0 2编制的 如实际地面空间有效反射比不是0 2 就要加以修正 同样采用内插法计算修正值 照度计算 13 FC 20 时 利用系数的修正系数表 14 3 1 2室内平均照度计算 照度计算 15 利用系数法 一 基本公式及相关概念1 基本公式 其中 Eav 工作面的平均照度 单位为lx N 灯具数 s 每个灯具中光源额定总光通量 单位为lm U 利用系数 K 维护系数 A 工作面面积 单位为m2 16 这也决定了利用系数的查表依据 是进行照度计算的关键 相关概念 利用系数 最后落到工作面上的光通量与光源发出的额定光通量之比 含义 它表示照明光源光通量的被利用的程度 影响因素 房间形状 装饰材料性质 灯具的配光特性 效率 悬挂高度等 17 平均照度的计算 墙反射系数 W 利用系数U表 YG1 1型40W荧光灯 18 维护系数 又称减光系数 引出 灯具在使用的过程中 因光源光通量衰减 灯具房间的污染等因素而引起照度下降 从而引入维护系数的概念 影响因素 维护系数由光源光通量衰减系数K1 灯具积尘减光系数K2和房间积尘减光系数K3决定 即 K K1 K2 K3 19 光源光通量的衰减程度的系数 K1 照明器表面灰尘造成的光通量衰减的系数 K2 20 房间的灰尘造成的反射光通量衰减的系数 K3 21 示例 利用系数法 案例 某教室长度为9m 宽度为6m 房间高度为3m 工作面距地高为0 75m 当采用单管简式40W的荧光灯作照明时 若要满足照度的值不低于300lx 试确定照明器的只数 顶棚反射系数为0 7 墙面的平均反射系数为0 7 地面反射系数为0 3 解 求RCR取hCC 0 5m则hRC 3 0 75 0 5 1 75m 22 求 求由题目已知条件知 23 求利用系数U经查表得 RCR1 U1 2 0 85 RCR2 U2 3 0 78 用插入法求U 24 求 25 求 经查表得 RCR1 1 2 1 068 RCR2 2 3 1 061 用插入法求 26 求N查维护系数表得 K 0 722 为了布灯方便 取N 13盏 27 3 2单位容量法估算法查出单位面积的安装功率 再计算出全部灯具安装的总功率 然后除以每套灯具安装的总功率 从而得到所需安装的灯具数量单位容量法 又称单位功率法 计算公式 照度计算 28 计算步骤 根据房间功能选择光源及灯具型式 并确定计算高度h 根据房间功能查照度标准 确定平均照度值Ev 根据房间面积A 计算高度h 平均照度Ev 查相应灯具的单位面积安装容量表 计算总安装容量 计算所需安装的灯具数量 照度计算 29 3 3灯数概算法 1 方法 把利用系数法计算的结果制成曲线2 图表绘制条件 3 使用时要已知 灯具类型及光源的种类和容量 计算高度 房间的面积 房间的顶棚 墙壁 地面的反射比 30 4 换算概算曲线是在假设受照面上的平均照度为100lx 维护系数K 的条件下绘制的 因此 如果实际需要的平均照度为E 实际采用的维护系数为K 那么实际采用的灯具数量n可按下列公式进行换算 或 式中 n 实际采用的灯具数量 N 根据曲线查得的灯具数量 K 实际采用的维护系数 K 概算曲线上假设的维护系数 常取0 7 E 设计需要的平均照度 单位为lx N 0 7E n K 31 设计目的 充分 利用自然光 的基础上 合理 运用人工 灯光 照明技术设计原则满足照度水平和照明质量标准的视觉工作条件提高照明能效 推动绿色照明的实施 4室内照明设计基础 室内照明设计基础 32 4室内照明设计基础 4 1照明方式 种类及质量4 1 1照明方式照明方式是按照明灯具的布置特点或使用功能来区分的 可分为一般照明 分区一般照明 局部照明和混合照明4种 室内照明设计基础 33 1 一般照明在工作场所内不考虑局部的特殊需要 为使整个场所获得基本均匀的照度要求而设置的照明2 分区一般照明分区一般照明是根据需要提高特定区域的一般照明 可根据工作面布置的实际情况确定3 局部照明局部照明是为满足工作场所某些部位的特殊需要而设置的照明 局部照明的照明器布置经常采用选择布置方式 可设置为固定式或移动式4 混合照明由一般照明和局部照明共同组成的照明方式称为混合照明 室内照明设计基础 34 4 1 2照明种类照明的种类是按照照明的作用进行分类 通常可分为正常照明 应急照明 值班照明 警卫照明 障碍照明共5类1 正常照明2 应急照明 瞬时启动 维持30min以上 疏散照明 不小于0 5lx 安全照明 不低于Eav的5 备用照明 不低于Eav的10 3 值班照明4 警卫照明5 障碍照明 室内照明设计基础 35 舒适光环境评价 适当的照度水平照度标准与照度分布舒适的亮度分布适合的亮度对比很重要适宜的显色性与色温影响对物体颜色的判别和人的心理感觉无眩光干扰 36 适当的照度水平 亮度到一定程度后 反而会超过眼睛的适应范围 当物体亮度超过一定值时人眼会感到刺眼 不能工作 对于人眼视力而言 存在着最佳亮度 人们感到满意的照度值 37 照度标准照度标准制订的依据主要考虑视觉功效特性 视疲劳性 经济性 影响人的视力的因素主要有 生理因素 背景亮度 亮度对比及年龄 我国采用的照度标准为 建筑照明设计标准 GB50034 2004 该标准具有以下特点 工业与民用照明标准合并 标准值唯一 不再分高 中 低等级 标准值的制定参考了国际标准而有较大提高 与90版 92版规范相同 照度值为工作面上的平均照度值 需要考虑维护系数 一般情况下 工作面的参考高度仍为0 75m 照度值计算的允许偏差控制在 10 10 灯具数量在10只以下时 可允许超过此范围 增设了医院 学校 博物馆 展览馆的照度标准 38 39 40 41 合理的照度分布 照度分布应该满足一定的均匀性 视场中各点照度相差悬殊时 瞳孔就经常改变大小以适应环境 引起视觉疲劳 不宜小于0 7 新规范 一般认为空间内的照度最大值 最小值与平均值的相差不超过1 6是可以接受的 照度均匀度 工作面最低照度 工作面平均照度 作业与非作业区域 不宜小于1 3 作业面与临近周围 不应小于0 5 42 有突出亮的面 43 有突出暗的面 44 亮度分布适宜 45 4 1 3照明质量 照明设计标准 数量 质量 能量 1 合适的照度2 照度 分布 的均匀性3 亮度 对比 分布 室内照明设计基础 46 4 1 3照明质量 平均亮度计算 补充 1 亮度分布 对比 影响视觉环境 通过计算房间各表面的亮度来检验照度质量 2 计算方法 3 常用照度比和反射比来控制亮度分布 室内照明设计基础 47 4 1 3照明质量 续 4 限制眩光 1 灯具的悬挂高度 2 采用灯具的保护角控制眩光 3 采用表面亮度低的光源 室内照明设计基础 48 4 1 3照明质量 不舒适眩光计算 补充 1 统一眩光值UGR 是评价室内照明不舒适眩光的量化指标 CIE117号 1995 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映的心理参量 为评价照度质量的主要指标 适用于简单的立方体形房间的一般照明 2 计算 UGR公式 3 评价 七档 GR 评价室外照明眩光的量化指标 室内照明设计基础 49 4 1 3照明质量 续 5 光源的色表和显色性 室内照明设计基础 50 4 1 3照明质量 续 6 消除频闪效应通常采用的消除频闪效应措施有 并列荧光灯 采用三相供电方式7 照度的稳定性稳定照度的措施主要有 设计时应事先考虑照度维护系数K 适当增大光源的设计容量 保证整个使用期间的照度不低于标准值 控制电源电压的波动在5 内 采用吸顶 管吊等方式以避免光源晃动引起光源光通量的变化等 室内照明设计基础 51 4 2照明器的布置照明器的布置是照明设计的重要组成部分 是确定照明器在空间的安装位置 包括高度布置和水平布置4 2 1照明器的高度布置 室内照明设计基础 52 室内照明设计基础 53 4 2 2灯具的平面布置灯具的平面布置与照明方式有关 一般分为均匀布置和选择布置2种1 灯具的选择布置选择布置主要根据工作场所或房间内的设备 设施位置来决定 其优点是能够选择最有利的光照方向和最大限度避免工作面上的阴影 必须满足工作面的照度要求 灯具布置要适当 不能产生眩光 安装高度较低时要采用灯具保护角 灯具布置应与建筑的结构形式协调 灯具检修及维护要方便 注意用电安全 室内照明设计基础 54 4 2 2灯具的平面布置2 灯具的均匀布置将同类型灯具作有规则的匀称排列 布置成单一的几何图形 以保证工作场所或房间内取得均匀的照度 这种布置方式称为均匀布置 均匀布置时主要考虑满足均匀度要求 其形式有正方形 长方形和菱形3种 根据房间功能选择灯具的型式 确定计算高度hr 根据所选灯具 查最大允许距高比S hr值 计算灯距S 或SA A SB B 及灯具边行与墙的距离s 画出灯具的平面布置图 室内照明设计基础 55 室内照明设计基础 56 室内照明设计基础 57 4 3各类建筑照明设计的特点4 3 1住宅照明设计1 照明要求2 供配电要求4 3 2学校照明设计1 照明要求2 供配电要求 室内照明设计基础 58 4 3 3办公室照明设计办公室的照明不仅要考虑工作照明 还要考虑平面布置 环境要求 努力创造一个舒适环境以提高工作效率 减少视觉确性疲劳 照度标准 光源与照明器 会议室的照明除了考虑一般照明外 可结合室内装修情况设置灯具 以创造一定的环境气氛 有计算机终端办公室 应避免阴影及屏幕反光 普通开间设二三组插座 大空间宜沿长轴方向配备地面插座 室内照明设计基础 59 4 3 4商店照明设计 设计特点 照度标准 商店照明所选光源的光色和显色性对环境气氛和商品特性影响很大 应尽量选择高显色性 寿命长 光束温度低的光源 商店灯具的选择应与商品性质 商店形象和室内装修风格一致 对大面积营业场所 灯具品种既要统一 又要有所变化 避免单调和繁琐 杂乱无章 营业厅的照明由一般照明 重点照明 装饰照明3部分有机组成 灯具的控制应采取分区域方式 一般照明与应急照明的灯具应交叉设置 控制线路要分开 大型商场的营业厅 门厅 公共楼梯与通道的照明为一级负荷 中型商场为二级负荷 室内照明设计基础 60 4 3 5医院照明设计1 照明设计特点2 供配电要求 室内照明设计基础 项目 任务室内灯具布置 62 给你一个房间和8套灯具 你怎样来布置 照度均匀吗 高度合适吗 疏密适当吗 考虑节能了吗 协调吗 63 灯具布置的内容与要求 对室内灯具的布置除了要求保证最低的照度条件外 还应使工作面上照度均匀 光线的射向适当 无眩光阴影 维修方便 适用安全 整齐美观 并与建筑空间相协调 对称布置 不对称布置 64 问题 让你来布灯 你关心灯具在空间高度上的那些尺寸 65 一 高度布置 1 照明器的悬吊高度hcc 垂度 2 照明器的安装高度hrc hfc3 照明器的计算高度hrc4 工作面高度hfc5 房间高度H 66 照明器高度确定时要考虑的因素和确定方法 1 安装高度的确定考虑因素 1 安全防护问题我国 建筑照明设计标准 GB50034 2004 中 规定了一般照明灯具的最低安装高度 2 安装和维护问题 3 光源辐射光能的衰减问题40W荧光灯 3 4m60W白炽灯 2 3m 4 照明质量问题 67 2 工作面高度和计算高度的确定 0 75m hRC H hCC hFC 3 垂吊高度 一般为0 3 1 5m多取 0 5 1 0m 68 一般照明灯具的最低悬挂高度 部分 69 问题 让你在顶棚上划线 标记灯具安装的位置 你考虑什么 70 二 照明器的平面布置 即确定照明器之间 照明器与墙之间的距离 分类 1 均匀布置 又分为正方形布置 矩形布置和菱形布置三种主要形式 主要是确定距高比 L hRC 照明器的等效距离与计算高度的比值 2 选择布置 照度均匀 突出局部照度 71 等效距离L的计算如下 正方形布置 L L1 L2矩形布置 L2 L1 L2菱形布置 L2 L1 L2 均匀布置的几种形式 考虑 在实际布置中 实际距高比与理想距高比什么关系 72 计算过程 1 确定计算高度hRChRC 建筑物层高 灯具悬吊高度 工作面高度或hRC 灯具最低悬挂高度 工作面高度2 确定灯具之间距离L由已知灯具的类型 查距高比 然后再按公式L hRC求出灯间距 若正方形布置 L即为灯间距若矩形布置 L为等效间距 可先确定L1 再按公式L2 L2 L1求L2若为菱形布置 同上 73 3 求灯具与墙边的距离 靠墙无工作面时 1 3 1 2 L或 0 4 0 5 L靠墙有工作面时 1 4 1 3 L或 0 25 0 3 L 74 非对称光源照明器的布置 以荧光灯为例 1 求照明器之间的距离 LA A A A hrcLB B B B hrc2 求灯具与墙边间的距离 建议荧光灯的端部至墙边的距离300 600mm 或为灯长的 1 5 1 3 即B B方向 灯端与墙边的距离为 1 5 1 3 灯长A A方向 灯与墙间的距离与对称的相同 75 分析步骤 1 确定计算高度hRC hrc H hcc hfc2 根据灯具类型查表 确定距高比 实际选的距高比不得大于表中的值3 确定灯间距和灯墙距L hrc4 根据房间尺寸 确定行 列的灯具数量每行 列灯具数量 长 宽 L后取整加15 求出灯具的总数量 76 技能训练1 某车间室空间高度4m 灯具悬挂高度3m 工作面高度1m 选用GC A 1配照型灯具 其最大允许距高比为1 25 要求 用正方形布置方案 确定灯的间距和与墙的距离 分析 灯具的计算高度 查表得GC A 1配照型灯具最大允许距高比表知 灯的间距 灯与墙的距离 取 77 技能训练2 在某教室布置荧光灯 选用荧光灯的型号为YG1 1 室空间高度3 5m 灯具的垂度0 7m 工作面高度0 75m 要求 计算确定灯具的间距和与墙之间的距离 分析 灯具的计算高度查表得YG1 1型荧光灯具最大允许距高比表知 灯具A A方向的间距灯具B B方向的间距灯与墙的距离取在进行完上述计算之后 还可以根据计算结果画出灯具平面布置图 并进行尺寸标注 照明工程光照设计 79 能力目标 具有不同灯具的选型能力 具有根据灯具布置进行室内照度计算的能力 具有根据不同照明场合的要求 确定灯具布置方式的能力 具有照明效果的评价能力 具有照明平面图的绘制 识读能力 终极目标 独立完成室内照明的光照设计及其效果评价 80 任务一照明工程光照设计任务分析 81 一 室内光照设计的内容与要求 照明光照设计包括照度的选择 光源的选用 灯具的选择与布置 照明控制策略与方式的确定 照明计算 照明质量评价等诸多方面 对以工作面上的视看对象为照明对象的照明技术称为明视照明 主要涉及照明生理学 对以周围环境为照明对象的照明技术称为环境照明 主要涉及照明心理学 明视照明和环境照明设计要求不同 82 83 大家都来想一想 给你一个房间 你该怎样考虑它的光照设计 84 二 照明工程光照设计的步骤 85 一 收集原始资料 了解工艺及建筑情况 1 了解建筑物及各房间的工艺性质和生产 使用要求 这里包括对照度 照度均匀度 照明方式 照明种类 光源色表和显色性 眩光的限制等方面的要求 同时还应充分了解光环境的清洁状况 以便确定维护系数 2 了解建筑物的建筑结构 建筑装饰和其他建筑设备的情况 根据建筑平面图 剖面图和立面图 了解建筑物尺寸 电梯 门 窗等位置 熟悉屋面布置 吊顶情况 室内装饰材料及颜色 反射比 了解空调 采暖 通风 给排水等设备及管道的布置情况 86 二 确定设计照度 居住建筑照明的照度标准值 87 学校建筑照明的照度标准值 Ra 一般显色指数 通称显色指数 是描述光源显现物体固有颜色的指标 88 三 选择照明方式和种类 1 选择照明方式照明方式是指照明灯具布局方式或构成的基本形式 根据现行规范 照明方式可分为一般照明 分区一般照明 局部照明和混合照明四种 在设计时 按下列要求确定照明方式 工作场所通常应设置一般照明 同一场所内不同区域有不同照度要求时 应采用分区一般照明 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 在一个工作场所内不应只采用局部照明 89 视觉工作对应的照明分级范围 90 2 选择照明种类 1 照明种类的划分按照明用途的不同 照明可分为正常照明 应急照明 值班照明 警卫照明和障碍照明 1 正常照明 正常工作时使用的永久安装照明 2 应急照明 在正常照明时电源因故障失效的情况下 供人员疏散 保障安全或继续工作用的照明 疏散 安全 备用 91 3 值班照明 供值班人员使用的照明 值班照明可利用正常照明中能单独控制的一部分 设置专用控制开关 大面积场所宜设置值班照明 值班照明对照度要求不高 20lx以上 4 警卫照明 根据警卫任务需要而设置的照明 5 障碍照明 装设在障碍物上或附近 作为障碍标志用的照明称为障碍照明 如高层建筑物的障碍标志灯 道路局部施工 管道人井施工标志灯 航标灯等 这三类障碍标志灯在颜色 闪光频率可视范围和光强值等均各有规定 并不通用 使用时应引起注意 此外还有 装饰照明 广告照明 艺术照明等 92 2 照明种类的确定的一般方法 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 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 如大型商场 超市的大营业厅 贵重物品柜台 收银台和门厅等 正常照明因故障熄灭后 需确保处于潜在危险之中的人员安全的场所 应设置安全照明 如一般建筑的残疾人坡道 医院建筑的手术室等 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 如住宅建筑长度超过20m的内走道 以及疏散楼梯间 安全出口等 3 大面积场所宜设置值班照明 如商店营业厅 仓库 酒店以及大型建筑的主要出入口 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 在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 93 四 光源和照明器的选择 依据房间装饰色彩 配光 光色的要求和环境条件等因素来选择光源和照明器 选用电光源时应综合考虑照明设施的要求 使用环境以及经济合理性等因素 一般情况下 各种使用场所都需要高效的光源 同时还应考虑显色性 色温等其他性能要求 以及初期投资和年运行费用等问题 94 五 合理布置照明器 灯具的布置包括灯具悬挂的高度及平面的布置两个内容 对室内灯具的布置除了要求保证最低的照度条件外 还应是工作面上照度均匀 光线的射向适当 无眩光阴影 维护方便 使用安全 布置上整齐美观 并与建筑空间相协调 95 96 97 六 照度的计算 照度计算是照明工程设计中重要的计算内容之一 尤其是大面积室内照明场所 照度计算结果用来检验照明设计是否合乎标准 照度计算的方法有多种 实际设计时应根据房间的用途和具体的情况选择恰当的方法 98 七 根据需要计算室内各面亮度和眩光评价 建筑照明设计标准 从照度要求 照度均匀度 眩光的限制 光源的颜色 各面反射比等方面进行照明质量的评价 UGR 统一眩光值 适用于简单的立方体形房间的一般照明装置设计 不适用于采用间接照明和发光天棚的房间 GR 眩光值 适用于室外体育场和室外场地照明装置 99 八 进行节能计算 校验灯具和光源的选择 节能的设计理念 自然光的利用 节能灯具的选择等 建筑照明设计标准 规定各种建筑照明功率密度值 例 普通办公室 现行11W m2 目标9W m2 照度300lx照明设计完成后 应按照给定的照明功率密度值进行检验 设装饰性灯具场所 可将实际采用的装饰性灯具总功率的50 计入照明功率密度值的计算 设有重点照明的商店营业厅 该楼层营业厅的照明功率密度值每平方米可增加5W 照明功率密度 简称LPD 太阳能能源导光装置反光装置 100 地下车库 体育场馆 厂房 别墅 会议中心等 101 九 确定照明控制的方法 考虑 控制方法 控制数量 控制层次等常用的控制方法有 时间程序控制 光敏控制 感应控制 区域场景控制 无线遥控控制和智能照明控制等 从控制层次上分为 光源的控制 房间的控制和楼宇的控制三种情况 每支开关控制光源数量 较小房间 1 2支 中等房间3 4支 大房间4 6支 102 三 照明质量的评价 1 照度水平按CIE标准进行分级 级差1 5倍 照度分级向低延伸到0 5lx 可按照度标准值分级提高或降低一级 可有 10 10 的偏差 此偏差只适用于装10个灯具以上的照明场所