建筑光学第九章

1、建筑光环境2022-4-291人工光源人工光源灯具灯具人工环境设计人工环境设计光环境实例光环境实例建筑光环境2022-4-292 人们对天然光的利用，受到时间和人们对天然光的利用，受到时间和地点的限制。建筑物内不仅在夜间必须采地点的限制。建筑物内不仅在夜间必须采用人工照明，在某些场合，白天也要用人用人工照明，在某些场合，白天也要用人工照明。建筑设计人员应掌握一定的照明工照明。建筑设计人员应掌握一定的照明知识，以便能在设计中考虑照明问题，并知识，以便能在设计中考虑照明问题，并能进行简单的照明设计。能进行简单的照明设计。 在一些大型公共或工业建筑设计中，在一些大型公共或工业建筑设计中，能协助电器专

2、业人员按总的设计意图完成能协助电器专业人员按总的设计意图完成照明设计，使建筑功能得到充分发挥，并照明设计，使建筑功能得到充分发挥，并使室内显得更加美观。使室内显得更加美观。建筑光环境2022-4-293 现代照明用的电光源可以分为两大类：热辐射光源现代照明用的电光源可以分为两大类：热辐射光源与气体放电光源：与气体放电光源： 白炽灯白炽灯 热辐射光源热辐射光源 卤钨灯卤钨灯 荧光灯荧光灯 荧光高压汞灯荧光高压汞灯 金属卤化物灯金属卤化物灯气体放电光源气体放电光源 钠灯钠灯 氙灯氙灯 紧凑型荧光灯紧凑型荧光灯 无电极荧光灯（无电极荧光灯（QLQL灯）灯）建筑光环境2022-4-294从照明应用的角

3、度对光源的性能有以下要求：从照明应用的角度对光源的性能有以下要求：高光效高光效用少量的电获得更多的光；用少量的电获得更多的光；长寿命长寿命耐用，光通衰减小；耐用，光通衰减小；光色好光色好有适宜的色温和优良的显色性能；有适宜的色温和优良的显色性能；能直接在标准电源上使用；能直接在标准电源上使用；接通电源后立即燃亮；接通电源后立即燃亮；形状小巧，结构紧凑，便于控光。形状小巧，结构紧凑，便于控光。建筑光环境2022-4-295 表征灯的发光能力，以流明值表示。表征灯的发光能力，以流明值表示。能否达到额定光通量是考核灯质量的首要能否达到额定光通量是考核灯质量的首要评判标准。评判标准。 灯发出的光通量与

4、它消耗的电功率之灯发出的光通量与它消耗的电功率之比，单位比，单位lm/Wlm/W。建筑光环境2022-4-296 灯的寿命以小时计，通常有两种指标：灯的寿命以小时计，通常有两种指标：（1）有效寿命）有效寿命灯在使用过程中光通量灯在使用过程中光通量逐渐衰减。从灯开始使用至灯的光通量衰逐渐衰减。从灯开始使用至灯的光通量衰减到初始额定光通量的某一百分比（通常减到初始额定光通量的某一百分比（通常是是70% 80% ）所经过的点燃时数叫有）所经过的点燃时数叫有效寿命。超过有效寿命的灯继续使用就不效寿命。超过有效寿命的灯继续使用就不经济了。白炽灯、荧光灯多采用有效寿命经济了。白炽灯、荧光灯多采用有效寿命指

5、标（图指标（图43）。）。建筑光环境2022-4-297（ 2）平均寿命）平均寿命一组试验样灯从点燃到一组试验样灯从点燃到有有50%的灯失效（的灯失效（50%保持完好）所经历保持完好）所经历的时间，称为这批灯的平均寿命。高强放的时间，称为这批灯的平均寿命。高强放电灯常用平均寿命指标（图电灯常用平均寿命指标（图44）。）。建筑光环境2022-4-298建筑光环境2022-4-299建筑光环境2022-4-2910 灯的发光体的平均亮度以灯的发光体的平均亮度以cd/m2表示。表示。 指灯光颜色给人的直观感受，有冷、暖指灯光颜色给人的直观感受，有冷、暖与中间色之分，以色温或相关色温为数与中间色之分，

6、以色温或相关色温为数量指标。量指标。建筑光环境2022-4-2911 显色性能的定量指标。显色性能的定量指标。 电源电压波动对灯的其他参数的影响电源电压波动对灯的其他参数的影响。建筑光环境2022-4-2912 热辐射光源工作原理是，当金属热辐射光源工作原理是，当金属被加热到被加热到1000K1000K以上时，就发出可见光。以上时，就发出可见光。温度越高，可见光在总辐射中所占比温度越高，可见光在总辐射中所占比例越大。人们利用这种原理制造的照例越大。人们利用这种原理制造的照明光源称为热辐射光源。明光源称为热辐射光源。建筑光环境2022-4-2913普通白炽灯的基本组成部分是灯丝、外玻普通白炽灯的

7、基本组成部分是灯丝、外玻壳、充入气体与灯头（图壳、充入气体与灯头（图9 93 3）。）。图图9 93 3 普通白炽灯普通白炽灯 建筑光环境2022-4-2914图图94 管状的碘钨灯管状的碘钨灯建筑光环境2022-4-2915图图95 反射型白炽灯反射型白炽灯a-压封玻璃；压封玻璃；b-吹制玻璃（抛物面反射器）；吹制玻璃（抛物面反射器）；c-吹制玻璃（半球形反射器）吹制玻璃（半球形反射器）建筑光环境2022-4-2916 a-抛物面反射型白炽灯；抛物面反射型白炽灯； b-椭球面反射型白炽灯椭球面反射型白炽灯建筑光环境2022-4-2917 荧光灯是一种低压汞放电灯。直管型荧荧光灯是一种低压汞放

8、电灯。直管型荧光灯的构造如图光灯的构造如图9 97 7所示。灯管两端各有所示。灯管两端各有一个密封的电极，管内壁有低压汞蒸气及一个密封的电极，管内壁有低压汞蒸气及少量帮助点燃的氮气。灯管内壁涂有一层少量帮助点燃的氮气。灯管内壁涂有一层荧光份，当灯管两个电极加上电压以后，荧光份，当灯管两个电极加上电压以后，由于气体放电产生紫外线，紫外线激发荧由于气体放电产生紫外线，紫外线激发荧光份发出可见光。光份发出可见光。建筑光环境2022-4-2918 荧光粉的成分决定荧光灯的光效和颜色。荧光粉的成分决定荧光灯的光效和颜色。使用宽频带卤磷酸盐荧光粉的普通荧光灯，使用宽频带卤磷酸盐荧光粉的普通荧光灯，光效可达

9、光效可达45lm/W45lm/W，比白炽灯高，比白炽灯高5 5倍，其色表与倍，其色表与显色性也有更多的选择。显色性也有更多的选择。建筑光环境2022-4-2919 高压汞灯的构造如图高压汞灯的构造如图9-89-8所示。灯所示。灯管用石英玻璃制造，内充一定数量的汞管用石英玻璃制造，内充一定数量的汞和少量氩气，灯管内的压力为和少量氩气，灯管内的压力为2 26 6个个大气压。在主电极附近有一个辅助电极大气压。在主电极附近有一个辅助电极帮助灯启燃，所以除镇流器外，不需要帮助灯启燃，所以除镇流器外，不需要另加启动设备。另加启动设备。建筑光环境2022-4-2920建筑光环境2022-4-2921 汞灯启

10、动需要汞灯启动需要4 47 7分钟才能达到全光分钟才能达到全光通。一旦熄灭，再启动也需要同样长的通。一旦熄灭，再启动也需要同样长的时间。光效高、寿命长、光色差，使其时间。光效高、寿命长、光色差，使其通常仅用于街道、施工现场等场所。通常仅用于街道、施工现场等场所。建筑光环境2022-4-2922 金属卤化物灯与高压汞灯的结构类似，金属卤化物灯与高压汞灯的结构类似，只是在放电管内又添加了金属碘化物如碘只是在放电管内又添加了金属碘化物如碘化钠、碘化铝、碘化钢、碘化执、碘化铺等。化钠、碘化铝、碘化钢、碘化执、碘化铺等。金属卤化物灯与汞灯相比，不仅提高了光效，金属卤化物灯与汞灯相比，不仅提高了光效，显色

11、性也有很大改进。显色性也有很大改进。建筑光环境2022-4-2923 金属卤化物的品种很多，但是好的颜色金属卤化物的品种很多，但是好的颜色一致性问题尚未得到很好的解决，这限一致性问题尚未得到很好的解决，这限制了它的应用目前，金属卤化物灯主制了它的应用目前，金属卤化物灯主要用在体育照明、广场照明，它能发出要用在体育照明、广场照明，它能发出近似日光的强烈白光近似日光的强烈白光建筑光环境2022-4-2924 高压钠灯是目前一般照明应用的电光高压钠灯是目前一般照明应用的电光源中光效最高（源中光效最高（120lm/W120lm/W）、寿命最长）、寿命最长（2000020000小时）的灯。灯的放电管用半

12、透小时）的灯。灯的放电管用半透明的多晶氧化铝陶瓷管制做，这种陶瓷管明的多晶氧化铝陶瓷管制做，这种陶瓷管能在能在700700的高温下不受钠蒸气的腐蚀，的高温下不受钠蒸气的腐蚀，并有很好的透光性能。高压钠灯主要靠金并有很好的透光性能。高压钠灯主要靠金属钠蒸气发光，同时在放电管内也充入少属钠蒸气发光，同时在放电管内也充入少量的汞以助于提高光效和改进光色。量的汞以助于提高光效和改进光色。建筑光环境2022-4-2925建筑光环境2022-4-2926 紧凑型荧光灯的发光原理与荧光灯相同，紧凑型荧光灯的发光原理与荧光灯相同，区别在于以三基色荧光粉代替普通荧光灯使区别在于以三基色荧光粉代替普通荧光灯使用的

13、卤磷化物荧光粉。具有光效高、结构紧用的卤磷化物荧光粉。具有光效高、结构紧凑（灯管、镇流器、启辉器组成一体化）、凑（灯管、镇流器、启辉器组成一体化）、显色性好等优点，近年来倍受广大消费者青显色性好等优点，近年来倍受广大消费者青睐。是一种极具发展前景的节能光源。其外睐。是一种极具发展前景的节能光源。其外形见图形见图9 91010。建筑光环境2022-4-2927图图9 910 10 紧凑型荧光灯外形紧凑型荧光灯外形建筑光环境2022-4-2928建筑光环境2022-4-2929 钠灯、氙灯、无电极荧光灯钠灯、氙灯、无电极荧光灯（QLQL灯）等参见教材及其它资料。灯）等参见教材及其它资料。建筑光环境

14、2022-4-29301、现在照明通用的电光源有两大类：一类、现在照明通用的电光源有两大类：一类是热辐射光源，有白炽灯、卤钨灯。另一是热辐射光源，有白炽灯、卤钨灯。另一类是气体放电光源，包括低压荧光灯和高类是气体放电光源，包括低压荧光灯和高强度气体放电灯（强度气体放电灯（HID灯），其中有高压灯），其中有高压钠灯、金属卤化物灯和高压汞灯等。热辐钠灯、金属卤化物灯和高压汞灯等。热辐射光源的电光转换效率很低，未来的趋势射光源的电光转换效率很低，未来的趋势是被小型气体放电灯代替。是被小型气体放电灯代替。建筑光环境2022-4-29312、光效、寿命和显色性是电灯首要的、光效、寿命和显色性是电灯首要的

15、技术指标。从现有灯种的性能来看，技术指标。从现有灯种的性能来看，紧凑型荧光灯最具发展前途。金属紧凑型荧光灯最具发展前途。金属卤化物灯在完善地解决光色，一致卤化物灯在完善地解决光色，一致性问题以后，可能会有更快的发展。性问题以后，可能会有更快的发展。建筑光环境2022-4-29323 3表表9 99 9（P210P210）列出光环境照）列出光环境照明常用电光源的性能和最近的发明常用电光源的性能和最近的发展。其它详细情况可参见其它资展。其它详细情况可参见其它资料。料。建筑光环境2022-4-2933 灯具是光源、灯罩及其附件的总称。灯具是光源、灯罩及其附件的总称。灯具可分为装饰性灯具和功能性灯具两

16、大灯具可分为装饰性灯具和功能性灯具两大类，因此灯具的作用有：类，因此灯具的作用有：固定和保护灯，将灯与电源连接；固定和保护灯，将灯与电源连接；控制和分配灯光，实现需要的光分布；控制和分配灯光，实现需要的光分布；美化环境。美化环境。建筑光环境2022-4-2934 照明灯具的光特性主要用三项技术数照明灯具的光特性主要用三项技术数据来说明：据来说明：配光曲线；配光曲线；遮光角；遮光角；灯具效率。灯具效率。建筑光环境2022-4-2935 通常，我们用极坐标图来表示照明灯通常，我们用极坐标图来表示照明灯具的光强分布。以坐标原点为中心，把各具的光强分布。以坐标原点为中心，把各方向上的发光强度在三维空间

17、里用失量表方向上的发光强度在三维空间里用失量表示出来，连接矢量的端点，即构成一个封示出来，连接矢量的端点，即构成一个封闭的光强体。当光强体被通过轴线的平面闭的光强体。当光强体被通过轴线的平面截割时，在平面上获得一封闭的交线。此截割时，在平面上获得一封闭的交线。此交线以极坐标的形式绘制在平面图上，就交线以极坐标的形式绘制在平面图上，就是灯具的配光曲线，见图是灯具的配光曲线，见图9 91111。建筑光环境2022-4-2936建筑光环境2022-4-2937 配光曲线上的每一点，表示灯具配光曲线上的每一点，表示灯具在该方向上的发光强度。因此知道灯在该方向上的发光强度。因此知道灯具对计算点的投光角具

18、对计算点的投光角，就可查到相，就可查到相应的发光强度，利用照度与发光强度应的发光强度，利用照度与发光强度的关系公式就可求出点光源在计算点的关系公式就可求出点光源在计算点上形成的照度。上形成的照度。建筑光环境2022-4-2938 为了使用方便，通常配光曲线均按光源为了使用方便，通常配光曲线均按光源发出的光通量为发出的光通量为1000lm1000lm来绘制。当实际光源来绘制。当实际光源发出的光通量不是发出的光通量不是1000lm1000lm时，对查出的发光时，对查出的发光强度，应乘一修正系数，即实际光源发出的强度，应乘一修正系数，即实际光源发出的光通量与光通量与1000lm1000lm之比。之比

19、。建筑光环境2022-4-2939 图图9 91212是扁圆吸顶灯的外形和它的是扁圆吸顶灯的外形和它的配光曲线。对于非对称配光的灯具，则配光曲线。对于非对称配光的灯具，则用一组曲线来表示不同垂直剖面的配光用一组曲线来表示不同垂直剖面的配光情况。荧光灯灯具常用二根曲线分别给情况。荧光灯灯具常用二根曲线分别给出平行于灯管（出平行于灯管（“”符号）和垂直于符号）和垂直于灯管（灯管（“”符号）剖面的光强分布符号）剖面的光强分布建筑光环境2022-4-2940建筑光环境2022-4-2941【解】【解】P P1 1点照度点照度 灯灯在在P P1 1点形成的照度按点光源三区的点形成的照度按点光源三区的照度

20、计算，找出式中各项值。照度计算，找出式中各项值。 0 0o o时，从图时，从图4 42020查出查出I I0 0130cd130cd，灯，灯至工作面距离为至工作面距离为4.0m4.0m。建筑光环境2022-4-2942则则 E E1 1cos0cos0o o130/4130/42 28.125(lx)8.125(lx)灯灯在在P P1 1点形成的照度点形成的照度coscos4/41, 4/41, 5151o o，I I515190cd90cd。灯灯至至P P1 1点的距离为点的距离为41 m41 m E E1 19090cos51cos510 0/41/411.3(lx)1.3(lx)P P1

21、 1点照度为两灯形成的照度和，并考虑灯泡点照度为两灯形成的照度和，并考虑灯泡光通量修正光通量修正1250/1000,1250/1000,则则建筑光环境2022-4-2943E E1 1(8.125(8.1251.3)1.3)(1250/1000)(1250/1000)12(lx)12(lx)P P2 2点照度点照度灯灯、与与P P2 2的位置相同，故两灯在的位置相同，故两灯在P P2 2点形点形成的照度相同。成的照度相同。coscos4/22.254/22.25，3232o o，I I3232110cd110cd，灯至灯至P P2 2的距离为的距离为22.2522.25， E E2 2(110

22、/22.25)cos32(110/22.25)cos32o o4.19(lx)4.19(lx)P P2 2点的照度为：点的照度为：2 24.194.19(1250/1000)(1250/1000)10(lx)10(lx)建筑光环境2022-4-2944建筑光环境2022-4-2945 光源亮度超过光源亮度超过16sb16sb时人眼就不能忍受，时人眼就不能忍受，而而100W100W的白炽灯灯丝亮度高达数百的白炽灯灯丝亮度高达数百sbsb，人眼更不能忍受。为了降低或消除这种人眼更不能忍受。为了降低或消除这种高亮度表面对眼睛造成的眩光，给光源高亮度表面对眼睛造成的眩光，给光源加上一个不透光材料做的灯

23、罩，可以收加上一个不透光材料做的灯罩，可以收到十分显著的效果。到十分显著的效果。建筑光环境2022-4-2946 为了说明某一灯具的防止眩光范围，为了说明某一灯具的防止眩光范围，可用遮光角可用遮光角 这一水平夹角来衡量。它是这一水平夹角来衡量。它是指灯罩边沿和发光体边沿的连线与水平指灯罩边沿和发光体边沿的连线与水平线所成的夹角（图线所成的夹角（图9 91414）。）。建筑光环境2022-4-2947建筑光环境2022-4-2948 当人眼平视时，如果灯具和眼睛的连线和当人眼平视时，如果灯具和眼睛的连线和水平线的夹角小于遮光角，则看不见高亮度水平线的夹角小于遮光角，则看不见高亮度的光源。当灯具位

24、置提高，和视线形成的夹的光源。当灯具位置提高，和视线形成的夹角大于遮光角，虽可看见高亮度的光源，但角大于遮光角，虽可看见高亮度的光源，但夹角较大，眩光程度已大大减弱。夹角较大，眩光程度已大大减弱。 当灯罩用半透明材料做成，即使有一定遮当灯罩用半透明材料做成，即使有一定遮光角，但由于它本身具有一定亮度，仍有可光角，但由于它本身具有一定亮度，仍有可能成为眩光光源，故应限制其表面亮度值。能成为眩光光源，故应限制其表面亮度值。建筑光环境2022-4-29490 灯具效率是在规定条件下测得的灯具发灯具效率是在规定条件下测得的灯具发出光通量出光通量 与灯具内部的全部光源在灯具与灯具内部的全部光源在灯具内按

25、规定条件点燃时发射的总光通内按规定条件点燃时发射的总光通 0 0之比，之比，以符号以符号 表示，即：表示，即：建筑光环境2022-4-2950 显然显然 小于小于1 1 。其值取决于灯罩开口。其值取决于灯罩开口的大小和灯罩材料的光反射比、光透射的大小和灯罩材料的光反射比、光透射比。灯具效率值一般用实验方法测出列比。灯具效率值一般用实验方法测出列于灯具说明书中。附录给出灯具出厂时于灯具说明书中。附录给出灯具出厂时按规定应具备的光特性资料。按规定应具备的光特性资料。建筑光环境2022-4-2951 照明灯具习惯以安装方式命名、分类，照明灯具习惯以安装方式命名、分类，如吊灯、吸顶灯、嵌入式暗灯、壁灯

26、、如吊灯、吸顶灯、嵌入式暗灯、壁灯、台灯、落地灯等等。这种分类方法不能台灯、落地灯等等。这种分类方法不能反映照明灯具光分布的特点，对光环境反映照明灯具光分布的特点，对光环境设计未尽实用。设计未尽实用。建筑光环境2022-4-2952 CIE CIE推荐以照灯具光通量在上下空间推荐以照灯具光通量在上下空间的比例进行分类的方法，已为国际照明界的比例进行分类的方法，已为国际照明界普遍接受。普遍接受。按照这一方法，将室内照明灯按照这一方法，将室内照明灯具分为五类：具分为五类：直接型，直接型，半直接型，半直接型，均匀扩散型，均匀扩散型，半间接型，半间接型，间接型。间接型。 建筑光环境2022-4-295

27、3表表910 灯具分类灯具分类 建筑光环境2022-4-2954建筑光环境2022-4-2955 这是用途最广泛的一种灯具。因为这是用途最广泛的一种灯具。因为90%90%以上的光通向下照射，所以灯具光通以上的光通向下照射，所以灯具光通的利用率最高。如果灯具是敞口的，一的利用率最高。如果灯具是敞口的，一般来说灯具效率也相当高。工作环境照般来说灯具效率也相当高。工作环境照明应当优先采用这类灯具。明应当优先采用这类灯具。建筑光环境2022-4-2956 直接型灯具的光强分布大体可以分为直接型灯具的光强分布大体可以分为三类，即：窄配光、中配光（或称余弦配三类，即：窄配光、中配光（或称余弦配光）和宽配光

28、（图光）和宽配光（图9 91616）。）。 高大空间的照明需用窄配光的灯具，高大空间的照明需用窄配光的灯具，这种灯具配备镜面反射罩并以大功率的这种灯具配备镜面反射罩并以大功率的HIDHID灯或卤钨灯做光源，能将光束控制在狭窄灯或卤钨灯做光源，能将光束控制在狭窄的范围内，获得很高的轴线光强。在这种的范围内，获得很高的轴线光强。在这种灯具照射下，水平照度高，阴影浓重。灯具照射下，水平照度高，阴影浓重。建筑光环境2022-4-2957建筑光环境2022-4-2958 在灯具上分发出少量的光线照亮顶棚，减在灯具上分发出少量的光线照亮顶棚，减小灯具与顶棚间的强烈对比，使环境亮度分小灯具与顶棚间的强烈对比

29、，使环境亮度分布更加舒适。外包半透明散光罩的荧光灯吸布更加舒适。外包半透明散光罩的荧光灯吸顶灯具，下面敞口的半透明罩，以及上方留顶灯具，下面敞口的半透明罩，以及上方留有较大的通风、透光空隙的荧光灯具，都属有较大的通风、透光空隙的荧光灯具，都属于半直接型配光。这种灯具把大部分光线直于半直接型配光。这种灯具把大部分光线直接投射到工作面，也有较高的光通利用率。接投射到工作面，也有较高的光通利用率。建筑光环境2022-4-2959建筑光环境2022-4-2960 最典型的是乳白玻璃球形灯罩，其他最典型的是乳白玻璃球形灯罩，其他各种形状漫射透光的封闭灯罩也有类似的各种形状漫射透光的封闭灯罩也有类似的配光

30、。这种灯具将光线均匀地投向四面八配光。这种灯具将光线均匀地投向四面八方，对工作面而言，光通利用率较低方，对工作面而言，光通利用率较低 。建筑光环境2022-4-2961 将一对直接型和间接型的灯具组合将一对直接型和间接型的灯具组合在一起，或者用不透光材料遮住灯泡，在一起，或者用不透光材料遮住灯泡，而上下均敞口透光的灯具，其输出光通而上下均敞口透光的灯具，其输出光通分配也近于上下各半。这种灯具叫直接分配也近于上下各半。这种灯具叫直接一间接型灯具。一间接型灯具。建筑光环境2022-4-2962建筑光环境2022-4-2963 上面敞口的半透明罩属于这类。它们上面敞口的半透明罩属于这类。它们主要用于

31、民用建筑的装饰照明，由于大主要用于民用建筑的装饰照明，由于大部分灯光投向顶棚和上部墙面。增加了部分灯光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。室内的间接光，光线更为柔和宜人。建筑光环境2022-4-2964建筑光环境2022-4-2965 它将灯光全部投向顶棚，使顶棚成为它将灯光全部投向顶棚，使顶棚成为二次光源。室内光线扩散性极好，几乎二次光源。室内光线扩散性极好，几乎没有阴影和光幕反射，也不会产生直接没有阴影和光幕反射，也不会产生直接眩光。但因射到工作面的光线全部来自眩光。但因射到工作面的光线全部来自反射光，故光通利用率很低，在要求高反射光，故光通利用率很低，在要求高照度时

32、，使用这种灯具很不经济。照度时，使用这种灯具很不经济。建筑光环境2022-4-2966 此种灯具一般用于照度要求不太高，此种灯具一般用于照度要求不太高，但希望全室均匀照明、光线柔和宜人的场但希望全室均匀照明、光线柔和宜人的场合，如医院和一些公共建筑较为适宜。合，如医院和一些公共建筑较为适宜。建筑光环境2022-4-2967建筑光环境2022-4-2968建筑光环境2022-4-2969 人工照明的发光顶棚起源于利用天窗采光人工照明的发光顶棚起源于利用天窗采光的玻璃吊顶。在透光吊顶与建筑结构之间装的玻璃吊顶。在透光吊顶与建筑结构之间装灯，便形成发光顶棚。图灯，便形成发光顶棚。图9 92121是三

33、种发光顶是三种发光顶棚的构造简图。昼光照明与人工照明共用的棚的构造简图。昼光照明与人工照明共用的发光顶棚，顶棚内的空间一般都比较高，这发光顶棚，顶棚内的空间一般都比较高，这种情况下，常装吊灯照明。种情况下，常装吊灯照明。建筑光环境2022-4-2970 a)平顶露明荧光灯平顶露明荧光灯 b)有灯罩的分隔式发光顶棚有灯罩的分隔式发光顶棚 c)格栅式发光顶棚格栅式发光顶棚建筑光环境2022-4-2971发光顶棚实例1建筑光环境2022-4-2972格片式发光顶棚实例2建筑光环境2022-4-2973格片顶棚构造简图格片顶棚构造简图建筑光环境2022-4-2974格片顶棚有以下的优点。格片顶棚有以下

34、的优点。调节格片的角度，可获得定向照度分布；调节格片的角度，可获得定向照度分布；通风散热好，减少设备层内灯的热量积蓄；通风散热好，减少设备层内灯的热量积蓄；比平置的透光材料落灰积尘的机会少；比平置的透光材料落灰积尘的机会少；外观生动，利用格孔几何图样的变化，格外观生动，利用格孔几何图样的变化，格片高度的错落有致，以及格片的颜色和质感，片高度的错落有致，以及格片的颜色和质感，能取得丰富的装饰效果。能取得丰富的装饰效果。建筑光环境2022-4-2975 是利用与墙平行的不透光檐板遮挡光源，是利用与墙平行的不透光檐板遮挡光源，将墙壁照亮的一种照明装置（图将墙壁照亮的一种照明装置（图9-229-22）

35、。檐）。檐板是建筑装饰构件组成部分，设在墙的上部板是建筑装饰构件组成部分，设在墙的上部或固定在顶棚上。与窗帘盒合为一体的称为或固定在顶棚上。与窗帘盒合为一体的称为窗帘照明。通常采用荧光灯做光源。窗帘照明。通常采用荧光灯做光源。建筑光环境2022-4-2976建筑光环境2022-4-2977 这是用墙上挑出的壁檐或水平的凹槽这是用墙上挑出的壁檐或水平的凹槽遮挡光源，将光投射到顶棚和墙壁上部遮挡光源，将光投射到顶棚和墙壁上部的间接照明装置。这种暗灯槽可以同墙、的间接照明装置。这种暗灯槽可以同墙、梁、柱、斜顶棚、凹龛等各种构件结合梁、柱、斜顶棚、凹龛等各种构件结合（图（图9 92323），不过最常见

36、的还是光檐。），不过最常见的还是光檐。为了获得最大的光输出，光檐挡板高度为了获得最大的光输出，光檐挡板高度要尽量小。但以遮住人的视线为限。要尽量小。但以遮住人的视线为限。建筑光环境2022-4-2978 a)光柱；光柱；b)斜顶暗槽灯；斜顶暗槽灯；c)光梁；光梁；d)光龛光龛建筑光环境2022-4-2979 任何设计都来源于分析与综合。首先任何设计都来源于分析与综合。首先要收集有关的资料，然后审查这些资料使要收集有关的资料，然后审查这些资料使之条理化，并加以提炼（分析）。最后，之条理化，并加以提炼（分析）。最后，对各种因素进行选择与组合，以形成设计对各种因素进行选择与组合，以形成设计（综合）。

37、（综合）。建筑光环境2022-4-2980 传统的照明设计，以工作面达到规定的传统的照明设计，以工作面达到规定的水平照度为设计目标，忽视光环境的质量，水平照度为设计目标，忽视光环境的质量，现代光环境设计主张无论对进行视觉作业现代光环境设计主张无论对进行视觉作业的光环境，还是用于休息、社交、娱乐的的光环境，还是用于休息、社交、娱乐的光环境，都要从深入分析设计对象入手，光环境，都要从深入分析设计对象入手，全面考虑对照明有影响的功能、形式、心全面考虑对照明有影响的功能、形式、心理和经济因素，在此基础上再制订设计方理和经济因素，在此基础上再制订设计方案，进行计算与评价。案，进行计算与评价。建筑光环境2

38、022-4-2981 本节先讨论工作房间光环境的设计本节先讨论工作房间光环境的设计程序、设计内容和方法，然后扼要列举程序、设计内容和方法，然后扼要列举几种典型的室内光环境设计要点。几种典型的室内光环境设计要点。建筑光环境2022-4-2982设计对象设计对象设计评价设计评价设计方案设计方案设计标准设计标准设计要素设计要素测量与鉴定测量与鉴定 光环境的设计程序如框图所示。其中各光环境的设计程序如框图所示。其中各项内容说明如下：项内容说明如下：建筑光环境2022-4-29831 1、设计对象、设计对象 照明装置的用途，作业性质，作业延照明装置的用途，作业性质，作业延续时间，使用人的年龄，新建还是翻

39、修，续时间，使用人的年龄，新建还是翻修，预期使用寿命，其他设想，等等。预期使用寿命，其他设想，等等。建筑光环境2022-4-2984（l）建筑）建筑建筑空间的大小、形状、风格，建筑空间的大小、形状、风格，室内表面的反射比与质地，照明同家具陈室内表面的反射比与质地，照明同家具陈设、空调、报警、自动洒水等设备系统的设、空调、报警、自动洒水等设备系统的协调布置。协调布置。（2）空间的利用）空间的利用了解空间如何使用。工了解空间如何使用。工作地点的分布，在室内进行的作业与其频作地点的分布，在室内进行的作业与其频繁程度和重要性。繁程度和重要性。建筑光环境2022-4-2985（3）颜色）颜色灯的颜色要同

40、室内装修色灯的颜色要同室内装修色彩配合。如果需要辨认颜色，显色性也彩配合。如果需要辨认颜色，显色性也很重要。很重要。（4）经济因素）经济因素照明系统的投资及运照明系统的投资及运行费。行费。（5）节能）节能是否符合节能要求和规定。是否符合节能要求和规定。建筑光环境2022-4-2986 （6 6）物理因素）物理因素允许噪声级、温度、允许噪声级、温度、振动、电压变化，都会影响照明设备的振动、电压变化，都会影响照明设备的选择。选择。 （7 7）使用环境）使用环境灰尘多、潮湿、有灰尘多、潮湿、有化学腐蚀和爆炸危险等特殊环境的照明，化学腐蚀和爆炸危险等特殊环境的照明，要使用防护级别合格的照明设备。要使用

41、防护级别合格的照明设备。建筑光环境2022-4-2987 （8 8）安全和应急照明）安全和应急照明照明系统应照明系统应包含必要的应急照明。包含必要的应急照明。 （9 9）维护管理）维护管理在设计阶段就应考在设计阶段就应考虑到选择便于维护的照明设备，并制定虑到选择便于维护的照明设备，并制定切实可行的维护管理计划，以保证照明切实可行的维护管理计划，以保证照明系统高效地运行。系统高效地运行。建筑光环境2022-4-2988 照度水平是光环境的基本数量指标。照度水平是光环境的基本数量指标。但是，大量的研究和实践表明，对提高可但是，大量的研究和实践表明，对提高可见度和视觉舒适感来说，达到一定的照度见度和

42、视觉舒适感来说，达到一定的照度水平以后，改善质量比增加照度更为有效。水平以后，改善质量比增加照度更为有效。需要考虑的质量因素有：对比显现，眩光，需要考虑的质量因素有：对比显现，眩光，周围环境亮度，灯的色表，显色性等。周围环境亮度，灯的色表，显色性等。建筑光环境2022-4-2989（1）确定照度水平、质量指标；）确定照度水平、质量指标；（2）选择照明方式和照明设备；）选择照明方式和照明设备；（3）照明计算，经济分析；）照明计算，经济分析；（4）照明布局；）照明布局；（5）照明装置的细部设计。）照明装置的细部设计。建筑光环境2022-4-2990 照明系统建成以后，对使用中的光环境照明系统建成以

43、后，对使用中的光环境进行现场测量，并征询使用人的意见。进行现场测量，并征询使用人的意见。 通过计算、模型以至建造足尺样板间通过计算、模型以至建造足尺样板间等手段评定设计方案是否达到设计目标，等手段评定设计方案是否达到设计目标，决定要不要修改方案，使其满足所有的决定要不要修改方案，使其满足所有的标准标准6 6测量与鉴定测量与鉴定建筑光环境2022-4-2991 在人工光环境设计中，照明系统的选在人工光环境设计中，照明系统的选择对光质量、照明经济性与建筑艺术择对光质量、照明经济性与建筑艺术风貌都有重要影响。合理的照明系统，风貌都有重要影响。合理的照明系统，应当符合建筑物的使用要求，又和建应当符合建

44、筑物的使用要求，又和建筑结构形式相协调。筑结构形式相协调。建筑光环境2022-4-2992正常使用的照明系统，按照明设备的布局可正常使用的照明系统，按照明设备的布局可分为四种照明方式：分为四种照明方式：（l）一般照明）一般照明不考虑特殊局部的需要，不考虑特殊局部的需要，为照亮整个场地而设置的照明系统。灯具规为照亮整个场地而设置的照明系统。灯具规则地布置，并能达到一定的水平照度均匀度。则地布置，并能达到一定的水平照度均匀度。一般照明的平均照度应当不低于视觉作业所一般照明的平均照度应当不低于视觉作业所需要的照度（图需要的照度（图934a）。）。建筑光环境2022-4-2993图图933 照明方式照

45、明方式a)一般照明；一般照明；b)分区一般照明；分区一般照明；c)混合照明混合照明（一般局部照明）（一般局部照明）建筑光环境2022-4-2994（2）分区一般照明）分区一般照明根据需要，提高特根据需要，提高特定区域照度的一般照明。灯具相对集中定区域照度的一般照明。灯具相对集中地均匀布置在某些主要区域，因而这些地均匀布置在某些主要区域，因而这些区域有足够高的照度，其他区域（如交区域有足够高的照度，其他区域（如交通区）的照度则低于主要作业区（图通区）的照度则低于主要作业区（图933b）。）。建筑光环境2022-4-2995（3）局部照明）局部照明为满足某些部位的特殊为满足某些部位的特殊需要，在较

46、小范围或有限空间内，用距离需要，在较小范围或有限空间内，用距离观看对象近的附加灯具形成的照明。如工观看对象近的附加灯具形成的照明。如工厂车间内的机床灯、照亮商店货架的点射厂车间内的机床灯、照亮商店货架的点射灯、办公桌的台灯等，均属局部照明。灯、办公桌的台灯等，均属局部照明。（4）混合照明）混合照明一般照明与局部照明的一般照明与局部照明的综合运用（图综合运用（图933c）。）。建筑光环境2022-4-29961、非常精细的视作业，特别是只需要在有、非常精细的视作业，特别是只需要在有限范围增加照度的工作；限范围增加照度的工作；2、辨认形状或质地需要从某个特定的方向、辨认形状或质地需要从某个特定的方

47、向加强照明时；加强照明时；3、由于设备或人的遮挡，一般照明照射不、由于设备或人的遮挡，一般照明照射不到的地方；到的地方；4、视力减退的人需要较高的照度；、视力减退的人需要较高的照度；5、需要补偿一般照明造成的对比损失。、需要补偿一般照明造成的对比损失。建筑光环境2022-4-2997一般照明实例建筑光环境2022-4-2998局部照明实例建筑光环境2022-4-2999 在正常照明灯因事故熄灭时，为使人在正常照明灯因事故熄灭时，为使人们能够容易而且准确无误地找到安全出们能够容易而且准确无误地找到安全出口而设的照明，称为应急照明。大型公口而设的照明，称为应急照明。大型公共建筑、工业建筑都应设置独

48、立的应急共建筑、工业建筑都应设置独立的应急照明系统，以保障人身安全，减少经济照明系统，以保障人身安全，减少经济损失。损失。建筑光环境2022-4-29100 应急照明按照用途可分为三类：应急照明按照用途可分为三类：（1 1）疏散照明）疏散照明为保证人们在发生事故时为保证人们在发生事故时能快速而安全地离开室内所设的照明。能快速而安全地离开室内所设的照明。（2）安全照明）安全照明在正常照明突然熄灭时，在正常照明突然熄灭时，为保证有潜在危险场所的工人（如操作圆为保证有潜在危险场所的工人（如操作圆盘锯）的人身安全而设的照明。盘锯）的人身安全而设的照明。（3）备用照明）备用照明正常照明发生事故时，能正常

49、照明发生事故时，能保证室内活动继续进行的照明。保证室内活动继续进行的照明。建筑光环境2022-4-29101（1 1）光源）光源根据各种灯的特性，对功能不根据各种灯的特性，对功能不同的室内光环境，可按同的室内光环境，可按P227P227表表9 92323的建议的建议选灯。选灯。（2 2）灯具）灯具各类灯具的特点在上节已有说各类灯具的特点在上节已有说明。选择灯具或照明装置的原则是在投资许明。选择灯具或照明装置的原则是在投资许可的前提下，符合使用功能和照明质量的要可的前提下，符合使用功能和照明质量的要求，能够实现设想的照明效果。求，能够实现设想的照明效果。建筑光环境2022-4-29102* 建筑

50、空间形状和尺度，装修风格特点；建筑空间形状和尺度，装修风格特点；* 结构形式和设备布置；结构形式和设备布置；* 特殊环境条件（热、光、声、振动、灰特殊环境条件（热、光、声、振动、灰尘、潮湿、化学腐蚀等）；尘、潮湿、化学腐蚀等）；* 灯具的光通利用系数；灯具的光通利用系数；建筑光环境2022-4-29103* 灯具的光分布；灯具的光分布；* 是否符合限制直接眩光的要求；是否符合限制直接眩光的要求；* 灯具材料的耐久性和光衰；灯具材料的耐久性和光衰；* 是否便于换灯和清洗；是否便于换灯和清洗；* 外观；外观；* 防护等级。防护等级。建筑光环境2022-4-29104 照明灯具的布置主要取决于视觉作

51、业照明灯具的布置主要取决于视觉作业的位置和室内活动区的划分；同时，还的位置和室内活动区的划分；同时，还要考虑建筑结构的形式及空间的形状和要考虑建筑结构的形式及空间的形状和大小，配合顶棚装修的设计意图来决定大小，配合顶棚装修的设计意图来决定灯位。灯位。建筑光环境2022-4-29105 如下图为一餐厅设计，此餐厅主要陈如下图为一餐厅设计，此餐厅主要陈设一组必备的餐桌椅，其他家具为贴墙设一组必备的餐桌椅，其他家具为贴墙式的定制装饰，圆餐桌上方刻意镂空一式的定制装饰，圆餐桌上方刻意镂空一圆形天花，以达到上下呼应的圆融含意，圆形天花，以达到上下呼应的圆融含意，也可避免吊灯过低的现象。也可避免吊灯过低的

52、现象。建筑光环境2022-4-29106建筑光环境2022-4-29107 在日常的光环境设计中，建筑师需要在日常的光环境设计中，建筑师需要具备进行简单照明计算的能力，熟悉计具备进行简单照明计算的能力，熟悉计算图表的用法，理解基本的照明计算数算图表的用法，理解基本的照明计算数学模型这样，才能对自己设计的照明学模型这样，才能对自己设计的照明装置的合理性与经济效益有明晰的、定装置的合理性与经济效益有明晰的、定量的认识，才能正确地使用计算机辅助量的认识，才能正确地使用计算机辅助照明设计软件处理光环境设计的实际问照明设计软件处理光环境设计的实际问题。照度计算的方法很多，这里只介绍题。照度计算的方法很多

53、，这里只介绍常用的利用系数法。常用的利用系数法。建筑光环境2022-4-29108 利用系数法的计算原理是从照度利用系数法的计算原理是从照度的基本定义出发。先计算照明装置的基本定义出发。先计算照明装置投射到一个表面上的总光通量（包投射到一个表面上的总光通量（包括直射光通与反射光通），然后除括直射光通与反射光通），然后除以这个表面的面积，即得到计算表以这个表面的面积，即得到计算表面上的平均照度。面上的平均照度。建筑光环境2022-4-29109 我们知道，灯具效率是灯具发出的光通量与灯具内全部灯的光通量n之比，它总小于1。也就是说，灯的光通量经过灯具的反射、透射后总要损失一部分。而且，从灯具发出的光通量也不会全部直接投射到工作面（或其他规定的计算平面）上，相当多的光经过顶棚、墙面和地面的相互反射后才最终到