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1、第3讲 建筑光学光的性质：可见光：波长在 380 760nm 之间的电磁波辐射。不同波长的光在视觉上形成不同的颜色。多色光：一般光源发出的光往往是由不同波长的电磁波组成，这样的光，称为多色光。单色光：波长单一的光，称为单色光。第1节 基本光度单位及应用一、光通量光通量：是按照国际约定的人眼视觉特性评价的辐射能通量（辐射功率）。用 表示，单位：光瓦，流明（ ）。光谱光效应函数 V ： 描述人眼对不同波长单色光的视亮度感受性的差异。如图13-1。 明视觉光谱光效应函数：将 黄绿光=555nm的感觉量定为1，其余波长光的感觉量都小于1，如图中的实线； 暗视觉光谱光效应函数：以 的蓝绿光=510nm的

2、感觉量定为1，如图中虚线。光通量的计算公式：若为多色光，则光通量为各单色光的总和。即：波长为 的辐射通量单位换算： 1光瓦等于辐射通量为1W，波长 的黄绿光所产生的光感觉量。 光瓦单位太大，常用另一较小单位流明（ ）。1光瓦二、发光强度：发光强度：指光源所发出的光通量在空间的分布密度。不同光源发出的光通量在空间的分布往往不同。公式计算：当点光源在某一方向上的无限小立体角 内发出的光通量为 时，则该方向上的发光强度为 发光强度的单位：坎德拉（Candela），符号 。 立体角的单位：球面度，符号 。如图13-2，在一半径为 的球心 O 处放一光源，它向球表面 ABCD 所包围面积 S 上发出 F

3、 的光通量。面积 S 在球心形成的立体角为 ：则这一方向的发光强度为：三、照度：照度：表示被照面上的光通量密度。计算公式： 设被照面无限小面积 上所接受的光通量为 ，则该点处的照度为： 当光通量 均匀分布在被照面 上时，则此时被照面的照度为：单位：勒克斯四、亮度：物体在视线方向上的发光强度越大，投影面积越小，就感到它越亮，即亮度越大。亮度单位：熙提sb，太阳亮度20万sb，蓝天0.22.0sb，白炽灯灯丝亮度300500sb。第2节 人眼的视觉特性一、视觉视觉：指人眼通过对光的感受由大脑中产生的感觉。视觉的形成过程： 光源（太阳或灯）发出光辐射； 外界景物在光照射下产生颜色、明暗和形体的差异，

4、相当于形成二次光源； 二次光源发出不同强度、颜色的信号进入人眼瞳孔，借助眼球调节，在视网膜上成像； 视网膜上接受的光刺激变为脉冲信号，经视神经传给大脑，通过大脑的解释、分析、判断而产生视觉。二、亮度阈亮度阈：指能够引起视觉感觉的亮度范围的上、下限值。 物体具有一定亮度是在视网膜上成像以引起视觉感觉的基本条件。实验表明人眼能感觉到物体存在一个最低亮度阈 ；视觉可以忍受的亮度上限约为 ，超过这一数值，视网膜就会因辐射过强而受到损伤。三、视野视野：指当头和眼睛不动时 人眼能察觉到的空间范围。视野范围 ： 单眼视野在垂直方向的角度 约 ，水平方向约 ； 双眼视野较小一些，约占总视野中的 范围。 视线周

5、围 内物体能在视网膜中心成像，清晰度最高，这部分叫“中心视野”； 目标偏离中心视野以外观看时，叫“周围视野”；视线周围 视觉环境的清晰度也较好。 四、视力视力：指任凭借 视觉器官辨认 目标或细节的敏锐程度。 在数量上，视觉敏锐度等于刚 能分辨的视角的倒数，即视角 ：物体大小（或其中某细节的大小）对眼睛形成的张角。如图13-9。 视角计算式 较小时的近似式 通常用“分”表示视角大小：眼分辨细节的能力主要是中心 视野的功能。医学上常用兰道 尔环或“ E ”型视标检验人的 视力。如图13-10。视觉敏锐度随背景亮度、亮度对比、细节呈现时间、眼睛的适应状况等因素而变化。 五、眩光眩光：指亮度过高或亮度

6、对 比过大的刺眼光源。不同位置的眩光对视力影响 程度不同。如图13-11。眩光源的尺寸也影响刺激量的大小，尺寸大的就刺眼一些。直射眩光：直接被眼看到，引起视觉功能损失的眩光； 反射眩光：在一些光滑表面上，也可能看到眩光源的反射形象，同样能引起视觉功能的损失，称反射眩光。第3节 材料的光学性质一、规则反射和透射（旧称“定向反射和透射”）二、漫反射和漫透射（旧称“扩散反射和透射）三、混合材料（旧称“定向扩散材料”）光的反射、吸收和透射。如图13-13。据能量守恒，有 反射、吸收和透射光通量与入射光通量之比，分别称为光反射比、光吸收比 和光透射比 ，即 表13-1，13-2列出了常用建筑材料的光反射

7、比和光透射比，供采光设计时参考使用。为作好采光和照明设计，还需了解光通量经介质反射和透射后分布上的变化。根据光通量分布变化的角度不同，反光和透光材料均可分为两类：一类是规则的（定向的）；一类是漫射的（扩散的）。光线经规则类材料的反射和透射后，光分布的立体角没有变；而光线经漫射材料的反射和透射后，入射光通量程度不同的分散在更大立体角范围。 一、规则反射和透射规则反射（旧称“定向反射”）：光照射到表面很光滑的不透 明材料上，出现规则反射。人眼通过对 光的感受由大脑中产生的感觉。特点：（如图） 入射角等于反射角；入射光线，反射光线以及反射表面的法线处于同一平面。 利用这种特点将光滑表面放在合适 位置

8、，可将光线反射到所需位置， 或避免光源在视线中出现。aaa规则透射（旧称“定向透射”）：光照射到透明材料上，出现规则透射。 若透明材料两表面彼此平行，则透过光线的方向和入射方向保持不变，只在材料内产生微小的折射； 若两表面不平性，各处厚薄不均，因折射角不同透过的光线就不平行。二、漫反射和漫透射半透明材料使入射光线发生漫透 射；表面粗糙的不透明材料使入射光线发生漫反射。据对光的漫射状况，可将材料分为漫射材料（均匀扩散材料）和混合材料（定向扩散）两类。漫射材料将入射光线均匀地 向四面八方反射或透射，从各角度看，其亮度完全相同，看不见 光源形象。这类材料的亮度和发光强度分布如右图。三、混合材料（定向

9、扩散材料）：某些材料同时具有规则和漫射两种性质。在其规则反射（透射）方向上具有最大的亮度，而在其它方向也有一定亮度，如图亮度和发光强度分布。这时在反射方向可看到光源的大致形象，但轮廓不似定向反射那样清晰，而在其它方向又类似漫射材料具有一定亮度，不象规则反射材料那样没有亮度。第4节 颜色颜色波长nm红640750橙600640黄550600蓝480550绿450480紫400450颜色分类色调（色相）：单色光在白色背景上呈现的颜色明度：颜色相对明暗的特性。亮度、反射比彩度（饱和度）：颜色的纯洁性。白色颜色混合三原色：红（700nm）、绿（546.1nm）、蓝（435.8nm）混合规律：1、互补色

10、，黄+蓝、红+青、绿+品红=白或灰混合规律2、非互补色混合为中间色，偏比重大的。3、表观颜色相同的光在混合相加中效果相同，无论光谱成分是否相同。A=B,C=D有A+C=B+D由几个颜色光组成的混合色的亮度，是各颜色亮度的总和。颜色的定量10Y8/12色调为黄与绿的中间色，明度为8，彩度为12。第5节 天然采光一、光气侯：光气侯：指室外光线的变化和影响它变化的一些气象因素。天然光的组成： 直接光：太阳光穿过大气层式，一部分透过大气层达到地面，称为直接光。它形成的照度高，并具有一定的方向，在物体背后出现明显的阴影。 天空扩散光：太阳光中一部分碰到大气层中空气分子、灰尘、水蒸气等微粒，产生多次反射，

11、形成天空扩散光。它使天空具有一定亮度，这部分光形成的照度较低，没有一定方向，不能形成阴影。（一）晴天：晴天：指天空无云或很少云（云量占整个天空面积的 以下）的天气。地面照度由太阳直射光和天空散射光组成。全云天：指天空全部为云所遮盖，看不见太阳。室外天然光全部为扩散光，物体后面无阴影。（二）全云天：(a)晴天 (b)全云天 从影响室外地面照度的主要因素来看：我国地域辽阔，同一时刻南北方的太阳高度角相差很大；从日照率看，由北、西北往东南方向逐渐减少，而以四川盆地一带为最低；从云量看，大致时自北向南逐渐增多，新疆南部最少，华北、东北少，长江中下游较多，华南最多，四川盆地特多；以云状看，南方以低云为主

12、，向北逐渐以高、中云为主。这些特点说明，天然光照度中，南方以天空扩散光照度较大，北方和西北以太阳直射为主。（三）我国光气侯概况：二、采光标准：1、采光系数：室内某一点的天然光照度（ ）和同一时间的室外全云天水平面天然光照度（ ）的比值 。即2、采光系数标准值： 经过对已建成建筑采光现状进行的现场调查，采光口的经济分析以及我国光气侯特征和国民经济发展等因素的分析，将视觉工作分为 5 级，提出了各级视觉工作要求的天然光照度最低值为 、 、 、 、 。 把室内天然光照度等于采光标准规定的最低值时的室外照度称为“临界照度”，也就是需要采用人工照明的室外照度极限值。采光标准规定临界照度值为 ，四川、贵州

13、等地适当降为 。采光等级视觉作业分类侧面采光顶部采光作业精确度识别对象的最小尺寸d(mm)采光系数Cmin(%)室内天然光临界照度(lx)采光系数Cav(%)室内天然光临界照度(lx)特别精细d0.1552507350很精细0.15d0.331504.5225精细0.3d1.021003150一般1.0d3.01501.575粗糙d5.00.5250.735光气候系数K 分区K值0.850.901.01.11.2室外天然光临界照度值El(lx)60005500500045004000城市举例拉萨，昆明西宁，呼和浩特，北京，天津，广州，南宁，郑州，济南，青岛，乌鲁木齐武汉，长沙，南京，上海，南昌

14、，福州，杭州，贵阳，柳州，长春，沈阳成都，重庆，哈尔滨，齐齐哈尔光气候分区图 三、采光口（一）侧窗 1. 单侧窗 2. 双侧窗（二）天窗 1. 矩形天窗 2. 锯齿形天窗 3. 平天窗 4. 横向天窗 5. 井式天窗 采光口：为取得天然光，在房屋的外围护结构（墙、屋顶）上开了各种形式的洞口，装上各种透明材料，如玻璃、有机玻璃等窗扇，以防护自然界的各种侵袭（如风、雨、雪等）。这些窗扇的透明孔洞统称为“采光口”。按采光口位置，可分为侧窗和天窗；有的同时采用侧窗和天窗，称为混合采光。（一）侧窗：侧窗：在房间的一侧或两侧墙上开的窗，是最常见的一种采光形式。优点：构造简单，布置方便，造价低廉，光线具有强

15、烈的方向性，有利于形成阴影，因此对观看立体物件特别适宜，并可直接看到外界景物，扩大视野，被普遍使用。应用：进深不大，仅有一面外墙的房间，普遍利用单侧窗采光。主要优点：光线自一侧投射，有显著的方向性，使人侧容貌和立体物件形成良好的光影造型。当工作位置与有窗的外墙向垂直布置时，能幽香避免光幕反射和不舒适的眩光。 如图。 1. 单侧窗：影响侧窗采光效果的因素： 室内一定获得天空直射光数量是由该点透过窗子看到的天空面积大小决定的，离窗子愈远，看到的天空面积愈小； 全阴天时，天顶要比地平线附近的天空亮得多； 由窗子投射来的光线与受光面的夹角越大，照度越高，投射角越小，照度越小； 室外景物对天空视域的遮挡

16、。 这些因素都造成侧窗采光房间的昼光照度随离开窗子的距离而迅速降低，照度分布很不均匀。为由较好的采光均匀度，单侧采光房间的进深一般不超过窗上沿高度的25倍为宜。几种常用的侧窗形式：在相对两面侧墙开窗能将采光进深加倍，同时缓和实墙与窗洞间的亮度对比。相邻两面墙上都开侧窗，在缓和墙与窗的对比上效果更显著，但采光进深增加有限。2. 双侧窗：（二）天窗：天窗是在屋顶上开窗。天窗一般可分为矩形天窗、锯齿形天窗、平天窗、横向天窗和井式天窗。1. 矩形天窗：应用于单层工业厂房。如图。特点：采光效率最低，但眩光小，便于组织自然通风。2. 锯齿形天窗：特点：屋顶倾斜，可以充分利用顶棚的反射光，采光效率比矩形天窗

17、约高 。当窗口朝北布置时，完全接受北向天空漫射光，光线稳定，直射日光不会照进室内，因此减小了室内温湿度的波动及眩光。为减小多跨大面积锯齿形天窗单方向进光的方向性强的特点，应尽量提高顶棚反射率并选择正确的布置方式。3. 平天窗：平天窗施工方便，造价低，仅为矩形天窗 的 。平天窗在水平面的投影面积较同样面积的垂直窗的投影面积大，如图14-6。 平天窗布置灵活，照度易于达到均匀。如图14-7。 平天窗有多种做法，可用于多种屋面。如图14-8。 考虑到采光和通风，通风孔和采光口综合考虑，有的作成通风采光合用窗，如图。 平天窗的污染情况。平天窗易产生眩光和过热现象需采取措施避免。平天窗在北方寒冷地区要有

18、防凝水措施。4. 横向天窗：结构特点如图14-11。5. 井式天窗：井式天窗为通风上的要求，只在屋架的局部作成开口，使进口较小，起抽风作用。主要用于热车间。四、采光设计（一）了解设计对象的采光等要求（资料收集）1. 车间的工作特点和精密度。 不同的工作特点和所要求的精密度对室内照度的要求也不相同，应根据这两个因素确定室内照度和窗地比。我国对视觉工作分级及窗地比的规定见表14-2、14-3、14-4、14-5。采光系数标准值 采光等级视觉作业分类侧面采光顶部采光作业精确度识别对象的最小尺寸d(mm)采光系数Cmin(%)室内天然光临界照度(lx)采光系数Cav(%)室内天然光临界照度(lx)特别

19、精细d0.1552507350很精细0.15d0.331504.5225精细0.3d1.021003150一般1.0d3.01501.575粗糙d5.00.5250.735部分民用建筑的采光系数标准值 采光等级房间名称侧面采光采光系数最低值Cmin室内天然采光临界照度(lx)5%250办公建筑的设计室、绘图室，3%150办公建筑的办公室、视屏工作室、会议室（厅），学校建筑的教室、阶梯教室、实验室、报告厅，图书馆的阅览室、开架书库，医院的诊室、药房、治疗室、化验室， 2%100住宅的起居室（厅）、卧室、书房、厨房，办公建筑的复印室、档案室， 1%50卫生间、过厅、楼梯间、住宅餐厅，走道，书库0.

20、5%25注：该表把建筑采光设计标准GB/T 50033-2001的六个表综合到一起了，部分民用建筑指：居住建筑、办公建筑、学校建筑、图书馆建筑、旅馆建筑、医院建筑兼有侧面采光和顶部采光房间的采光系数标准值 采光等级房间名称侧面采光顶部采光采光系数最低值Cmin室内天然采光临界照度(lx)采光系数平均值Cav室内天然采光临界照度(lx)博物馆和美术馆的文物修复、复制、门厅、工作室、技术工作室2%1003150图书馆的目录室，旅馆的大堂、客房、餐厅、多功能厅，医院的候诊室、挂号处、综合大厅病房、医生办公室（护士室），博物馆和美术馆的展厅1%501.575博物馆和美术馆的库房走道、楼梯间、卫生间0.

21、5%250.735注*：该表把建筑采光设计标准GB/T 50033-2001的四个表综合到一起了，部分民用建筑指：图书馆建筑、旅馆建筑、医院建筑、博物馆建筑和美术馆建筑。工业建筑的采光系数标准值 采光等级房间名称侧面采光顶部采光采光系数Cmin临界照度(lx)采光系数Cav临界照度(lx)特别精密机电产品加工、装配、检验，工艺雕刻、刺绣、绘画5%2507350很精密机电产品加工、装配、检验通讯、网络、视听设备的装配与调试，纺织品精纺、织造、印染，服装裁剪、缝纫及检验，精密理化实验室、计量室，主控制室，印刷品的排版、印刷，药品制剂3%1504.5225机电产品加工、装配、检修，一般控制室，木工、

22、电镀、油漆铸工，理化实验室，造纸、石化产品后处理，冶金产品冷轧、热轧、拉丝、粗炼2%1003150焊接、钣金、冲压剪切、锻工、热处理，食品、烟酒加工和包装，日用化工产品，炼铁、炼钢、金属冶炼，水泥加工与包装，变、配电所1%501.575发电厂主厂房，压缩机房、风机房、锅炉房、泵房、电石库、乙炔库、氧气瓶库、汽车库、大中件贮存库，煤的加工、运输，选煤，配料间、原料间0.5%250.7352. 工作面的位置。 工作面有水平、垂直和倾斜之分，窗的形式和位置的选择应与之适应。不同的工作面位置，采光系数的计算方法也不同。3. 工作对象的表面状况。 工作对象表面是平面的还是立体的，是光滑的还是粗糙的，都影

23、响窗形状和窗位置的确定。4. 工作中是否允许直射阳光进入。 直射阳光可能会引起眩光或过热，应在窗口的选型、朝向和材料等方面考虑。5. 工作区域。 要考虑各工作区对采光的不同要求。(1)通风要求。 采光与通风，谁是主要矛盾，应依照房屋的性质而定。(2)绝热要求。 应适当控制窗口面积，避免盲目开大窗。(3)泄爆要求。 易引起爆炸危险的建筑，应设置大面积泄爆窗，从窗的面积和构造处理上解决减压问题，以减低爆炸压力，保证结构安全。(4)立面要求。 窗的形式与尺度直接关系到建筑的立面造型。(5)经济要求。 不同形式的窗，其造价不相同，增大面积必增加造价。因此，应考虑适当限制窗面积。6. 其它要求：（二）选

24、择采光口的形式基本原则：以设置侧窗为主，天窗给予补充。（三）确定采光口位置对于侧窗：往往将其设置在南北向的侧墙上，即窗口对南或北。对于天窗：应根据车间的形式与相邻车间的关系确定天窗的位置及大致尺寸。根据车间视觉工作分级和拟定的采光口形式和位置，即可进行采光口面积的估算工作。即根据窗地比来确定。（四）估算采光口尺寸根据车间视觉工作分级和拟定的采光口形式和位置，即可进行采光口面积的估算工作。即根据窗地比来确定。窗地面积比：用窗地面积比法估算采光口尺寸。所谓窗地面积比Ac/Ad（简称“窗地比”）就是窗洞口面积与房间地面面积之比。见窗地面积比表 采光等级侧面采光顶部采光侧窗矩形天窗锯齿形天窗平天窗民用

25、建筑工业建筑民用建筑工业建筑民用建筑工业建筑民用建筑工业建筑1/2.51/2.51/31/31/41/41/61/61/3.51/31/41/3.51/61/51/8.51/81/51/41/61/4.51/81/71/111/101/71/61/101/81/121/101/181/131/121/101/141/111/191/151/271/23民用建筑各种房间常用的窗地面积比 房间名称窗地面积比疗养员活动室，文化馆的展览、阅览室、美术书法工作室、美术书法教室，装裱修整间1/4疗养员室，设计绘图室、文化馆的游艺、交谊用房、文艺、音乐、舞蹈、戏曲等工作室，普通教室，大教室，综合排练室，幼儿

26、园的音体活动室、活动室、乳儿室1/5候车厅，候船厅，售票厅，接待室、打字室、陈列室、复印机房、目录厅、出纳室、研究室、视听室、报告厅、会议室、读者休息室、开架书库实验室、自然教室，微机室，琴房，舞蹈室、风雨操场，办公室、餐厅，医务保健室，诊疗室、病人活动室、检验室、医生办公室，幼儿园的寝室、喂奶室、隔离室1/6候诊室、病房、手术室、配餐室、医护人员休息室，卧室、起居室、厨房1/7更衣室，旅馆客房1/8闭架书库、厕所、盥洗室、卫生间、过厅、淋浴间1/10楼梯间、走道1/14采光计算的目的：验证本设计是否符合采光标准中规定的各项指标。采光计算的方法：利用公式计算，利用特别制定的图表计算。国家采光标

27、准推荐的方法：利用图表，按房间的窗地比直接查出采光系数最低值；也可按采光标准规定的采光系数值，求出需要的窗地比。五 采光计算（二）计算步骤及方法1. 侧窗采光计算：按采光标准规定，侧窗的采光系数最低值设计值为：带形窗洞的采光系数最低值；考虑窗间墙挡光影响的窗宽系数；窗的总透光系数；室内反射光增量系数；室外遮挡物遮挡系数。(1)带形窗洞的采光系数最低值考虑在全云天空时带形侧窗窗洞的采光系数。如图14-14。图14-15计算图例。图中P点为采光系数最低值 的计算，它由不同剖面形式所决定。由于图14-14所给的 值是按窗下沿和工作面处于同一水平时的情况作出的，若窗下沿高于工作面时（如图14-15（c

28、）中的高侧窗） ，应按 查 出 值，然后按 查出 值，此时高窗所形成的若窗外设有较大的水平挑檐或遮阳板，如图14-15（a） ，这时的实际 应按挑檐外沿至 点连线以下的高度计算。 (2)窗宽系数实验得知：它是该墙面上得总窗宽 和墙面总长度 的比值，即(3)室内反射光增量系数由于室内各表面的反光系数不同，一般用反光系数平均值 代表整个房间的反光程度，求法如下：分别为天棚、墙面、地面及窗口的反光系数。其中 可取 计算。为天棚、墙面、地面及窗口的表面积。实验表明， 值与 、房间尺度（即房间进深 和窗高 之比）、有否内墙存在等因素有关，具体值见表14-6。不同材料窗框的断面大小不同，窗玻璃的层数、品种

29、、环境的污染也不一样。综合考虑这些影响因素， 的值为(4)窗的总透光系数 为玻璃透光系数，查表13-2。 为窗结构透光系数，它考虑窗框材料和窗框层数等对采光的影响，其值可由表14-7查出。 为玻璃污染系数，它考虑室内外环境对窗玻璃的污染影响，现按每年打扫1-2次考虑，具体数值见表4-8。(5)室外遮挡系数根据试验，遮挡程度与对面遮挡物的平均高度 （从计算工作面算起）、遮挡物至窗口的距离 、窗高 以及计算点以及计算点至窗口的距离 等尺寸有关，具体值见表14-9。2. 天窗采光计算：按采光标准规定，天窗的采光系数最低值为：带形窗洞的采光系数最低值；高跨比修正系数；窗的总透光系数；室内反射光增量系数

30、；(1)窗洞采光系数具体值查图14-16。是实验结果。实验表明，利用天窗采光的车间内，采光一般都比较均匀，即多数点接近于平均值水平，故可用最低值和平均值的比（ ）衡量采光均匀度。当天窗间距等于或小于窗下沿至工作面高度的2倍时（ ），可保证获得 的均匀度。通过这个比值就可将平均值换算成最低值，以适应采光标准按最低值制定的要求。(2)高跨比修正系数由实验知，在窗地比相同时，不同高跨比会得出不同得采光系数值。图14-16中数值是按 得出。当高跨比不是0.5时，就应引入高跨比修正，其值见表14-10。(3)室内反射光增量系数根据室内表面平均系数 和天窗形式，从表14-11中查出。与侧窗相比，天窗多一个

31、屋架承重结构得挡光影响，故在天窗透光系数中增添一屋架承重结构透光系数 ，其值见表。天窗得总透光系数为(4)窗的总透光系数电灯发展经历了两个时期：第一个时期，从1879年到本世纪三十年代末的前五十年，这是白炽灯发明、改进和成熟的时代；第二个时期，三十年代末开始的是开发气体放电灯的时代， 荧光灯的普及应用，是低压气体放电灯的时代；六十年代中期发明金属卤化物和高压钠灯为开端，由此进入了高压气体放电灯的照明时代。现代人工光环境的设计理论和应用技术是在电灯发展的第二个时期，高光效、多品种的气体放电灯问世以后才逐渐形成和完善的。第6节 照明从照明应用角度对灯的性能要求： 高光效用少量的电获得更多的光； 长

32、寿命耐用，光通衰减小； 光色好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； 接通电源后立即燃亮； 形状小巧，结构紧凑，便于控光。电光源的主要性能指标： 光通量：表征灯的发光能力，以流明值表示。 光效：灯发出的光通量与它消耗的电功率之比。 寿命：有效寿命和平均寿命。 平均亮度：灯的发光体的平均亮度，以 表示。 灯的色表：指灯光颜色给人的直观感受，以色温或相 关色温为数量指标。 显色指数：显色性能的定量指标。 灯的起燃与再起燃时间。 电特性：电源电压波动对灯的其它参数的影响。 这些特性是评判灯的质量与确定灯的合理使用范围的依据。 一、热辐射光源（白炽灯）：热辐射光源发出的光是电流通过灯

33、丝，将灯丝加热到高温而产生的。（一）普通白炽灯：组成：灯丝，外玻壳，充入气体与灯头灯部分。如图15-1。灯丝特点：现代白炽灯灯丝用熔点高（ ）蒸发速度较慢的钨制造。平均光效：只有 左右；平均寿命：约为1000小时；通电即亮，显色性好，便于控光，价格便宜。电源电压的变化对白炽灯的工作性能有比较显著的影响，二者关系如图15-2。（二）卤钨灯将卤素元素（碘或溴）填入，它能和游离的钨合成气态碘化钨或溴化钨，它们靠近高温的钨丝时分解，钨附着在钨丝上。如此循环，消除了灯泡黑化，延长寿命，光效提高到20lm/W以上。卤钨灯管壁由耐高温的石英玻璃制造，使用时必须水平放置特点：在玻壳内表面有一层金属反射镀膜，使

34、灯光射向预定的方向。这种反射器一般不会受到任何损伤、腐蚀或污染，因此使灯能保持高光输出。同时还可简化灯具设计。（三）反射型白炽灯：椭球形的反射面代替抛物面的改进。如图15-5。灯管两电极加上电压后产生气体放电，放电产生紫外线，紫外线激发管壁上的荧光粉发出可见光。直管型荧光灯的构造（如图）。（一）荧光灯：气体放电灯没有灯丝，它是借助两极之间气体激发而发光，称为冷光源。二、气体放电光源 荧光粉的成分决定灯的光效和颜色。目前，我国规定的荧光灯颜色仅有日光色（9500K）、冷白色（4300K）、暖白色（2900K）三种。平均光效60lm/w，寿命5000小时，显色指数90%以下（与光效矛盾）。三基色窄

35、带荧光灯：光效90，显色指数85%以上。橙红（611nm）、绿（543nm）、蓝（450nm），窄带谱荧光粉。其它形状荧光灯如图。荧光灯线路如图。荧光灯的性能参数受电压变化的影响较小，但它的光效值随环境温度的变动而波动；另外开关次数对灯的使用寿命（一般5000小时）也有较大影响。节能的小型荧光灯（紧凑型荧光灯）如图SL灯和PL灯，其性能见表。结构如图。特点：发光呈蓝白色， 包括黄、绿、蓝色线 状光谱辐射，但缺乏 红色，所以一般照明用的高压汞灯均在外玻壳内壁涂荧光粉以补充红色，改善灯的显色性。功率范围在 之间，光效约 ，寿命为 。（二）高压汞灯：结构类似于高压汞灯，只是在放电管内又添加了金属碘化

36、物。金属卤化物灯与汞灯相比，不但提高了光效，显色性也有很大改进。（三）金属卤化物灯：（四）高压钠灯：结构如图。是目前一般照明应用的电光源中光效最高（ ）、寿命最长（ ） 的灯。 特性 特性光源种类功率(W)光通量(lm)寿命(h)色温(K)光效(lm/W)显色指数Ra适用场所举例1. 热辐射光源a.白炽灯151101000240030007199599营业厅、商品局部照明或重点照明，高照度面积大的营业厅，办公室，学校，橱窗，餐厅，旅馆，音乐厅，医院，家用照明，剧场，电影院，城市夜景照明，艺术照明4035060630100125010001860b.反射型白炽灯3003410卤钨灯2003000

37、800285015209599橱窗，餐厅，商品局部照明或重点照明，高照度面积大的营业厅，15003000200029002000200015003000常用照明光源的主要特性和适用场所 特性 特性常用照明光源的主要特性和适用场所 光源种类功率(W)光通量(lm)寿命(h)色温(K)光效(lm/W)显色指数Ra适用场所举例2. 气体放电光源荧光灯a.普通荧光灯83501500300032645099营业厅、办公室，学校，橱窗，音乐厅，医院，家用照明20日光色8803000650030冷白色18605000430040暖白色254070002900b.细管荧光灯（管径26mm）631.730003

38、00065002010605000c.环形荧光灯2090070004023207000d.紧凑荧光灯（节能荧光灯，管径12.5mm）950030002900466580168713000e.无级荧光灯855500600006580 特性 特性常用照明光源的主要特性和适用场所 光源种类功率(W)光通量(lm)寿命(h)色温(K)光效(lm/W)显色指数Ra适用场所举例荧光高压汞灯50165043006000335640504002200060001000560005000金属卤化物灯a.钠铊镝灯2501625070521106095商店的出入口，商店内的高顶棚，小瓦数用于局部照明和点光源，橱窗，

39、广场，体育场（馆），城市夜景照明，艺术照明35002400007045007000b.钪钠灯1501150070150015500070c.锡钠灯2501350095d.管形镝灯1256500753500280000 特性 特性常用照明光源的主要特性和适用场所 光源种类功率(W)光通量(lm)寿命(h)色温(K)光效(lm/W)显色指数Ra适用场所举例高压钠灯a.普通型352000600020005710740橱窗，安全照明，停车场、港口，住宅区，公园和广场，道路，广场，体育场（馆），400418009000100010680010000b.中显色型400338209000854060c. 高

40、显色型4003115090007860氙灯a.长弧氙灯150300010006400202980广场，体育场（馆），高大工业厂房20005800001000b.短弧氙灯100030000100060003037657530001100008003.发光二极管光源LED灯500002000600015454090城市夜景照明，艺术照明 特性热辐射光源和气体放电光源的共同特性 特性表面亮度(cd/m2)点燃时间受电压波动影响受环境温度影响所需附件频闪现象初始价格运行价格热辐射光源高， 瞬时大小无无较低高气体放电光源较低较长较大较大镇流器、启辉器、触发器、有较高较低发光二极管光源较低瞬时较大较大有无

41、高低三、灯具：灯具：光源、灯罩及附件的总称。分装饰灯具和功能灯具。（一）灯具的光特性：配光曲线：其上的每一点表示灯具在该方向上的发光强度。因此，知道灯具对计算点的投光角 ，就可查到相应的发光强度 ，利用公式可求出点光源在计算点上形成的照度。 如图。 1.配光曲线和空间等照度曲线2.空间等照度曲线：（如图）只要知道灯的计算高度 和计算点力灯具的水平距离 ，就可查出照度 。 3.遮光角遮光角（旧称“保护角”） ：指灯罩边和发光体边沿的连线与水平面所成的夹角，如图。计算公式遮光角光源亮度超过 时，人眼就不能忍受。 灯具效率 ：灯具发出的光通 与光源光通 之比，即 取决于灯罩开口的大小和灯具材料的反光

42、、投管系数。一般由实验得。4.灯具效率CIE按光通量在上、下半球的分布将灯具划分为五类：直接型，半直接型，漫射型，半间接型，间接型。(1)直接型灯具。能向灯具下部发射90100直接光通量的灯具；(2)半直接型灯具。能向灯具下部发射6090直接光通量的灯具；(3)漫射型灯具。能向灯具下部发射4060光通量的灯具；(4)半间接型灯具。能向灯具下部发射1040直接光通量的灯具； (5)间接型灯具。能向灯具下部发射10以下的直接光通量的灯具。 （二）灯具分类：特点：灯具利用率最高，有 以上的光通向下照射。直接型灯具的光强分布大体可以分为三类：窄配光、中配光和宽配光，如图示。1.直接型灯具2.半直接型灯

43、具特点：可在灯具上方发出少量的光线照亮顶棚，减小灯具与顶棚间的强烈对比，使环境亮度分布更加舒适。特点：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。直接-间接型灯具：将一对直接型一间接型地灯组合在一起，或者用不透光材料遮 住灯泡，而上下均敞口透光， 其输出光通分配也近于上下 各半。3.均匀漫射型灯具特点：大部分灯光投向顶棚和上部墙面，增加了室内地的间接光，使光线更柔和宜人。4.半间接型灯具5.间接型灯具特点：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，几乎没有阴影和光幕反射，也不会产生直接眩光。如图。照明方式有四种：(1)一般照明 不考虑局部特殊要求，为照亮整个场所而

44、在顶棚上设置的均匀照明。工作场所通常应设置一般照明。(2)局部照明 特定视觉工作用的、为照亮某个局部而设置的照明，局部照明是作为对一般照明的补充并单独控制的照明。在一个工作场所内不应只采用局部照明。(3)分区一般照明 对某一特定区域，如进行工作的地点，设计成不同的照度来照亮该一区域的一般照明。同一场所内的不同区域有不同照度要求时应采用分区一般照明； (4)混合照明 由一般照明与局部照明组成的照明。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。 室内工作照明（一）照明方式(a)一般照明 (b) 局部照明 (c) 分区一般照明 (d)混合照明照明标准是根据识别物件的大小、

45、物件与背景的亮度对比、国民经济的发展情况等因素规定必要的物件亮度。（二）照明数量一、照明数量 1.照度标准值分级照度标准值按0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、50001x分级。符合下列条件之一及以上时，作业面或参考平面的照度，可按照度标准值分级提高一级。 (1)视觉要求高的精细作业场所，眼睛至识别对象的距离大于500mm时； (2)连续长时间紧张的视觉作业，对视觉器官有不良影响时； (3)识别移动对象，要求识别时间短促而辨认困难时； (4)视觉作业对操作安全有重要影响时； (5)识别对

46、象亮度对比小于0.3时； (6)作业精度要求较高，且产生差错会造成很大损失时； (7)视觉能力低于正常能力时； (8)建筑等级和功能要求高时。 符合下列条件之一及以上时，作业面或参考平面的照度，可按照度标准值分级降低一级。 (1)进行很短时间的作业时； (2)作业精度或速度无关紧要时； (3)建筑等级和功能要求较低时。但不论符合几个条件，只能提高或降低一级。 特性居住建筑照明标准值 房间或场所参考平面及其高度照度标准值(lx)Ra起居室一般活动0.75m水平面10080书写、阅读300*80卧室一般活动0.75m水平面7580床头、阅读150*80餐厅0.75m餐桌面15080厨房一般活动0.

47、75m水平面10080操作台台面150*80卫生间0.75m水平面10080注：*宜用混合照明 特性图书馆建筑、办公建筑、商业建筑、旅馆建筑、医院建筑和教室建筑的照明标准值 房间或场所参考平面及其高度照度标准值(lx)UGRRa书库、0.25m垂直面50-80客房层走道、地面50-80客房一般活动区0.75m水平面75-80西餐厅、酒吧间、咖啡厅0.75m水平面100-80病房地面1001980客房卫生间、床头、0.75m水平面150-80中餐厅、候诊室、挂号厅0.75m水平面2002280资料、档案室、厨房、洗衣房、0.75m水平面或台面200-80旅馆休息厅、地面2002280图书馆的：一

48、般阅览室、陈列室、目录厅（室）、出纳厅、工作间，办公建筑的：普通办公室、会议室、接待室、前台、营业厅、文件整理、复印、发行室，一般商店（超市）营业厅，多功能厅、多功能教室、写字台、治疗室、诊室、重症监护室、教室、实验室、多媒体教室0.75m水平面或课桌面300192280 特性图书馆建筑、办公建筑、商业建筑、旅馆建筑、医院建筑和教室建筑的照明标准值 房间或场所参考平面及其高度照度标准值(lx)UGRRa旅馆的门厅、总服务台、地面300-80护士站、0.75m水平面300-80国家、省市及其它重要图书馆的阅览室、老年人阅览室、珍善本、舆图阅览室、高档办公室、设计室、高档商店（超市）营业厅、收款台

49、、化验室、药房、0.75m水平面或实际工作面、台面500192280教室黑板黑板面500-80美术教室桌面5001990手术室7501990注：为节省篇幅，该表是本书作者根据建筑照明设计标准GB50034-2004中图书馆、办公建筑、商业建筑、旅馆、医院和教室这六个照明标准值表格综合而成的，数值是准确无误的。其它建筑类型和工业建筑的照明标准值请读者直接查阅该标准。 标准规定：混合照明中的一般照明的照度为该级总照度的 5%10%，并不得低于 20 lx ；另外，一般照明的均匀度（指房间内工作面上最低照度与平均照度之比）不宜小于 0.7 。而作业面邻近周围的照度均匀度不应小于0.5。 房间或场所内

50、的通道和其他非作业区域的一般照明的照度值不宜低于作业区域一般照明照度值的13。1.照度均匀性2.限制眩光首先是对直接眩光的限制。眩光同光源亮度、背景亮度、光源位置等有关。其中前两项有灯具类型及其布置方式所确定。（三）照明质量 控制灯端电压不低于额定电压值，如达不到要求时，在条件许可的情况下，应将动力和照明电源分开，甚至在照明电源上增设稳压装置。3.照度的稳定性4.消除频闪效应频闪效应 在以一定频率变化的光的照射下，观察到物体运动显现出不同于其实际运动的现象。室内照明光源色表可按其相关色温分为三组，光源色表分组宜按下表确定 5.光源颜色 色表分组色表特征相关色温(K)适用场所举例暖3300客房、

51、卧室、病房、酒吧、餐厅中间33005300办公室、教室、阅览室、诊室、检验室、机加工车间、仪表装配冷5300热加工车间、高照度场所长时间工作的房间，其表面反射比宜按下表选取。 6.反射比 表 面 名 称反 射 比顶 棚0.60.9墙 面0.30.8地 面0.10.5作业面0.20.6（一）光源的选择：各种光源的适用场所见表五、光源和灯具的选择（二）灯具的选择：灯具主要是根据照明场所的空间尺度和照度要求确定。根据悬挂高度选择灯具的原则：当悬挂高度为4-6m时，宜采用配罩型灯具；当悬挂高度为6-12m时，宜采用搪瓷深罩型灯具； 当悬挂高度为12-30m时，宜采用镜面深罩型灯具； 有扩散罩的灯具，仅

52、用于悬挂高度不能满足限制眩光的工作地点以及对光照要求柔和的场所。（一）光源的选择：各种光源的适用场所见下表五、光源和灯具的选择 特性光源种类功率(W)光通量(lm)寿命(h)色温(K)光效(lm/W)显色指数Ra适用场所举例1. 热辐射光源a.白炽灯151101000240030007199599营业厅、商品局部照明或重点照明，高照度面积大的营业厅，办公室，学校，橱窗，餐厅，旅馆，音乐厅，医院，家用照明，剧场，电影院，城市夜景照明，艺术照明4035060630100125010001860b.反射型白炽灯3003410卤钨灯2003000800285015209599橱窗，餐厅，商品局部照明或

53、重点照明，高照度面积大的营业厅，15003000200029002000200015003000与建筑功能本身有着密切联系，并突出艺术效果的照明设计称之为“室内环境照明设计”在进行室内环境照明设计，要结合房间的使用要求、建筑空间尺寸及结构形式等实际条件，对光的分布、光的明暗构图、装饰的颜色和质量作出统一规划，使之达到预期的艺术效果，并形成舒适宜人的光环境。六 室内环境照明设计（一）以灯具的艺术装饰为主 1.吊灯多数吊灯是由几个单灯组合而成，又在灯架上加以艺术处理。适用于高度较大的厅堂。如图。2.暗灯和天棚灯将灯具放在天棚里（称暗灯）或紧贴在天棚上加以艺术处理，与灯具相互配合，构成各种图案，可形

54、成装饰性很强的照明环境，并和天棚上的建筑装修结合在一起，形成一个非常美观的整体。如北京人大会堂的照明形式。3.壁灯安装在墙上，用来提高部分墙面亮度，主要以本身的亮度和灯具附近表面的亮度，在墙上形成亮斑，以打破一大片墙的单调气氛，对室内照度的增加多大作用，故常用在一大片平坦的墙面上。也用于镜子的两侧或上面，以照亮人又防止反射眩光。 用简单而风格一致的灯具排成图案，并与建筑有机地配合取得装饰效果。（二）用灯具排成图案 （三）“建筑化”大面积照明的艺术处理 将光源隐蔽在建筑构件之中，并和建筑构件（天棚、墙沿、梁、柱等）或家具合成一体的一种照明形式。分为两大类：一类是透光的发光天棚、光梁、光带等；另一类是反光的光檐、光龛、反光假梁等。共同特点： 发光体不再是分散的点光源，而扩大为发光带或发光面，因此能在保持发光表面亮度较低的条件下，在室内获得较高的照度； 光线扩散性极好，整个空间照度十分均匀，光线柔和，阴影浅淡，甚至完全没有阴影； 消除了直接眩光，大大减弱了反射眩光。发光天棚：由天窗发展而来，为了保持稳定的照明条件，模仿天然采光的效果，在玻璃吊顶至天窗的夹层里装灯，便构成发光天棚。发光天棚的构造方法：一种是把灯直接安装在平整