1、15-1 電光源 15-2 室內(nèi)工作照明,第十五章,電燈發(fā)展經(jīng)歷了兩個時期： 第一個時期，從1879年到本世紀(jì)三十年代末的前五十年，這是白熾燈發(fā)明、改進(jìn)和成熟的時代； 第二個時期，三十年代末開始的是開發(fā)氣體放電燈的時代， 熒光燈的普及應(yīng)用，是低壓氣體放電燈的時代；六十年代中期發(fā)明金屬鹵化物和高壓鈉燈為開端，由此進(jìn)入了高壓氣體放電燈的照明時代。 現(xiàn)代人工光環(huán)境的設(shè)計理論和應(yīng)用技術(shù)是在電燈發(fā)展的第二個時期，高光效、多品種的氣體放電燈問世以后才逐漸形成和完善的。,15-1 電光源,一、熱輻射光源 （一）普通白熾燈 （二）鹵鎢燈 （三）反射型白熾燈 二、氣體放電光源 （一）熒光燈,（二）高壓汞燈 （三

2、）金屬鹵化物燈 （四）高壓鈉燈 三、燈具 （一）燈具的光特性 （二）燈具分類,從照明應(yīng)用角度對燈的性能要求： 高光效用少量的電獲得更多的光； 長壽命耐用，光通衰減??； 光色好有適宜的色溫和優(yōu)良的顯色性能； 能直接在標(biāo)準(zhǔn)電源上使用； 接通電源后立即燃亮； 形狀小巧，結(jié)構(gòu)緊湊，便于控光。,電光源的主要性能指標(biāo)： 光通量：表征燈的發(fā)光能力，以流明值表示。 光效：燈發(fā)出的光通量與它消耗的電功率之比。 壽命：有效壽命和平均壽命。 平均亮度：燈的發(fā)光體的平均亮度，以 表示。 燈的色表：指燈光顏色給人的直觀感受，以色溫或相 關(guān)色溫為數(shù)量指標(biāo)。 顯色指數(shù)：顯色性能的定量指標(biāo)。 燈的起燃與再起燃時間。 電特性：

3、電源電壓波動對燈的其它參數(shù)的影響。 這些特性是評判燈的質(zhì)量與確定燈的合理使用范圍的依據(jù)。,一、熱輻射光源（白熾燈）：,熱輻射光源發(fā)出的光是電流通過燈絲，將燈絲加熱到高溫而產(chǎn)生的。,（一）普通白熾燈：,組成：燈絲，外玻殼，充入氣體與燈頭燈部分。如圖15-1。 燈絲特點(diǎn)：現(xiàn)代白熾燈燈絲用熔點(diǎn)高（ ）蒸發(fā)速度較慢的鎢制造。,平均光效：只有 左右；平均壽命：約為1000小時；通電即亮，顯色性好，便于控光，價格便宜。 電源電壓的變化對白熾燈的工作性能有比較顯著的影響，二者關(guān)系如圖15-2。,（二）鹵鎢燈,將鹵素元素（碘或溴）填入，它能和游離的鎢合成氣態(tài)碘化鎢或溴化鎢，它們靠近高溫的鎢絲時分解，鎢附著在鎢

4、絲上。如此循環(huán)，消除了燈泡黑化，延長壽命，光效提高到20lm/W以上。 鹵鎢燈管壁由耐高溫的石英玻璃制造，使用時必須水平放置,特點(diǎn)：在玻殼內(nèi)表面有一層金屬反射鍍膜，使燈光射向預(yù)定的方向。這種反射器一般不會受到任何損傷、腐蝕或污染，因此使燈能保持高光輸出。同時還可簡化燈具設(shè)計。,（三）反射型白熾燈：,橢球形的反射面代替拋物面的改進(jìn)。如圖15-5。,燈管兩電極加上電壓后產(chǎn)生氣體放電，放電產(chǎn)生紫外線，紫外線激發(fā)管壁上的熒光粉發(fā)出可見光。 直管型熒光燈的構(gòu)造（如圖）。,二、氣體放電光源,（一）熒光燈：,氣體放電燈沒有燈絲，它是借助兩極之間氣體激發(fā)而發(fā)光，稱為冷光源。,熒光粉的成分決定燈的光效和顏色。目

5、前，我國規(guī)定的熒光燈顏色僅有日光色（9500K）、冷白色（4300K）、暖白色（2900K）三種。平均光效60lm/w，壽命5000小時，顯色指數(shù)90%以下（與光效矛盾）。 三基色窄帶熒光燈：光效90，顯色指數(shù)85%以上。橙紅（611nm）、綠（543nm）、藍(lán)（450nm），窄帶譜熒光粉。 其它形狀熒光燈如圖。,熒光燈線路如圖。,熒光燈的性能參數(shù)受電壓變化的影響較小，但它的光效值隨環(huán)境溫度的變動而波動；另外開關(guān)次數(shù)對燈的使用壽命（一般5000小時）也有較大影響。,節(jié)能的小型熒光燈（緊湊型熒光燈）如圖SL燈和PL燈，其性能見表。,結(jié)構(gòu)如圖。 特點(diǎn)：發(fā)光呈藍(lán)白色， 包括黃、綠、藍(lán)色線 狀光譜輻射

6、，但缺乏 紅色，所以一般照明用的高壓汞燈均在外玻殼內(nèi)壁涂熒光粉以補(bǔ)充紅色，改善燈的顯色性。功率范圍在 之間，光效約 ，壽命為 。,（二）高壓汞燈：,結(jié)構(gòu)類似于高壓汞燈，只是在放電管內(nèi)又添加了金屬碘化物。金屬鹵化物燈與汞燈相比，不但提高了光效，顯色性也有很大改進(jìn)。,（三）金屬鹵化物燈：,（四）高壓鈉燈：,結(jié)構(gòu)如圖。 是目前一般照明應(yīng)用的電光源中光效最高（ ）、壽命最長（ ） 的燈。,三、燈具：,燈具：光源、燈罩及附件的總稱。 分裝飾燈具和功能燈具。,（一）燈具的光特性：,配光曲線：其上的每一點(diǎn)表示燈具在該方向上的發(fā)光強(qiáng)度。因此，知道燈具對計算點(diǎn)的投光角 ，就可查到相應(yīng)的發(fā)光強(qiáng)度 ，利用公式可求出

7、點(diǎn)光源在計算點(diǎn)上形成的照度。 如圖。,1.配光曲線和空間等照度曲線,空間等照度曲線：（如圖）只要知道燈的計算高度 和計算點(diǎn)力燈具的水平距離 ，就可查出照度 。,2.消除眩光,保護(hù)角 ：指燈罩邊和發(fā)光體邊沿的連線與水平面所成的夾角，如圖。計算公式 保護(hù)角光源亮度超過 時，人眼就不能忍受。,燈具效率 ：燈具發(fā)出的光通 與光源光通 之比，即 取決于燈罩開口的大小和燈具材料的反光、投管系數(shù)。一般由實驗得。,3.燈具效率,燈具通常按總光通在空間的上半球和下半球的分配比例分類的。一般可以分為直接、半直接、均勻漫射、半間接、間接等五種類型。各類燈具的光通分布見表。,（二）燈具分類：,特點(diǎn)：燈具利用率最高，有

8、 以上的光通向下照射。 直接型燈具的光強(qiáng)分布大體可以分為三類：窄配光、中配光和寬配光，如圖示。,1.直接型燈具,2.半直接型燈具,特點(diǎn)：可在燈具上方發(fā)出少量的光線照亮頂棚，減小燈具與頂棚間的強(qiáng)烈對比，使環(huán)境亮度分布更加舒適。,特點(diǎn)：將光線均勻地投向四面八方，對工作面而言，光通利用率較低。 直接-間接型燈具：將一對直接型一間接型地?zé)艚M合在一起，或者用不透光材料遮 住燈泡，而上下均敞口透光， 其輸出光通分配也近于上下 各半。,3.均勻漫射型燈具,特點(diǎn)：大部分燈光投向頂棚和上部墻面，增加了室內(nèi)地的間接光，使光線更柔和宜人。,4.半間接型燈具,5.間接型燈具,特點(diǎn)：將燈光全部投向頂棚，使頂棚成為二次光

9、源。室內(nèi)光線擴(kuò)散性極好，幾乎沒有陰影和光幕反射，也不會產(chǎn)生直接眩光。如圖。,15-2 室內(nèi)工作照明,一、照明方式選擇 （一）一般照明、 （二）局部照明、 （三）混合照明 二、照明標(biāo)準(zhǔn)及照度值的選擇,（一）照明數(shù)量、 （二）照明質(zhì)量 三、光源和燈具的選擇 （一）光源的選擇、 （二）燈具的選擇、 （三）燈具的布置,工作照明可分為兩類： 一類是以滿足視覺工作要求為主的室內(nèi)工作照明，如工廠車間、學(xué)校等場所的照明，它主要是從功能方面考慮； 另一類是以室內(nèi)藝術(shù)環(huán)境觀感為主的照明，如大型門廳、休息廳等處的照明，這類照明除滿足照明功能外，還要強(qiáng)調(diào)藝術(shù)效果，以提供舒適的休息、娛樂場所。,一、照明方式選擇,（一）

10、一般照明：,一般照明：是在工作場所內(nèi)不考慮特殊的局部需要，為照亮整體被照面而設(shè)置的照明裝置。如圖。 這種照明方式適合于對光 的投射方向沒有特殊要求， 在工作面內(nèi)沒有特別需要 提高視度的工作點(diǎn)和工作 點(diǎn)很密或不固定的場所。,（二）局部照明：,局部照明：是在工作點(diǎn)附近專門為照亮工作點(diǎn)而設(shè)置的照明裝置。如圖。 常設(shè)置在要求照度高或?qū)饩€方向性有特殊要求處，但不允許單獨(dú)使用局 部照明，因為會造成工作 點(diǎn)與周圍環(huán)境間極大的亮 度對比，不利視覺工作。,（三）混合照明：,混合照明：是在同一工作場所，既設(shè)有一般照明解決整個工作面的均勻照明，又有局部照明以滿足工作點(diǎn)的高照度和光方向的要求。如圖。,二、照明標(biāo)準(zhǔn)及

11、照度值的選擇,（一）照明數(shù)量：,照明標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)識別物件的大小、物件與背景的亮度對比、國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展情況等因素規(guī)定必要的物件亮度。,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：混合照明中的一般照明的照度為該級總照度的 5%10%，并不得低于 ；另外，一般照明的均勻度（指房間內(nèi)工作面上最低照度與平均照度之比）不宜小于 0.7 。,（二）照明質(zhì)量：,1.照度均勻性,2.限制眩光,首先是對直接眩光的限制。 眩光同光源亮度、背景亮度、光源位置等有關(guān)。其中前兩項有燈具類型及其布置方式所確定。,控制燈端電壓不低于額定電壓值，如達(dá)不到要求時，在條件許可的情況下，應(yīng)將動力和照明電源分開，甚至在照明電源上增設(shè)穩(wěn)壓裝置。,3.照度的穩(wěn)定性,4.消除

12、頻閃效應(yīng),在交流電路中，氣體放電燈發(fā)出的光通量隨電壓的變化而波動，對移動的物體會導(dǎo)致視覺失真。為減輕這種影響，可將相鄰燈管（泡）或燈具分別接到不同相位的線路上。,（一）光源的選擇：,各種光源的適用場所見表,三、光源和燈具的選擇,（二）燈具的選擇：,燈具主要是根據(jù)照明場所的空間尺度和照度要求確定。 根據(jù)懸掛高度選擇燈具的原則：當(dāng)懸掛高度為4-6m時，宜采用配罩型燈具；當(dāng)懸掛高度為6-12m時，宜采用搪瓷深罩型燈具； 當(dāng)懸掛高度為12-30m時，宜采用鏡面深罩型燈具； 有擴(kuò)散罩的燈具，僅用于懸掛高度不能滿足限制眩光的工作地點(diǎn)以及對光照要求柔和的場所。,15- 室內(nèi)外環(huán)境照明設(shè)計,一、室內(nèi)環(huán)境照明設(shè)

13、計 （一）以燈具的藝術(shù)裝飾為主 （二）用燈具排列成圖案 （三）建筑大面積照明的藝術(shù)處理 二、室外環(huán)境照明設(shè)計 （一）建筑立面照明的方法 （二）建筑立面照明的設(shè)計要點(diǎn),與建筑本身有著密切聯(lián)系，并突出藝術(shù)效果的照明設(shè)計稱之為“室內(nèi)外環(huán)境照明設(shè)計”。 在進(jìn)行室內(nèi)外環(huán)境照明設(shè)計，要結(jié)合建筑物的使用要求、建筑空間尺寸及結(jié)構(gòu)形式等實際條件，對光的分布、光的明暗構(gòu)圖、裝飾的顏色和質(zhì)量作出統(tǒng)一規(guī)劃，使之達(dá)到預(yù)期的藝術(shù)效果，并形成舒適宜人的光環(huán)境。,一、室內(nèi)環(huán)境照明設(shè)計,（一）以燈具的藝術(shù)裝飾為主,1.吊燈,多數(shù)吊燈是由幾個單燈組合而成，又在燈架上加以藝術(shù)處理。適用于高度較大的廳堂。如圖。,2.暗燈和天棚燈,將

14、燈具放在天棚里（稱暗燈）或緊貼在天棚上加以藝術(shù)處理，與燈具相互配合，構(gòu)成各種圖案，可形成裝飾性很強(qiáng)的照明環(huán)境，并和天棚上的建筑裝修結(jié)合在一起，形成一個非常美觀的整體。如北京人大會堂的照明形式。,3.壁燈,安裝在墻上，用來提高部分墻面亮度，主要以本身的亮度和燈具附近表面的亮度，在墻上形成亮斑，以打破一大片墻的單調(diào)氣氛，對室內(nèi)照度的增加多大作用，故常用在一大片平坦的墻面上。也用于鏡子的兩側(cè)或上面，以照亮人又防止反射眩光。,用簡單而風(fēng)格一致的燈具排成圖案，并與建筑有機(jī)地配合取得裝飾效果。,（二）用燈具排成圖案,（三）“建筑化”大面積照明的藝術(shù)處理,將光源隱蔽在建筑構(gòu)件之中，并和建筑構(gòu)件（天棚、墻沿、

15、梁、柱等）或家具合成一體的一種照明形式。 分為兩大類：一類是透光的發(fā)光天棚、光梁、光帶等；另一類是反光的光檐、光龕、反光假梁等。 共同特點(diǎn)： 發(fā)光體不再是分散的點(diǎn)光源，而擴(kuò)大為發(fā)光帶或發(fā)光面，因此能在保持發(fā)光表面亮度較低的條件下，在室內(nèi)獲得較高的照度； 光線擴(kuò)散性極好，整個空間照度十分均勻，光線柔和，陰影淺淡，甚至完全沒有陰影； 消除了直接眩光，大大減弱了反射眩光。,發(fā)光天棚：由天窗發(fā)展而來，為了保持穩(wěn)定的照明條件，模仿天然采光的效果，在玻璃吊頂至天窗的夾層里裝燈，便構(gòu)成發(fā)光天棚。 發(fā)光天棚的構(gòu)造方法：一種是把燈直接安裝在平整的樓板下表面，然后用鋼框架作成吊天棚的骨架，再鋪上某種擴(kuò)散透光材料；

16、另一種是為了提高光效率，使用反光罩，使光線更集中地投到發(fā)光天棚的透光面上。如圖。,1.發(fā)光天棚,2.光梁和光帶,將發(fā)光天棚的寬度縮小為帶狀發(fā)光面，就成為“光梁”或“光帶”。光帶的發(fā)光表面與天棚表面平齊，光梁則凸出于天棚表面。 光學(xué)特性與發(fā)光天棚相近。 光帶的缺點(diǎn)：由于發(fā)光面和天棚處于同一平面，無直射光射到天棚上，使二者的亮度相差較大。為改善這種狀況，可采用光梁。 光帶的軸線最好與外墻平行布置，并且使第一排光帶盡量靠近窗子，這樣，燈光照明和天然光線方向一致，可減少出現(xiàn)不利的陰影和不舒適眩光的機(jī)會。,3.格片式發(fā)光天棚,構(gòu)造原理：如圖。格片是用金 屬薄板或塑料板組成的網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)；保護(hù)角 由格片的高

17、 和寬 形成，常作成 ； 格片上方的光源，把一部分光 直射到工作面上，另一部分則 經(jīng)過格片反射（不透光材料）或反射兼透射（擴(kuò)散透光材料）后進(jìn)入室內(nèi)；光效率取決于保護(hù)角 和格片所用材料的光學(xué)性能。,如圖幾種照明形式的光源表面亮度比較。發(fā)光面亮度太高易引起眩光，常采用的方法中最常用的就是格片式發(fā)光天棚。,格片天棚表面亮度的均勻性 是由它上表面照度的均勻性 決定的。它隨燈泡的間距 和它離格片的高度 而變。采用裸燈時，若格片用不透明材料作成，則 小于或等于格片的保護(hù)角；用透明材料做格片時， 小于或等于 2 即可。,格片式天棚的優(yōu)點(diǎn)：亮度較低；可根據(jù)不同材料和剖面 形式控制表面亮度；很容易通過調(diào)節(jié)格片與

18、水平面的傾 角，得到指向性的照度分布；直立格片比平放的發(fā)光天棚積塵機(jī)會少；外觀比透光材料作成的發(fā)光天棚生動；亮度對比小等。,4.反光照明設(shè)施,反光照明設(shè)施是將光源隱藏在燈槽內(nèi)，利用天棚或別的表面（如墻面）作成反光表面的一種照明方式。 特點(diǎn)：具有間接型燈具的特點(diǎn)，又是大面積光源，所以光的擴(kuò)散性極好，可以使室內(nèi)完全消除陰影和眩光。由于光源的面積大，只要布置方法正確，就可以取得預(yù)期的效果。光效率比單個間接型燈具高一些。,二、室外環(huán)境照明設(shè)計,（一）建筑立面照明的方法,1.沿建筑輪廓裝置彩燈（或稱“串燈”）照明。,基本上能突出建筑的輪廓，加上彩燈的華麗，能獲得一定的藝術(shù)效果。但電功率消耗較大，且不易體現(xiàn)建筑物的立體感，照明效果不太理想。一般適用與做中小型建筑和門廳、門衛(wèi)建筑等的外觀立面照明。,2.采用投光燈照明,能較好地突出建筑的特色，立體感強(qiáng)，照明效果好，并且電功率消