建筑照明11.doc

第八章 工 厂 照 明本章提要：照明（illumination )是人类文明的象征。良好的照明是保证安全生产、提高劳动效率、保护视看者视力健康、创造舒适环境的必要条件。为了获得良好的照明必需有合理的照明设计，合理的照明设计应符合适用、安全、保护视力和经济的要求。本章着重介绍照明光源(light source)和灯具（lamps and lanterns）的性能及选择，灯具布置，照度（illuminance ）计算以及照明设计方法。§8-1 工厂照明概述一、光（ray）光（ray）是我们生活、工作和学习必不可少的，它是一种电磁辐射(eiectromagnetic radiation)。光波（light wave）在整个电磁波谱中只占据很小的部分(见图8-1)光波的波长区间从几个纳米(nm)(1nm=10-9m)到1毫米(mm)左右这些光并不是都能看得见，人眼所能看见的只是其中一部分，我们将这一部分光称为可见光（visible light），它的波长在380 nm 780 nm之间，在可见光中，波长最短的（约380 nm 435 nm）是紫光，波长最长的（约630 nm 780 nm）是红光。在不可见光中，波长比紫光短的部分称为紫外线（ultraviolet ray ），比红光长的叫做红外线（infrared ray ）。二、光的度量对光的度量可分辐射度量和光度量，其区别在于是否考虑人的视觉效果。前者是不考虑人的视觉效果的、纯客观的物理量，而后者是我们在照明工程中经常使用的物理量。1光通量（luminous flux）某物体在单位时间内发射或接收的辐射能量称为辐射通量，或称辐射功率P，单位瓦（W）。光源是向周围空间辐射能量的，而使人眼产生光感的辐射通量，称为光通量，用符号表示，单位为流明(lm)。光通量与光源的辐射功率的强弱有关，它是说明光源发光能力的基本物理量，某些特定光源的光通量列于表8-1中。图8-2 立体角和光强表8-1 常用光源的光通量光源种类光通量/ lm荧光灯（40W）2400荧光灯（100W）5500白炽灯（40W）350卤钨灯（500W）10500国际单位制流明的定义是：当光源以555nm的波长的单色光辐射，且辐射功率为W时，称为一个流明。只含有单一波长的光称为单色光。大多数光源都含有多种波长的单色光，称为多色光。多色光光源的光通量为它所含的各单色光的光通量之和。可见光波长范围内辐射强度相等的各单色光混合在一起，就是白光。2发光强度（光强）当光源裸露时，光线向四周空间均匀辐射，各方向光通量相等。而对其外加一不透明的灯罩时，致使光源发出的光通量在各不同方向上的数值发生变化。一般光源总是要加灯罩的，因此，引入光强描述光源在某一方向上发光的强弱程度。如图8-2所示，假定光源为点光源，以光源为球心O、做一半径为r的球面。截得一面积为dA的锥面，该锥面包围的空间角度称为立体角d，单位为球面度（Sr）。立体角定义为： （8-1）若光源在空间某一特定方向上单位立体角内发出的光通量为，称为光源在这一方向上的发光强度(简称光强)，用符号I表示，单位为坎德拉(cd)。 (8-2)式中：是光通量（lm）；是立体角（Sr）。由式可见，光强是光通量的立体角密度。对于向各个方向发射光通量的均匀发光体，它在各个方向上发光强度是相等的，此时，式（8-2）可写作I=/，如发光圆球I=/4，发光圆盘I=/，发光圆柱体I=/2，发光半圆球I=/2等。例8-1 100W普通白炽灯辐射光通量为1250lm，假设光源向四周辐射的光通量是均匀的，求光源某方向上的光强。解： 根据题意，光源向四周辐射的光通量是均匀的，因此在任一方向上的光强也是相等的，故可以光源为球心，作一半径为r的球面，球面积4r2，其立体角为 Sr故各方向光强为cd=99.5cd图8-3 计算用某灯具配光曲线图图大部分光源裸露时在空间的光强分布是旋转对称的，然而加灯罩（lampshade）后将会改变光强分布。如对白炽灯加不透明的灯罩后，其正下方的光强由原来的30cd增加到73cd，而其正上方的光强由于灯罩的遮挡由30cd降低为0cd。此时可用曲线表示光源或灯具的光强在空间各方向的分布状态，该曲线称光强分布曲线(又称配光特性曲线)。根据配光特性曲线，可以方便地求出光源或灯具在某一方向上的光强值。为了便于对各种照明灯具的光分布特性进行比较，统一规定以光通量为1000lm的假想光源来提供光强分布数据。因此，实际光强应当是测光资料提供的光强值乘以光源实际光通量与1000lm之比。如果灯具的光通量5000lm，那么光强数值就要扩大5倍。如图8-3所示，若查得配光曲线在光源正下方光强数值为420cd，则实际光强数值为420×5cd=2100cd。3照度（illuminance ）（1）照度概念光通量和光强通常用来表征光源发射的光 图8-4 照度通量的强弱，而照度用来表示被照面单位上面积上接受的光通量的强弱，用符号E表示，单位勒克斯（lx）。例如图8-4，设被照面上有一点P，取该面上P周围的一足够小的面元dA，若面元dA接受的光通量为d，则P处的照度为(8-3)式中：为光通量（lm）；A为面积（m2）；E为照度（lx）。照明设计中，必须满足国家标准规定的最低照度值. 通过表8-2，可以加深我们对照度的认识。表8-2 一些实际情况下的光照度值情 况照度值/lx无月之夜的地面上的光照度满月之夜的地面上的光照度工作场地必须的光照度晴朗的夏日在采光良好的室内的光照度晴天室外太阳散射光(非直射)下的地面照度中午太阳光照射下的地面照度00020.2201001005001000100000例9-2 100W普通白炽灯辐射光通量为1250lm，假设光源向四周辐射的光通量是均匀的，求灯下2m处的照度值。解： 仍以点光源为球心作半径为2m 的球面，球面内侧接收的光通量也是均匀的，故球面内侧的照度为lx=24.9lx（2）光强与照度的关系光源光强已知，它在任意方向某平面上形成的照度可由以下两定律决定。1）距离平方反比定律当光源的直径小于它至被照面距离的15时，则可把该光源视为点光源。设有点光源位于半径为r的球心，该光源向各方向均匀发光，光强为I总光通量为=4I，则球的内表面各点的照度E为 (8-4)即照度与点光源的光强成正比，与距离平方成反比。这就是所谓距离平方反比定律。在图8-5(a)指出这个定律还可推广到与点光源L距离为r的垂直面上的点P的照度计算中。2）入射角余弦定律如图8-5(b)所示，有一面积为A的平面A1，接受与平面成垂直方向射来的光通量为，则该平面的照度 （8-5）今假定将此平面倾斜一个角度得面A2，于是射入该平面的光通量将变成cos，因此该平面上的照度应为： （8-6）即任意平面的照度，与光线入射角(入射光的方向与平面法线之间的夹角)的余弦成正比。这就是所谓入射角余弦定律。 (a) 距离平方反比定律 (b) 入射角余弦定律图8- 5 光强与照度的关系利用上述两个定律，可以确定任意方向光强在平面A上点P的照度。如图8-6所示，点光源L，与垂直的平面An距光源距离r，根据距离平方反比定律，An平面上点P的照度图8-6 任意方向光强产生的照度 （8-7）A平面上点P的照度 （8-8）式(8-8)表明，被照面的照度与光源在这个方向上的光强和入射角的余弦成正比；与它到光源的距离r的平方成反比。该式包括了前述两个定律，其中是入射角为时射入平面A的光强。例8-3 照明灯具安装在水平方向距机床2m并高出机床3m处，已知光源在机床方向的光强， =190cd，求机床水平表面的照度。解：光源到被照点的距离为 m=3.6m光线入射角的余弦机床水平表面的照度为lx=12.2lx4亮度（brightness ） 图8-7 表面亮度如在同一光源下，观察处于同一位置的黑色和白色两个物体，就会发现白色物体要亮得多。然而照度只表示被照面接受的光强的强弱，并不表示被照面的明暗程度，因此还需引入光亮度描述。发光体在视线方向单位投影面积上的发光强度，称为该发光体的表面亮度，用符号L表示，单位勒克斯（lx）。亮度的定义对于光源和被照物体是同等适用的。表8-3是一些实际光源的亮度值。如图8-7所示，以发光面上的一点P作为研究对象，并在该面上取一包含P的面元dA。观察者从与面元dA法线夹角为的方向观察该发光面，感受到的光强为。点P在指向观察者方向上的亮度就是表8-3 一些实际光源的光亮度近似值光 源光亮度近似值/（cd/m2）无月之夜空地球上所看到的满月的表面煤油灯的火焰钨丝白炽灯超高压汞灯在地面上看到太阳10-42.5×1031.5×1045×10615×10612×10815×108(8-9)式中：为某方向上亮度（cd/m2）；A为被视物体沿某一视线方向或给定方向的投影发光或反光面积（m2）；为在某一视线方向或给定方向的发光强度（cd）。例8-4 100W白炽灯均匀发射1250lm的光通量，若外加透光率60%、直径250mm的乳白玻璃灯罩，求球形乳白玻璃灯罩的亮度。解：乳白玻璃灯罩光通量 =1250×60%lm=750lm光强 cd=59.7cd灯罩均匀发光，在各方向上光强相等；从任一角度观察球形灯罩，面积均为球体的表面积m2=0.0491m2亮度 cd/m2 =1216 cd/m25光的反射和透射光线在传播过程中遇到介质时，会发生反射、透射与吸收现象。反射光的强弱与分布型式取决于材料表面的性质，也同光的入射方向有关。玻璃、晶体、某些塑料、纺织品、水等都是透光材料，能透过大部分入射光。材料的透光性能不仅取决于它的分子结构，还同它的厚度有关。各种材料的反光和透光能力对照明设计是很重要的，从照明设计考虑，反射比和透射比高的材料才有实用价值。表8-4列出照明工程常用材料的反射比和透射比值。材料名称颜色厚度（mm ）普通玻璃无3008082普通玻璃无56008078磨砂玻璃无36-05506乳白玻璃白1-060有机玻璃无26-085聚苯乙烯板无3-078表8-4 照明工程常用材料的和值当入射光通量为，反射光通量为，透射光通量为时，定义反射比 （8-10）透射比 （8-11）第二节 良好视看条件的建立 一般生活和工作环境，需要稳定柔和的灯光，在照明设计中，设计者应全面考虑和恰当处理下列各项照明质量的指标：一、 合理的照度照度是决定视觉条件的间接指标，由于明亮程度要受反射光的影响，原则上应规定合适的亮度。但因照度计算较容易，因此常将照度水平作为衡量照明质量的最基本的技术指标之一。选择照度标准时应考虑下列几个因素：(1)需要区别物品的尺寸愈小，即工作愈精密，工作表面的照度标准应愈高。从表8-1可以看出，金属机械加工车间中精密加工要求混合照明不低于1000lx，而一般加工为500lx，冲压剪切车间为300lx。(2)背景和工件亮度之差与背景亮度之比比值愈大，视看条件就愈好，因而可以在较小的照度下，进行视力区别工作。白纸上写黑字比白纸上写黄字要易看得多。通常工件和背景都暗或者工件和背景都亮，比值就小，所需照度高。工件亮背景暗或工件暗背景亮则比值就大，所需照度就低。(3)我国的照度标准偏低，在使用高光效、显色差的光源时，照度宜高些。在年岁大的人数较多的场合照度也宜高些。场所名称单独一般照明工作面上的 最低照度工作面离地高度m场所名称单独一般照明工作面上的 最低照度工作面离地高度m高低压配电室变压器室一般控制室主控制室实验室设计室302075150100100000.8.0.80.8.0.8工具室阅览室办公室，会议室宿舍，食堂 主要道路次要道路307550300.50.50.8.0.80.8.0.800表8-5 部分生产车间和生活场所的最低照度参考值车间名称及工作内容工作面上的最低照度混合照明混合照明中的一般照明单独使用一般照明机械加工车间一般加工精密加工50010003075机电装配车间大件装配精密小件装配50010005075焊接车间弧焊，接触焊一般划线5075车间名称及工作内容工作面上的最低照度混合照明混合照明中的一般照明单独使用一般照明铸工车间熔化，浇铸造型3050木工车间机床区30030冲压剪切车间30030机修车间一 般精 密30050030501、部分生产车间工作面上的最低照度值 单位：lx2、部分生产和生活场所的最低照度值 单位：lx在照明设计时，应考虑光源的光通衰减，灯具积尘和房间表面污染引起的照度降低的程度，将依据上表确定的照度值除以表8-6中的维护系数，以适当地增加光源的功率，来保证照明器在整个使用期间的照度标准。表8-6 民用建筑照度维护系数污染特征工作房间或场所维护系数清 洁住宅卧室、办公室、餐厅、实验室、绘图室等075一 般商店营业厅、候车候船室、影剧院、观众厅等070严重污染厨房060二、 照度的均匀性在室内环境中，如果照度不均匀，容易引起人的视觉疲劳。为了减轻这种疲劳，室内照度的分布应具有一定的均匀度。照明平均均匀度定义为工作面上的最低照度Emin和平均照度Eav之比。照明最低均匀度定义为工作面上的最低照度Emin和Emax之比。我国民用建筑照明设计标准规定，办公室、阅览室等工作房间一般照明的照明平均均匀度不应小于07，最低照明平均均匀度不应小于03。为了获得满意的照明均匀度，还要求灯具的布置间距不应大于所选灯具的最大允许距高比。距高比为相邻灯具之间的距离L与灯具到工作面的距离h之比，用表示：（8-12）三、 适宜的亮度分布照明环境不但应使人能清楚地观看事物，而且要给人以舒适的感觉。在室内环境中，如果有彼此亮度差别过大的情况时，也易引起视觉疲劳。要创造一个良好的使人感到舒适的照明环境，就需要亮度分布合理和室内各个面的反射率选择适当，照度的分配也应与之相配合。因此，视野内适宜的亮度分布是视觉舒适的重要条件。室内各表面亮度比推荐值和室内反射系数和照度分配推荐相对值如表8-7和表8-8。表8- 7 室内各表面亮度比推荐值室内表面推荐值室内表面推荐值观察对象与工作面之间（如书与桌子之间）3：1 3：1光源（灯具）与背景（环境）之间20：1观察对象与周围环境之间（如书物与墙壁之间）10：1视野内最大的亮度差40：1在设计工作中，通常用照度对比和墙面、顶棚、地板的反射比作为设计应达到的亮度分布要求。表8-8 室内反射系数和照度分配推荐相对值室内表面反射系数照度相对值天棚最小0.60.30.6墙壁0.30.80.50.8地板0.20.41工作面-1四、 限制眩光1 眩光(sunlight)视觉场中有极强高的亮度或强烈的亮度变化时，会造成的视觉不适或视力减低的现象。称为眩光。眩光分直射眩光和反射眩光两种。由高亮度光源的光线直接进入人眼内所引起的眩光称为直接眩光。光源通过桌面、显示屏等光泽表面反射进入人眼引起的眩光称为反射眩光。2眩光的抑制 图8-8 光源位置对眩光的影响直接眩光的强弱与以下因素有关：(1)与背景亮度大小有关。周围暗，则眼睛的适应亮度很低，不大的光源亮度即可引起眩光。例如黑夜看对面的汽车灯亮就感到刺眼，而白天在强烈阳光下看对面的汽车灯亮就不那么刺眼。 (2)与光源的亮度有关。当背景亮度一定时，视野内光源亮度大，眩光作用就强。光源亮度超过16cd/m2时，任何背景都会产生眩光。亮度小于06cd/m2时，即使在黑暗背景下也不会产生眩光。(3)光源越靠近视线眩光作用越强。光源在视野中的位置对眩光的影响如图8-8所示。当人们的视线在水平方向时，灯泡应悬挂在观察者上方30°以上的高度，或用灯具的保护角限制直射眩光。灯具的保护角是光源的发光体与灯具出口下缘的连线和水平线之间的夹角。如图8-9所示。(4)光源的表观面积越大，或光源数越多，则眩光作用越显著。例如，同样亮度的光源，离人眼越近，眩光也越强。可采用以下几种抑制直射眩光办法： （1）限制光源的亮度或降低灯具的表面亮度。可采用磨砂玻璃或乳白玻璃的光源或灯具。 （2）采用保护角较大的灯具。图8-9 灯具的保护角（3）正确选择灯具型式。合理布置灯具位置和选择最佳的灯具悬挂高度。灯具的悬挂高度增加，眩光作用就减小。产生反射眩光的原因，主要是由于室内环境亮度对比过大以及光源通过光泽表面反射造成。可以通过适当提高环境亮度，减小亮度对比，以及视觉作业和工作房间内采用无光泽的材料作为表面，或令视觉作业处于照明光源和眼睛形成的镜面反射角外来加以解决。 五、 光源的显色性和色温现代人工光源的种类很多，其光谱特性各不相同，因而同一物品在不同光源的照射下将显现出不同的颜色。光源除了要求发光效率高之外，还要求它具有良好的颜色。光源的颜色有两方面的意思，一方面是人眼观看光源所发出光的颜色，称为光源的色表；另一方面是光源照到物体上所显现出来的颜色，称为光源的显色性。我们都有这样的经验，在夜晚的街道上漫步时，会发现同伴的脸色发青，这说明路灯显色性不好；而从远处看路灯发出的光又亮又白，说明它的色表好。 路灯常用高压汞灯，它的光效较高。由于人们非常习惯于在日光照射下来分辨颜色，所以在显色性比较中，以日光或接近日光光谱的人工光源作为标准光源，其显色性最好，以显色指数Ra=100表示，其它光源的显色指数都小于100这个标准。与标准光谱越接近的光源，其显色指数就越高。常用光源的显色指数及其使用范围见表8-9。从视觉心理分析，在相同照度下显色性好的光源比显色性差的光源在感觉上要明亮。采用显色指数较低的光源照明时，则应适当提高照度。表8- 9 光源的显色指数及其适用范围显色分组显色指数光源示例适用范围示例Ra85白炽灯、卤钨灯、稀土节能荧光灯、三基色荧光灯、高显色高压钠灯美术展厅、化装室、客厅、餐厅、多功能厅、高级商店营业厅70Ra<85荧光灯、金属卤化物灯教室、办公室、会议室、阅览室、候车室、自选商店等、70Ra<85荧光高压汞灯行李房、库房等Ra<70高压纳灯颜色要求不高的库房、道路照明等光色对人有一定的心理和生理作用。红、橙、黄色令人兴奋，振作精神；蓝色使人沉静，有利于消除紧张情绪。不同的工作环境和场所，要求不同的光色，合适的光色是采用具有合适光谱的光源照明，或采用几种光谱的光源混合照明而获得的。常用光源的色调比较见表8-10。欲要获得较好的光色，需注意下列几点：(1)采用显色指数高的光源，在需要正确辨色的场所(如绘画、织布间、彩印间、商店、医院、餐厅、化验等)宜采用显色指数较高的光源。(2)注意光谱选择 当需要观察快速运动对象时，要采用单色光如黄绿色光。在需要熄灯后较快地适应黑暗的场所宜采用红色光。(3)混光照明 荧光高压汞灯的光效高、寿命长，但光色差，为改善光色，可用白炽灯或高压钠灯等与其混光，以改善光色，汞钠混光灯具已有工厂生产，并为不少设计者所选用，效果较好。表8-10 常用光源的色调比较光源色调光源色调白炽灯、卤钨灯日光色荧光灯高压钠灯偏红色光与太阳光相似的白色光金黄色光、红色成分偏多、蓝色成分不足荧光高压汞灯金属卤化物灯氙灯淡蓝- 蓝色光，缺乏红色成分接近于日光的白色光非常接近于日光的白色光光源发光颜色的定量表达称色温。色温的定义是：热辐射光源发光的颜色，与黑体(能吸收全部光辐射而不反射，不透光的理想物体)在某一温度下辐射的光的颜色相同时（对于气体放电光源为相似时），这个加热温度称为该热辐射光源的色温(对于气体放电光源称为相关色温)，用Tc表示。色温所用的温度单位是热力学温度单位开尔文（K）。光色越偏兰，色温越高；越偏红，则色温越低。表8-11列出一些光源的色温及其适用场合。表8- 11 光源的色温（或相关色温）及其适用场合分类号色温（或相关色温）/K颜色特征适用场合<330033005300>5300暖中间冷居室、餐厅、酒吧、陈列室等教室、会议室、办公室、阅览室等设计室、计算机房六、 照明的稳定性照明的不稳定性主要由于光源光通量的变化所致。影响照明的稳定是多方面的，主要由于电源电压的波动引起的。为了保证照明的稳定性，当电压波动频率大于每小时10次时，规定允许的电压波动为不大于5。如电源电压的波动超过允许范围时，应将照明供电电源与电力负荷的供电线路分开设计，也可考虑采用稳压措施。另外，由交流电源供电的气体放电光源(如荧光灯)，其光通量是随交流电的频率周期性变化的，会令人眼产生明显的闪烁感。例如当快速转动的物体的频率是灯光明暗变化频率的整倍数时，实际转动的物体就会观察为静止不动的，这种现象就是所谓的频闪效应。频闪效应会使人产生错觉甚至会引发事故，因此，气体放电光源不宜用作有快速转动和快速移动物体的场所的照明光源。如使用气体放电光源时，应采取措施，降低频闪。降低气体放电光源频闪效应的办法是采用三相电源分别对三灯管的荧光灯供电，使三灯管电流不会同时过零。对单相供电的双管荧光灯可采用移相法供电，在其中一只灯管回路串联电容分相器，使两只灯管的电流不会同时过零。或用高频电源对气体放电供电。这样做可有效地降低频闪效应。七、 阴影 (shadow)在视觉环境中往往由于光源的位置不当造成不合适的投光方向，从而产生阴影。可通过改变光源的位置，增加光源的数量来消除。如手术室广泛使用的无影灯。有时又可利用阴影创造某种艺术气氛。八、 节能（cut down energy）“绿色照明”(Green Lights)，这一概念最早由美国国家环保局(EPA)于1991年提出并开始实施，我国于1994年开始组织制订“中国绿色照明工程”计划，1996年在国家经贸委组织下该工程正式启动。绿色照明，就是通过使用高效节能电光源、高效照明灯具和照明控制设备等照明节能新技术产品，达到降低照明负荷安装功率，节约照明用电，从而减少对环境的污染，保护生态平衡的一项复杂的系统工程。第三节 照明种类照明种类分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明、障碍照明、装饰照明和艺术照明。一、正常照明 为满足正常工作、保证安全通行所使用的照明，是照明设计中主要的照明。它一般可单独使用，也可与事故照明、值班照明同时使用，但控制线路必须分开。 正常照明系统，按照明设备的布局可分为四种照明方式：1一般照明 为照亮整个场地而设置的照明系统，常由安装在天花板上的灯具来提供，一般不形成阴影。灯具规则地布置，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需要的照度，见图8-10(a)。单独采用一般照明的房间，可在所有工作面和通道上得到同等照度。因此适宜于房间内工作面布置得很密、无固定工作场地、没有投光方向的特殊要求、工作面照度要求最高不超过5070lx的场合。2分区一般照明 根据需要，提高特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的上方，因而这些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，见图8-10(b)。可有效地节约能源。3局部照明 为满足某些部位的特殊需要，在较小范围或有限空间内，用附加灯具近距离观看对象而形成的照明。亮度高，目标集中，但会在被照物周围形成阴影。适用于对某一局部工作面需要有高照度或对投光方向有特殊要求的场所。如工厂车间内的机床灯、照亮商店货架的点射灯、办公桌的台灯等。局部照明灯具通常装在直接邻近工作面的场所。为避免直射眩光，局部照明灯具可采用深照型。由于灯具靠近工作面，可在少耗电情况下形成高照度。但整个场所不应只设置局部照明而无一般照明。(a)一般照明； (b)分区一般照明(c)混合照明图8-10 照明方式4混合照明 一般照明与局部照明共同组成的照明，见图8-10(c)。 其实质是在一般照明的基础上，在需要特殊照明的局部，采用局部照明。使用局部照明时，一般照明的照度应不低于510%，且最低照度不应小于20lx。通常混合照明的初期投资较高，而运行费用则相反。二、应急照明系统应急照明，是指在非正常状况下而启用的照明设施，大型公共建筑如影剧院、百货大楼等，都应设置独立的应急照明系统，以保障人身安全，减少经济损失。应急照明按照用途可分为疏散照明、安全照明、备用照明三类：1疏散照明 为保证人们在发生事故时能快速而安全地离开室内所启用的照明。在疏散通道地面上提供的照度应达到llx，最低不得小于0.21x。此外，在安全出口和疏散通道的明显位置还要设信号标志灯。2安全照明 在正常照明突然熄灭时，为保证处于危险场所的人员继续工作而设的照明。安全照明在工作面上提供照度应不小于正常照明系统提供照度的5，应在正常照明电源中断后0.5s以内开始供电。3备用照明 正常照明发生事故时，将会造成爆炸、火灾和人身伤亡等严重事故的场所而设的、能保证室内活动继续进行的照明。备用照明往往由一部分或全部由正常照明提供，其照度一般为正常照度的10。三、值班照明 照明场所在非工作时间内保留的一部分照明，供值班人员观察用的照明叫值班照明。可以利用正常照明中能单独控制的一部分，或利用事故照明的一部分或全部作为值班照明。值班照明应该有独立的控制开关。四、警卫照明 用于警卫地区周围附近的照明。是否设置警卫照明应根据被照场所的重要性和当地治安部门的要求来决定，如厂区、仓库区、设备区的保卫。警卫照明一般沿警卫线装设，并尽量与正常照明合用。五、障碍照明 装设在建筑物上作为障碍标志用的照明，称为障碍照明。在飞机场周围较高的建筑物上，或有船舶通行的航道两侧的建筑物上，都应该按照民航和交通部门的有关规定装设障碍照明灯具。障碍照明应用能透雾的红色灯具，有条件时宜用闪光照明灯。六、装饰照明 装饰照明是为美化和装饰某一特定空间而设置的照明，可以是正常照明的一部分。而以纯装饰为目的的照明不兼作一般照明和局部照明。七、艺术照明艺术照明是为美化和装饰某一特定空间而设置的照明，是利用人工光的表现手法、灯具的造型以及光色的协调，使环境空间具有某种气氛和意境，体现一定的风格，增加建筑艺术的美感，从而营造出一种特定空间气氛的照明。第四节 电光源种类和选择一、电光源的种类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弧光灯，1879年10月22日，美国的爱迪生在经历了无数次的失败后，点燃了第一盏具有实用价值的白炽灯。爱迪生之后，电灯不断改进，1939年管状日光灯问世，并很快被广泛应用，成为又一种重要的照明光源。随着科学技术突飞猛进的发展，电光源的队伍不断扩大，成为一个庞大的家族。图8- 11 电光源的种类目前常用的电光源的种类有荧光灯、白炽灯、卤钨灯、金属卤化物灯、高压汞灯等。根据其工作原理，基本上可分为固体发光光源和气体放电发光光源两大类，见图8-11。图 8-11 电光源的种类固体发光光源以热辐射作为光辐射原理的电光源，以钨丝为辐射体，通电后使之达到白炽程度而发光的光源。气体放电光源 在电场的作用下，气体或蒸汽中产生大量载流子并激烈运动，从而有电流通过气体或蒸汽，并伴随有光的辐射，利用气体放电发光的原理所制造的光源。根据这些光源中气体的压力，可分低压气体放电光源和高压气体放电光源。现就常用光源分述如下：1荧光灯（(fluorescent lamp)荧光灯就是人们常说的日光灯，广泛用于办公、学习等各种场合。荧光灯是一种低压气体放电灯，由灯管、镇流器、启辉器组成，如图8-12（a）所示。图8-12（b）给出荧光灯起动电路图。荧光灯灯管内充有低压惰性气体氩及少量的汞蒸气，管内壁涂有荧光粉，灯管两端装有钨丝电极。当电源刚接通时，灯管不通，也不发光。这时启辉器内的双金属片在电源电压作用下受热变形，接通灯丝回路，电流将钨丝预热，使其发射出电子。启辉器内的双金属片经一段时间冷却，瞬间断开电路，镇流器产生的感应电势和电源电压叠加，形成近500V高压，使灯管气体和汞蒸气电离击穿而产生弧光放电，汞蒸气放电时发出紫外线光，紫外线照射到灯内壁的荧光粉，从而发出可见光，灯管导通。导通后灯管电压50V100V，由镇流器与灯管分电源电压，而启辉器失去作用。 （a）结构 (b) 起动电路1-灯头；2-玻璃管；3-稀有气体；4-镍丝；5-芯柱；8-排气管；7-汞；8-荧光粉膜；8-灯丝(涂敷电子发射物质)；10-灯头粘结剂；11-灯头插销图8-12 荧光灯荧光灯在弧光放电时呈现负的伏安特性，这是一种不稳定状态，最终结果是将灯管或电器元件烧毁。因此，人们发明了镇流器用以稳定电流。早期的镇流器是电感型的，但是电感镇流器耗能大、功率因数低、有频闪和噪音等缺点，因此电感镇流器不能满足人们的需要。近年来，电子镇流器迅速发展，深受人们的喜爱，尤其在节约能源、提高发光效率等方面效果明显，已成为主要的“绿色照明”产品之一。另外，国外已推出可调光的电子镇流器，拓宽了荧光灯的应用范围。灯管内采用不同的荧光材料，发出的光谱成分也不相同，因而形成各种各样的光色，发光效率也不相同。我国标准规定为三种基本颜色：第一种为日光色，色温为6500K，适应于办公室、会议室、教室等场所；第二种为冷白色，色温为4300K，适用于商店、医院、办公室等场所；第三种为暖白色，色温为2900K，与白炽灯近似，适用于家庭、住宅、宿舍等场所。市场销售最多的是日光色灯管。荧光灯按其形状分，有直管形、环形、U形、H形、形等，直管形应用较多。随着荧光灯研究的深入，发现适当提高管壁温度可缩小管径，提高光效。为了装饰和美化，又将细管径荧光灯弯曲成各种形状，制成高光效的紧凑型荧光灯。灯管内配有启辉器，外装白炽灯的螺口灯头，简化了接线，使用方便。由于紧凑型荧光灯节约用电，一支9W的荧光灯的照度相当一只60W的白炽灯，所以正逐渐取代白炽灯。因此，从节能的角度考虑，我们提倡这样一个口号：“买弯不买直，买细不买粗”。荧光灯与白炽灯相比较，具有寿命长（灯管的寿命可达2000h，平均寿命约比白炽灯大2倍）、发光效率高（6080lm/W，包括镇流器的损耗在内发光效率约比白炽灯大3倍）、光线柔和、光谱成分好（可由不同的荧光粉调合成各种不同的颜色，以适应不同性质的场所需要）、发热小（空调房间热源小，节能）等特点，因此荧光灯应用比较广泛。荧光灯也有造价高、功率因数低（一般在0.5左右）、要求启动电压高、不能频繁开关和受环境温度的影响大（最合适的环境温度为1825）等缺点，所以在开关比较频繁、要求调光和使用时间较短的场所，不宜采用荧光灯。环境温度过高过低也不选荧光灯。2白炽灯（incandescent lamp）1-玻壳；2-灯丝；3-钼丝钩；4-内导丝；5-实芯玻梗；8-封接丝；7-排气孔；8-排气管；8-喇叭管；10-外导丝；11-焊泥；12-灯头；13-焊锡图8- 13 普通白炽灯泡白炽灯是应用范围最广的一类光源，种类繁多，建筑中常用普通照明白炽灯、装饰灯、反射型灯三种。普通照明白炽灯外形见图8-13。白炽灯泡是由支承在玻璃支架上的钨丝以及包围它们的玻璃外壳、灯头等组成。钨丝有直线、单螺旋、双螺旋等形状。玻壳一般采用梨形、蘑菇形的透明、磨砂、乳白色玻璃制成。灯头有卡口、螺口两种。电流通过钨丝时，灯丝加热。当温度达到500左右，开始出现可见光谱并发出红光，随着温度的增加由红色变为橙黄色，最后发出白色光。为了防止钨丝氧化，40W以下的灯泡内抽成真空，为了抑制钨丝蒸发，40W以上灯泡充以惰性气体。白炽灯的优点是体积小，容易借助于灯具得到准确的光通量分布，显色性比较好，费用较低，因此在许多场所得到广泛应用。白炽灯启动快，应急照明或开关频繁的场合一般采用白炽灯。调光也常用白炽灯。美术馆、印染车间、化学分析室宜采用白炽灯等显色指数Ra80的电光源。空调房间则尽量不用发热量大的白炽灯、卤钨灯。但钨丝白炽灯泡的发光效率很低，只有1014 lmW。一般照明用白炽灯色温较低，为27002900K，适用于家庭、旅馆、饭店以及艺术照明、信号照明、投光照明等。 3卤钨灯（halogen tungst