建筑照明系统1.ppt

5 建筑照明系统,5.1 照明基本知识 5.2 常用照明电光源和灯具 5.3 照度计算 5.4 照明设计,5.1 照明基本知识,(1) 与所有物质一样，光也是一种物质，是物质的一种存在形式，是能引起视觉的辐射能，它以电磁波的形式在空间传播。可见光的波长在380780纳米(nm)范围内，不同波长的光给人的颜色感觉不同，如图5.1所示。 (2) 光谱 光源辐射的光往往由许多波长的单色光组成，把光线中不同强度的单色光按波长长短依次排列，称为光源的光谱。,5.1.1 照明技术的基本概念,(3) 光通量 光源在单位时间内，向周围空间辐射出的、使人眼产生光感觉的能量，称为光通量，用符号表示，单位为流明(lm)。人们通常以电光源消耗1W电功率所发出的流明数(lmW)来表征电光源的特性，称为发光效率，简称光效。电光源的光效越高越好。 人眼对可见光中波长为555nm的黄绿色光最灵敏，波长离555nm越远(如波长较长的红光和波长较短的紫光)灵敏度越低，所以光通量与光辐射的强弱及其波长都有关系。,(4) 发光强度 发光强度是表征光源(物体)发光能力大小的物理量。 光源在某一特定方向上单位立体角内(每球面度，球的面积为4R2所张球面度为4）辐射的光通量，称为光源在该方向上的发光强度(简称光强)，用符号I表示，单位为坎德拉(cd)。 如图5.2所示，对于向各方向均匀辐射光通量的光源，各方向的光强相等，其值为：,(5) 照度 对被照物体表面而言，它单位面积上所接受的光通量，称为该被照面的照度，照度用符号E表示，单位为勒克斯（lx） 被光均匀照射的平面照度为： 表5.1给出了一些情况下的照度。,(6) 亮度 某一物体(或发光体)的表面亮度是该物体单位面积向视线方向发出的发光强度。亮度用符号L表示，其单位为坎德拉每平方米(cd/m2)。 由于物体在各个方向的亮度不一定相同，因此常在符号L的右下角注明角度，用以表示与物体表面法线成角方向的亮度。 物体的亮度越大，人们就会感到它越亮。,(7) 色温 色温是电光源的技术参数之一。当光源的发光颜色与黑体(能吸收全部光能的物体）加热到某一个温度所发出的光的颜色相同时，称该温度为光源的颜色温度，简称色温。,各种光源的色温,(8) 显色性和显色指数 同一物体在不同的光源照射下，显示出不同的颜色，光源对被照物体颜色呈现的真实程度称为光源的显色性。 对同一物体，在被测光源的光照射下呈现的颜色，与在标准光源的光照射下呈现的颜色的一致程度愈高，Ra则愈大，显色性愈好。表5.2所列是常用电光源的一般显色指数Ra。,显色指数 定量表征光源显色的优劣。 用被测光源下物体的颜色与参照光源 下物体的颜色相符程度来衡量。 一般显色指数Ra 特殊显色指数Ri 显色指数等级 Ra=10080,显色性优良 Ra=7950,显色性一般 Ra50,显色性较差,(9) 反射率 当光通量投射到被照面后，一部分被反射，一部分透过被照面，一部分则为被照面所吸收。这就是在相同照度下，不同物体有不同亮度的原因。 被物体反射的光通量中与射向物体的光通量之比，叫做反射率或称反射系数，即 建筑物内墙壁及顶棚、地面的反射率的近似值如表5.3所示。,图5.1 电磁波谱,图5.2 发光强度的定义,表5.1 一些情况下照度值,表5.2 常用电光源的一般显色指数Ra,表5.3 墙壁及顶棚、地面的反射率的近似值,(1) 照度标准 照度标准就是指工作面应有合适的最低照度值。 在民用建筑照明设计中，应根据建筑性质、建筑规模、等级标准、功能要求和使用条件等选定照度值。 （2）照明质量 良好、舒适的光环境，是靠高质量的照明效果达到的，而高质量的照明效果又必须是对受照环境中的照度、亮度、眩光、阴影、显色性、稳定性等因素全面正确的处理才能实现。,5.1.2 电气照明的基本要求,在确定被照环境所需照度水平时，必须在考虑被观察物的大小尺寸,要使电气照明达到良好的质量，必须处理好影响照明质量的几个主要因素。 照度均匀与稳定性 适当的亮度分布 限制眩光和减弱阴影 光源的显色性 (3) 照明的经济性 在照明设计中既要保证足够的照度，又要注意节约电能。,一、评价指标 (一) 照度水平 照度是决定物体明亮程度的直接指标。 请参看民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92)中各场所的照度标准和建筑照明设计标准(GB50034-2004)中的照明标准。 “照度标准”中给出的照度值是指各种工作场所参考平面的评价照度值。,5.1.3 照明质量及其评价,建筑照明设计标准(GB50034-2004)适用于新建、改建和扩建的居住、公共和工业建筑的照明设计。标准针对不同场所规定的照度标准值，为照明设计提供了可遵循的依据。 该标准也给出了照度标准值的选择原则。 建筑照明设计标准规定的常见民用建筑的照度标准请参见教材表6-1。,(二) 照度均匀度 为了减轻人眼对因照度的极不相同的频繁适用所造成的视觉疲劳，室内照度的分布应该具有一定的均匀度。包括两方面： 工作面上照明的均匀性 工作面与周围环境(墙、顶棚、地板等)的亮度差别。,照明均匀度常用给定工作面上的最低照度与平均照度之比来衡量，即Emin/Eav。 最低照度是参考面上某一点最低照度，平均照度是整个参考面上的平均照度。 工作区域内一般照明的均匀度应不低于0.7，作业面邻近周围的照度均匀度不应小于0.5；房间或场所内的通道和其他非作业面区域的一般照明的照度值不宜低于工作面照度的1/3。,为了获得满意的照度均匀度，一般照明方式中的灯具应均匀布置，并且其实际布灯的距高比不应大于所选灯具的允许距高比。 当照度均匀度要求较高时，可采用间接、半间接型灯具或光带等方式；当采用多种光源照明时，还应考虑光源光电参数的差异对照明质量的影响。,(三) 亮度分布 亮度分布是照度设计的补充，是舒适视觉的必要条件。 CIE推荐被观察物的亮度为它相近环境的3倍时,视觉清晰度较好,即相近环境与被观察物本身的反射比之比最好控制在0.30.5的范围内。,为避免顶棚显得太暗，顶棚照度不应低于工作面照度的1/10； 工作房间内的墙壁或隔断的反射比最好在50%70%之间； 地板的反射比在20%40%。 适当增加作业对象与作业背景的亮度之比。 建筑照明设计标准规定了长时间工作的房间表面反射比的选取。,对于具有严格工作性质的照明设计来说，进行详细的亮度计算是应该的，但对于普通光环境和要求达到特殊艺术效果的光环境来说，遵守某些简单的，旨在避免出现不舒适的极端对比的规则就够了！,由于视野中的亮度分布或亮度范围的不适宜，或存在极端的对比，以致引起人眼的不舒适感觉或者降低观察细部(或目标)的能力，这种视觉现象称为眩光。 夜里汽车开着大灯，感到刺眼。因为晚上，周围很暗，车灯亮度与周围背景亮度形成大的亮度对比。 夏日晴天的太空，仰望晴空感到刺眼。冬日阳光下的白雪会刺眼。因为视野内出现了太亮的发光体。,(四) 眩光限制,眩光是由光源和灯具等直接引起的，也可能是光源通过反射比高的表面，特别是像抛光金属那样的镜面反射引起的。 被视物与背景的亮度比超过1:100就容易产生眩光；当被视物亮度超过16cd/m2时，在任何条件下都会产生眩光。 我国规定民用建筑照明对直接眩光限制的质量等级分为三级。,眩光等级标准：,根据其造成的后果分为： 不舒适眩光 产生不舒适感觉，但不一定降低视觉对象的可见度的眩光。 失能眩光 降低视觉对象的可见度，但不一定产生不舒适感觉的眩光。,眩光的分类,B. 根据其形式分类： 直接眩光 由发光体的直接照射引起的。 反射眩光 由反射面反射发光体发出的光而形成的眩光。,影响眩光的因素 周围环境较暗时，眼睛的适应亮度很 低，即使是亮度较低的光，也会有明显的眩 光。 光源表面或灯具反射面的亮度越高， 眩光越明显。 光源的大小,抑制眩光的措施： 降低光源的亮度，降低灯具的表面亮度。采用磨砂玻璃、漫射玻璃或格栅。 局部照明的灯具采用不透明的反射罩，且灯具的保护角30°；若灯具的安装高度低于工作者的水平视线时，应限制在10°30°之间。 选择好灯具的悬挂高度。,玻璃水晶灯，可以大大减少眩光。 1000W金属卤化物灯有紫外线防护措施时，悬挂高度可适当降低。灯具安装选用合适的距高比。,灯具间最有利的距高比,适当利用眩光，以烘托独特的气氛。 如迪斯科舞厅的灯光设计,荧光灯的最大允许距高比,一般照明灯具的最低悬挂高度,(五) 光源的颜色和显色性 在需要正确辨色的场所(如某些实验室、生产车间和珠宝金饰商店)应采用显色指数较高的光源，如白炽灯、日光色荧光灯、日光色镝灯等。请参看教材P84。,(六) 照度稳定性 提高照明稳定性，采取以下措施 照明供电线路与负荷经常变化大的电力供电线路分开，以减少负荷变化引起的电压波动。或采取稳压措施。 灯具安装注意避开工业气流或自然气流引起的摆动。 被照物体处于转动状态的场合，避免使用有频闪效应的交流气体放电灯。,电光源在采用交流电源供电时，由于交流电做周期性的变化，因而电光源所发出的光通量也随之做周期性的变化。这就会使人眼产生闪烁的感觉。 在采用气体放电灯作为照明光源时，若被照物体处于转动状态，且转动频率刚好是电源频率的整倍数时，则转动的物体看上去就如没有转动一样。这种在以一定频率变化的光照射下，观察到的物体运动显现出不同于其实际运动的现象，称为频闪效应。频闪效应易使人产生错觉而造成事故。,（七）频闪效应,（八） 阴影和造型立体感(略) 在视觉环境中由于光源(或灯具)的位置不当造成不合适的投光方向,从而产生阴影。 一般情况下，阴影会使人产生错觉或增加视力障碍，影响工作效率，严重时甚至会引发事故。 通常采用改变光源的位置，或增加光源的数量等措施消除阴影。,阴影与造型立体感密切相关。有时为了表现立体物体的立体感，还往往需要适当的阴影来提高其可见度。 造型立体感指的是三维物体被照明表现的状态，它主要由光的主投射方向、直射光与漫射光的比例决定。 适当的阴影能使一个房间的结构特征及室内的人和物更加清晰，使整个环境令人赏心悦目。,热辐射光源,气体放电光源,利用电能使物体加热到白炽状态而发光的光源,利用气体和蒸气放电而发光的光源,白炽灯、卤钨灯,荧光灯、躲藏光源,电 光 源,5.2 常用照明电光源和灯具,5.2.1 常用电光源,一. 电光源的分类 按电光源的发光原理,电光源主要分为两大类。 (1) 热辐射光源和电光源 热辐射光源是当物体受热且热能足够大，使原子或分子发生激烈的相互碰撞而激发产生的光的发射。电光源是利用电流将物体加热到白炽程度而产生的光。 属于热辐射光源的灯有白炽灯、卤钨灯。,（2） 放电光源 放电是指在电场作用下，载流子在气体(或蒸气)中产生和运动，而使电流通过气体(或蒸气)的过程。这个过程导致光的发射，可作为光源，即放电光源。这种光源具有发光效率高、使用寿命长等特点，很有发展前途。 按放电媒质分为： 气体放电灯。是利用气体中的放电发光，例如氙灯、氖灯等。, 金属蒸气灯。是利用金属蒸气(如汞蒸气、钠蒸气等)中的放电，而主要由金属蒸气产生光，例如汞灯、钠灯等。 按放电形式分： 辉光放电灯。这种灯由辉光放电产生光。放电要有阳极和阴极。放电时，阴极温度不高，但要有足够的电子发射，又叫冷阴极灯。 弧光放电灯。是由弧光放电产生光。阴极工作在较高的温度下，又叫热阴极灯，如荧光灯、汞灯、钠灯等。,二.电光源的参数 (1) 额定电压和额定电流 光源在预定要求下工作所需要的电压和电流分别叫做额定电压和额定电流，额定值下工作具有最好的效果。 (2) 额定功率 灯泡(或灯管)在额定电流下工作所消耗的功率叫额定功率。,(3) 发光效率 灯泡(或灯管)所发出的光通量与消耗的功率P之比叫发光效率，记作，即： (4) 寿命 光源的寿命是指光源从初次通电工作的时候起到其完全丧失或部分丧失使用价值的时候止的全部点燃时间。 寿命又分两种： 全寿命 有效寿命,(5) 光色 光色包括色表和显色性两个方面。色表指光源本身发光的颜色，即从外观上看到的光的颜色。而显色性则反映被照物体所体现出的颜色。,1） 白炽灯 2） 卤钨灯 3） 荧光灯 4） 高强度气体放电灯,三. 常用电光源,SKIP,（一） 白炽灯 靠电能将灯丝加热到白炽状态而发光。 (1) 白炽灯的构造 白炽灯的构造如图5.3所示，它主要由玻璃外壳、灯丝、支架、引线和灯头组成。 灯丝一般都用钨丝制成。白炽灯的发光原理就是当钨丝通过电流时，产生大量的热，使灯丝温度升高到白炽的程度(24003000K)而发光。,(2) 白炽灯的工作特性 电流和功率 白炽灯的电流决定于灯泡的供电电压和灯丝电阻。灯泡的容量用功率来表征，白炽灯的功率等于流过灯丝的电流和工作电压的乘积。 光通量 输出白炽灯在运行中，其光通量的输出随电网电压的变化而急剧地变化。 (3) 发光效率 灯泡的发光效率，钨丝白炽灯的发光效率比较低，一般仅有10lmW左右。,(4) 寿命 平均寿命是许多灯泡寿命的算术平均值。一般白炽灯的平均寿命为1000h。 (5) 光色 白炽灯所发的光与日光相比仍有一定的差别，两者相比，白炽灯的红光部分较显著。 (6) 灯泡温度 白炽灯所消耗的电能首先变为热能，其中有很小一部分又转变为可见光，所以白炽灯玻璃壳的温度是较高的。 (7) 亮度 白炽灯丝亮度很高，这样的亮度能够造成眩光。为了减少灯泡的表面亮度，有些灯泡其玻璃壳用磨砂玻璃或乳白玻璃制造。,（二） 卤钨灯 卤钨灯除在灯泡内充入惰性气体外还充入有少量的卤族元素(氟、氯、溴、碘)，这样对防止玻壳黑化具有较高的效能。 （1） 卤钨灯的结构 为了使管壁处生成的卤化物处于气态，管壁温度要比普通白炽灯高得多，相应地卤钨灯的玻壳尺寸就要小得多，温度也高得多，因而必须使用耐高温石英玻璃或高硅氧玻璃。,（2） 卤钨灯的光特性 卤钨灯是在石英玻璃管内封进钨丝，充进惰性气体和微量的磷或溴，制成双端引出型卤钨灯。 卤钨灯，由于卤钨循环作用，而能防止管壁发黑，改进了灯的工作特性，使灯的光效比普通白炽灯有显著的提高(约为1821lmW)。由于卤钨灯的充气压力比普通白炽灯高，所以寿命指数较低，并且容易受振动、冲击而产生机械断丝。显色性好，一般显色指数为Ra97，色温为30003200K。,（三） 荧光灯 荧光灯属于放电光源，是靠低压汞蒸气放电，利用放电过程中的电致发光和荧光质的光致发光，形成光源。 它的优点是：结构简单、制造容易、价格便宜并且发光效率高、光色好、寿命长。常见的普通荧光灯是圆形截面的直长玻璃管子。在管子两端各放一个电极。 荧光灯的典型结构如图5.4所示。,荧光灯是一种预热式低压汞蒸气放电灯。 由放电产生的紫外线辐射激发荧光粉而发光。,汞Ar,e,自持放电,电离,荧光粉,紫外线,可见光,（1） 荧光灯的工作原理,图5.5 荧光灯的接线图,荧光灯需要镇流器和启辉器才能正常工作。它的接线如下图所示。,荧光灯的能量转换示图,荧光灯,灯管电极发热34,紫外线63,可见光3,紫外线发热38,荧光粉发光25,对流 传导 热辐射,可见光,40W,100,28,72,（2） 荧光灯的工作特性 荧光灯的电流分为额定工作电流和额定启动电流两项。额定工作电流根据灯管功率、灯管结构和电流密度而定。额定启动电流是启动时预热灯丝的电流，它比额定工作电流大。 在工作电流下，灯管上产生的电压降是荧光灯的管电压。,1、电压的波动影响其使用寿命。 2、开关次数对寿命的影响 3、环境温度和湿度的影响 4、闪烁与频闪现象,（四） 高强度气体放电灯 “高强度气体放电灯(HIDHigh Intensity Dischange)是高压汞灯、金属卤化物灯和高压钠灯的统称，其放电管的管壁负荷大于3W/cm2(即3×104W/m2)，工作期间蒸气压在 10132.5101325Pa (0.11atm)之间。,(1)荧光高压汞灯,1、灯头 2、起动电阻 3、起动电极 4、主电极 5、放电管 6、金属支架 8、辅助电极 9、外玻壳,荧光高压汞灯的结构,高压汞灯的优点是光效高、 寿命长、省电、耐震。, 放电管 耐高温、高压的透明石英管，管内充有一定量的汞外，还有少量氩气以降低起动电压和保护电极。 主电极 由钨杆及外面重叠绕成螺旋的钨丝组成，并在其中填充碱土氧化物作为电子发射物质。, 辅助电极(启动电极) 通过起动电阻和另一主电极连接，有助于灯的顺利起动。 外泡壳 抽成真空，还充入数十千帕的氖气或氖氩混合气体作绝热用。 采用椭球形，起保温作用，防止环境对灯的影响。 内壁上涂敷荧光粉，将灯的紫外辐射或短波长的蓝紫光转变为长波的可见光，提高光效，改善光色。,图5.6 高压汞灯,(a) 高压汞灯的构造；(b) 高压汞灯的工作电路图,原理：当开关S合上， 首先在辅助电极和主电极 之间发生辉光放电，产生 大量的电子和离子，从而 引发两个主电极间的弧光 放电，灯管启燃。 辉光放电电流受到起 动电阻R(4060k)的限 制，使主、辅电极之间的 电压远低于辉光放电所需 的电压，所以弧光放电后 辉光放电立即停止。,在启燃的初始阶段，放 电管内的气压较低，放电 只在氩气中进行，产生的 是白色的光。 随着放电时间的增 加，放电管的温度不断升 高，汞蒸气的压力也逐渐 上升，放电也逐渐转移到 在汞蒸气中进行，发出的 光由白色变为更明亮的蓝 绿色。,原理： 荧光高压汞灯的主要辐射来源于汞原子激发，以及通过泡壳内壁上的荧光粉将激发后产生的紫外线转换为可见光。 光电参数：见表 光谱能量分布：连续光谱成分较大 色温：约5500K 显色指数：3040 光效：50lm/W 寿命：国内50006000h，国际水平24000h,(2)金属卤化物灯,20世纪60年代在高压汞灯基 础上发展起来的新型光源。 2、起动电阻 3、起动电极 4、主电极 5、放电管 6、金属支架 7、消气剂 9、外玻壳 10、保温膜,金属卤化物灯的结构, 放电管 透明石英管、半透明陶瓷管。管内充气体 汞不仅提高光效、改善电特性还有利于启动。 易电离的氖氩混合气体(改善灯的启动)。 依靠金属(如铊、铟、镝、钪、钠等)原子的辐射发光，以金属卤化物的形式存在原因： 金属卤化物的蒸气气压一般比纯金属本身的蒸气气压高得多，可满足金属发光所要求的压力； 金属卤化物(氟化物除外)都不和石英玻璃发生明显的化学作用，可抑制高温下纯金属与石英玻璃的反应。, 主电极 用“钍钨”或“氧化钍钨”作为电极，并采用稀土金属的氧化物作为电子发射物质。 外泡壳 采用椭球形，涂有荧光粉，增加漫射，减少眩光。 辅助电极(放电管内） 或双金属启动片(泡壳内), 消气剂 灯长期工作，支架等材料的放气，使泡壳内真空度降低，在引线或支架之间会产生放电。采用氧化锆的消气剂以保护灯的性能。 保护膜 为提高管壁温度，防止冷端(影响蒸气压力)的产生，需在灯管两端加保温涂层，常用二氧化锆、氧化铝。,原理： 金属卤化物灯主要辐射来自于各种金属(如铊、 铟、镝、钪、钠等)的卤化物在高温下分解后产生的 金属蒸气(和汞蒸气)混合物的激发。 灯起动点燃后，灯管放电开始在惰性气体中进 行，灯只发出暗淡的光，随着放电继续进行，放电管产生的热量逐渐加热玻壳，使玻壳温度升高，汞和金 属卤化物迅速蒸发，扩散到电弧中参与放电，当金属 卤化物分子扩散到高温中心后分解成金属原子和卤素 原子，金属原子在放电中受激发而发出该金属的特征 光谱。,光电参数：见表 光效：高于高压汞灯 色温：较高，属冷色灯 光谱能量分布：具有较多的连续光谱成分 显色指数：较高,4、主电极 5、放电管 6、金属支架 7、消气剂 9、外玻壳,(3)高压钠灯 是利用高压钠蒸气放电发光的光源,高压钠灯的结构, 放电管 特殊制造的透明多晶氧化铝陶瓷管，多晶氧化铝陶瓷管能耐高温、高压，对于高压下的钠蒸气具有稳定的化学性能(抗钠腐蚀能力强)。 钠和汞是以“钠汞齐”形式放入(一种钠与汞的固态物质)； 氩气可使“钠汞齐”处于干燥的惰性气体中； 氙气作为驱动气体改善起动性能。 小内径放电管可获得最高的光效。, 主电极 由钨棒和以此为轴重叠绕成螺旋的钨丝组成，在钨螺旋内灌注氧化钡和氧化钙的化合物作为电子发射物质。 外泡壳 采用椭球形、直管形和反射型。 为防止雨滴飞溅到工作中的钠灯管上而引起炸裂，用耐热冲击的硼酸盐玻璃制作。, 消气剂 泡壳内需要维持高真空，以保护灯的性能及保护灯的金属组件不受放出的杂质气体的腐蚀，采用钡或锆铝合金的消气剂达到高真空的目的。,原理： 高压钠灯为冷启动，没有辅助电极，启燃时工作电极之间要有10002500V的高压脉冲。必须附设启燃触发装置。内触发（双金属片、电阻、触头） 高压钠灯主要辐射来源于分子压力为104Pa的金属钠蒸气的激发。 光源接通后，起动电流通过触发装置产生很高的脉冲电压，使放电管击穿放电，开始放电通过氙气和汞进行的，灯光为很暗的红白辉光。随着放电管温度上升，向高压钠蒸气放电过渡，经过5min左右趋于稳定，光色为白金色。,光电参数：见表 光效：最高70150lm/W 色温：黄色，20002100K 光谱能量分布：589nm及附近的谱线强烈 显色指数：2025 寿命：国内10000h，国际水平20000h,部分HID灯的光电参数,光效：高压钠灯金属卤化物灯荧光高压汞灯,高强度气体放电灯(HID灯),图5.3 白炽灯的构造示意图,1灯头；2康铜丝外导线；3芯柱管； 4中心杆； 5支撑；6灯丝； 7焊锡；8排气管；9排气孔； 10铜外导线；11杜镁丝；12内导线； 13玻壳；14氩气,图5.4 荧光灯管,1灯头；2灯脚；3玻璃芯柱；4灯丝（钨丝，电极）； 5玻管（内壁涂覆荧光粉，管内充惰性气体）；6汞（少量）,照明器是由光源、照明灯具及其附件共同组成的。 照明器的作用: 固定光源和保护光源，使之与电源安全可靠地连接。 美化环境 对光源产生的光通量进行再分配、定向控制以及防止光源产生眩光。,5.2.3 灯具(照明器),一. 灯具的特性 (1) 灯具的配光曲线 灯具在空间各个方向上的光强的分布曲线称配光曲线。 配光曲线是衡量照明器光学特性的重要指标，是进行照度计算和决定照明器布置方案的重要依据。 配光曲线可用极坐标法、直角坐标法、等光强曲线法来表示。,极坐标配光曲线 以极坐标原点为光中 心，以极坐标角度表示灯 具的垂直角，以极坐标矢 量长度表示光强的大小， 以一定比例的光强值为半 径作一系列同心圆表示等 光强线。 通过光中心作该灯具在一个垂 直平面内不同垂直角的光强有向线 段，把线段末端连接起来，得到该灯 具的配光极坐标曲线。,乳白玻璃水晶底吊灯的配光曲线,若实际光源的光通量不是1000lm，光强可根据下面公式换算：,如果一个照明器安装了两只或更多光源，光强换算时s取它们的光通量之和。,直角坐标配光曲线 对于聚光型照明器，光束角很小（光束集中在狭小的立体角），用极坐标表示光强读数困难。,冷反射卤钨灯的配光曲线,直角坐标配光曲线,等光强配光曲线 对于光强分布不对称的照明器，需要用许多平面上的配光曲线才能表示空间分布，可采用等光强配光曲线表示光强。,等面积天顶投影等光强曲线,围绕灯具的球表面上的一个平面内，将等光强点连接成圆形等光强配光曲线，并以相等的投影面积表示相等的包围灯具的球面面积。,(2) 光效率 灯具的光效率是照明器输出的光通量与光源光通量s之比，即,(3) 保护角 通过灯丝或光轴的水平线M与灯光边界线N之间所成的夹角，称为保护角，如图5.8所示。保护角可由下式决定： 保护角的作用是限制光源对人眼产生直接眩光，角度越大作用越大。一般灯具的保护角要求在15°30°之间。,二. 灯具的分类 (1) 灯具按光通量再分配情况分类 灯具通常是按总光通量在空间的上半球和下半球的分配比例来分类的。如表5.4所列。 直接型灯具 半直接型灯具 均匀漫射型灯具 半间接型灯具 间接型灯具,(2) 按安装方式分类 悬吊式 吸顶式 壁装式 其它还有：落地式、台式、嵌入式等。,灯具的布置就是确定灯具在房间的空间位置，这与它的投光方向、工作面的布置、照度的均匀度，以及限制眩光和阴影都有直接的影响。灯具布置是否合理，还关系到照明安装容量和投资费用，以及维护、检修是否方便等。 灯具的布置应根据工作物的布置情况，建筑结构形式和视觉工作特点等条件来进行。 灯具的布置主要有两种方式。,三. 灯具的布置,（1） 均匀布置 灯具有规律地对称排列，以便使整个房间内的照度分布比较均匀。均匀布灯有正方形、矩形、菱形等。均匀布灯的方式，如图5.9所示。 （2） 选择布置 为适应生产要求和设备布置，加强局部工作面上的照度及防止工作面上出现阴影，而采用灯具位置随工作表面安排的方式，称选择布置。,室内一般照明，大部分采用均匀布置的方式，均匀布灯是否合理，主要取决于灯具的间距L和计算高度H(灯具距工作面垂直距离如图5.10所示)的比值(称距高比)是否恰当。 实际距高比必须小于照明手册中规定的灯具最大距高比。各种灯具最有利的L/H值,见表5.5,荧光灯的最大容许距高比值见表5.6。, 灯具计算高度H的确定 灯具悬挂高度的各种参数如图5.10所示。图中房间总高度为h，灯具悬挂高度（或安装高度）为h1，工作面的高度为h2，灯具的垂吊高度（或垂足）为h3，计算高度H为： H=h-h2-h3 或 H=h1-h2,灯具的竖向高度布置应考虑电气安全限制直接眩光等因素。室内灯具的悬挂高度不宜过高也不宜过低。可参看教材P92 。为限制直接眩光，对灯具悬挂的最低高度也有一个限制，参见表6-6 。 一般办公室、教室、阅览室等的工作面高度可取0.75m，库房等取0.15m等。灯具的垂吊高度应根据室内层高和建筑照明要求来确定，一般情况下，可在01.5m之间取值。, 灯具间距L的确定 灯具均匀布置常用的形式有：正方形、长方形、菱形等,如图5.9所示。 当灯具布置为正方形时，如图5.9（a），灯间的距离为： L=La=Lb 当灯具布置为长方形时，如图5.9（b），灯间的距离为：,当灯具布置为菱形时，如图5.9（c），灯间的距离为： 墙边有工作面时，灯具与墙边的距离为： l=(0.250.3)L 墙边无工作面时，灯具与墙边的距离为： l=（0.40.5）L 一般，最边上灯具与墙的距离：,图5.9 灯具的均匀布置,(a) 正方形；(b) 长方形；（c） 菱形,图5.10 灯具的计算高度示意图,表5.5 灯具最有利的距高比值,表5.6 荧光灯的最大允许距高比值,四. 照明器的选择 照明器是由电光源和灯具两部分组成，照明器选择得是否合理，将直接影响到照明质量的好坏，影响人们日常的生活和工作，从整体上讲会影响到建筑物的整体美观效果。 它的选择应从电光源、灯具和安装方式上进行考虑。,(一) 电光源选择 选择电光源时,应在满足显色性、启动时间等要求下,根据光源及镇流器等的效率、寿命和价格在进行综合技术分析后确定。,各种常用照明电光源的主要性能,维持气体放电灯正常工作不至于自熄尤为重要,各种场所对灯性能的要求及推荐的灯,说明： 光输出高低：高10000lm，中300010000lm，小3000lm 显色指数：ARa90，B90Ra80, 80Ra60, 60Ra40, Ra40 色温分类：3300K，33005300K, 根据照明设施的目的与用途来选择光源 按照环境的要求选择光源 按投资与年运行费用选择光源 请参看教材P94.,(2) 灯具的选择 选择灯具要根据被照场所对配光的要求、环境条件和使用特点，同时还应考虑灯具的装饰效果和经济性，优先选用配光合理、光效高 、寿命长的灯具。 在满足眩光限制和配光要求条件下，应选用效率高的灯具，其效率值不应低于国家相关标准规定，并且根据照明场所的环境条件选用灯具。 请参看教材P94。,图5.8 灯具的保护角,表5.4 灯具的分类,本章习题,1.什么是眩光、不舒适眩光、失能眩光？影响眩光的 因素有哪些？ 2.叙述卤钨循环的基本原理。 3.荧光灯与高强度气体放电灯（HID）有何区别？ 4.如何选择照明光源？ 5某照相馆营业厅的面积为6×6m2，房间净高3m,工作面高 0.8m,天棚反射系数为70%, 墙壁反射系数为55%。采用荧 光灯吸顶照明，试计算需安装灯具的数目。,6.一临时食堂长、宽、高分别为、和。采用普通简式荧光灯具照明，灯具离地面高3m, 桌面高为0.8m。试确定此食堂的照明布灯方案和灯具数，以及照明总计算负荷。 7. 某学校照明用白炽灯18kW，日光灯30kW（ 其中24kW 有补偿电容，功率因数为0.9；另外6kW 无补偿电容，功率因数为0.5 ）。试计算该学校的照明负荷，并确定变压器低压侧的照明计算负荷。,