建筑光学(应用)__建筑照明课件.ppt

6.1 天然采光复习 1. 光源（太阳、天空光） 2. 构造（窗） 3. 设计（采光设计） 4. 计算（采光计算）6.2 建筑照明 本节要点： 1. 人工光源（电光源）； 2. 灯具； 3. 照明设计； 4. 照明计算建筑照明学习目的建筑照明学习目的 通过本章学习，使学生了解电光源的光特性，合理应用适宜的灯具，能按国标国定正确地进行照明设计，使光环境质量符合人们工作、学习和生活的需要 6.2.1 电光源分类 1. 热辐射光源； 2. 气体放电光源； 3. 固体光源电工光源发展方向 1.高光效=高发光效率=光源消耗683 ； 2.性能优良的灯具； 3.绿色照明产品（去毒、保护环境）一、热辐射光源：一、热辐射光源： 原理：当金属加热到大于原理：当金属加热到大于1000K时，发出可见光，温时，发出可见光，温度越高，可见光成分愈多度越高，可见光成分愈多部分白炽灯外形图热辐射光源辐射能量图白炽灯结构图（一）白炽灯优点：体积小、易控光，简单，价低，显色性好，使用方便，无频闪现象缺点：红光多，眩光L灯丝5106 2 （大于人眼感觉 的上限），发热、光效低，寿命短，不节能光效：6.519 寿命：1000h。

显色指数： 9599用途: 住宅、节日彩灯（如蜡烛形灯泡）不同灯丝温度时白炽灯光效及寿命（二）卤钨灯部分卤钨灯外形图方法：加卤素（碘），即加大灯内压力（a）（b）优点：光效比白炽灯稍大； 寿命比白炽灯稍长； 显色性好缺点：成本高（用耐高温较贵的石英玻璃）， 制作和使用要求高（水平安装，防震）， 灯管内过量的碘蒸汽要吸收可见光光效：2022 寿命：1500 h显色指数： 9599结论：用升高灯丝的工作温度，光效增大不多用途：广场、体育馆、高大厂房及大面积照明与定向 投光照明上二、气体放电光源原理：某些元素的原子被电子激发后产生光辐射（一）荧光灯部分荧光灯外形图发光示意图荧光灯辐射能量图优点：光效高；光色好；寿命长，表面亮度低，热辐射量小缺点：初始投资高；启动与温度和湿度有关，需要辅助设备有频闪现象；尺寸大，不易控光，噪声污染频闪现象：气体放电灯光通强弱变化周期与物体转动周期相同时，人眼观察它产生不转动的错觉光效：50 寿命：5000 h显色指数：5093二）紧凑型荧光灯紧凑型荧光灯外形图方法：灯管直径小（约12 ）；普通的32 ，普通管型荧光灯太大，使用不方便特点： a. 灯管小； b. 用三基色荧光粉（发出光450蓝光，543绿光，611橙光）； c. 结构紧凑，体积小，可代替白炽灯； d. 品种多。

优点： a. 光效高，约60； b. 单灯光通量小（可小于200）； c. 80； d. 寿命约3000h三）荧光高压汞灯 荧光高压汞灯外形图方法：加大压力目的：延长寿命部分荧光高压汞灯辐射能量图特点：功率大，灯管内汞蒸汽压力为26个大气压；国外又称高强气体放电灯（灯）优点： a.光效高，约50 ； b.寿命长，约6000 h缺点：显色性差，2030，启动慢（47分钟）用途：光色呈绿色和蓝色，可做庭院照明灯四）金属卤化物灯 部分金属卤化物灯外形图方法：加入金属卤化物目的：改善光色金属卤化物灯辐射能量图 在高压汞灯中，添加了金属卤化物，以提高光效和特点：a. 光效高达110 ； b. 一般在6070； c. 寿命有的可达10000 h以上陶瓷金属卤化物灯优点：a. 发光效率比普通金属卤化物灯高20%； b. 光色更好，大于90陶瓷金卤灯 金属卤化物灯照明效果图（五）钠灯 1. 高压钠灯部分高压钠灯外形图方法：加入金属钠高压钠灯辐射能量图高压钠灯在建筑物立面照明中应用 原理：在高压钠蒸汽中放电时，辐射可见光 优点：a. 光效高，约107 ； b. 寿命长，约8000 h； c. 4060； d. 透雾能力强，做道路照明灯。

高压钠灯照明效果图2. 低压钠灯 部分低压钠灯外形图及照明应用原理：在低压钠蒸汽中放电时，辐射可见光特点：主要辐射589 黄色光，显色性极差，光效极 高，450 ，透雾性强，用于广场和码头等 场所七）冷阴极荧光灯原理：辉光放电小电流高电压的放电现象优点：体积小、耐震动，光效高，光色好，寿命大于 20000h等冷阴极荧光灯 (八）高频无极感应灯部分无电极荧光灯外形图无电极荧光灯结构图方法：采用感应线圈代替灯丝目的：延长灯的寿命a）（b）原理：由高频发生器产生高频电磁场能量 经过感应线圈耦合到灯泡内 使汞蒸汽原子电离放电 并产生紫外线 射到管壁上的荧光粉之后 激发出可见光优点：光效高，约65 ；光色好，为80； 寿命很长，6万h三、固体光源：白色照明光源：发光二极管部分灯应用和外形图原理：在半导体中，空穴与电子复合发光灯照明效果图灯照明效果图灯照明效果图原理：是在半导体结处施加正向电流时，以高效率发出可见光、红外光、紫外光优点：省电，光效高（约 80 )(白炽灯的50到100倍）耐振动，响应速度快、冷光，寿命可达10万小时,是一种有发展前途的光源思考题：思考题：1. 1. 为什么发光效率最大为为什么发光效率最大为683 683 ？2. 2. 提高光源发光效率的方法有哪些提高光源发光效率的方法有哪些 ？3. 3. 卤钨灯采用什么措施来提高光效？效果怎样？卤钨灯采用什么措施来提高光效？效果怎样？6.2.1 电光源复习1. 人工光源分类热辐射光源气体放电光源固体光源2. 人工光源评价指标光效寿命光色（用显色指数表示）6.2.2 灯具 要点： 1. 灯具定义。

2. 灯具分类 3. 光强体和配光曲线的定义 4. 灯具效率和遮光角 定义 灯具是能透光、分配和改变光源分布的器具 从构造方面来看，可以认为是光源所需的灯罩及其附件的总成注：美国关于灯具的定义包括光源 分类1. 灯具从作用上可分为装饰灯具和功能灯具两大类： 装饰性灯具造型美观，美化环境为主； 功能性灯具高光效、低眩光2. 灯具从光通量分布分为5类（直接型、半直接型、漫射 型、半间接型、间接型）部分灯具图一、灯具的光特性（一）配光曲线 1. 光强体 把灯具各方向的发光强度在三维空间用矢量表示出 来，把矢量的终端连接起来，则构成一封闭的光强体 图6-69 光强体与配光曲线 2. 配光曲线 光强体被通过光轴的平面截割后，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，即为灯具的配光曲线图6-70 扁圆吸顶灯外形及其配光曲线 注意： a. 灯具配光曲线是专用的； b. 配光曲线上每一点，表示该灯具在此方向上的发光强 度； c. 以光源发出的光通量为1000绘制，所以 I实际查表（光源/1000）； d. 配光曲线如是轴对称，可只画一半二）遮光角（又称保护角）（二）遮光角（又称保护角） 当当L1.61052L1.61052，人眼不舒服。

白炽灯丝亮度约为，人眼不舒服白炽灯丝亮度约为51062 51062 ，形成眩光，故应保护形成眩光，故应保护 1. 1. 定义定义 保护角（保护角（）: :灯罩边和发光体边沿连线与水平面所形成灯罩边和发光体边沿连线与水平面所形成的夹角图6-72 灯具的遮光角 2. 规律 增大，眩光减小，光通量在被照面上集中，如使均匀，则加大层高，但一般不允许 当光源亮度太大，可用半透明材料做灯罩，限制亮度 （三）灯具效率 1. 定义 在相同的使用条件下，灯具发出的光通量和灯具内全部光 源的额定光通量Q之比，即 = / Q 2. 特点 是小于1的 大小取决于：a. 灯罩开口大小，即与保护角有关： 开口D越小，增大， 减小 b. 灯罩材料的反射比和透射比有 关：大或大，则大二、灯具分类二、灯具分类 （国际照明委员会）按光通量在上、下半球的分布将灯具划（国际照明委员会）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、半间接型和间接型分为五类：直接型、半直接型、漫射型、半间接型和间接型图6-73 各类灯具的实际效果图 注：漫射型灯具亦可称为均匀扩散型灯具或称为直接-间接型灯具 （一）直接型灯具：90%100%的光通量向下半球照射。

图6-74 直接型灯具及配光曲线图 缺点：亮度分布不均，易形成眩光；光线方向性强，阴影浓重 （二）半直接性灯具: 下半球的光通分布为60% 90% 优点：改善了亮度分布图6-76 半直接型灯具外形及配光曲线图 （三）漫射型灯具: 上下半球分配的光通量相差不大 特点：整个房间的亮度分布均匀图6-77 漫射型灯具外形及配光曲线图 （四）半间接型灯具: 上半部光通量占总光通量的60%以上 特点：光线柔和，灯具的效率低图6-78 半间接型灯具的外形图 （五）间接型灯具: 几乎全部光线都射向上半球 特点：光线的扩散性好，光线柔和而均匀，无眩光光通的利用率很低图6-79 间接型灯具外形及配光曲线图 思考题：思考题： 1. 1. 从灯具作用上看，教室照明应采用哪一种灯具？为什么从灯具作用上看，教室照明应采用哪一种灯具？为什么？ 2. 2. 如何利用灯具配光曲线图计算某一点照度大小？如何利用灯具配光曲线图计算某一点照度大小？6.2.2 灯具复习 主要介绍了灯具定义、分类，光强体与配光曲线，灯具效率与遮光角6.2.3 室内工作照明 要点： 1. 室内工作照明方式 2. 照明标准（数量，质量） 3. 光源和灯具的选择。

4. 照明计算 照明设计总目的是在室内造成一个人为的光环境，满足人们生活、学习、工作等要求教室照明教室照明室内艺术照明工作照明设计步骤： 工作照明设计，可分下列几个步骤进行：一、选照明方式 照明方式一般分为：一般照明、分区一般照明、局部照明、混合照明其特点如下：（1）一般照明：照亮整个被照面而设置的照明方式，使 室内工作面照度均匀可理解成均匀照明） 图6-80（a） 一般照明及照明分布图（2）分区一般照明：提高特定区域照度的一般照明 图6-80 （b） 分区一般照明及照明分布图（3）局部照明：满足某些部位的特殊需要而设置的照明 图6-80（c） 局部照明及照明分布图（4）混合照明：一般照明与局部照明组成的照明 图6-80（d） 混合照明及照明分布图二、照明标准：（数量+质量）确定照明方式之后，即应根据识别对象最小尺寸、识别对象与背景亮度对比等特征来考虑房间照明的数量和质量问题，其依据就是国家制定的照明标准，它是从照明数量和质量两方面来考虑的一）照明数量由于亮度的现场测量和计算都较复杂，故标准规定的是作业面或参考平面的照度值（国际上也是如此），具体值见建筑照明设计标准（ 50034#2004）。

二)照明质量 照明质量评价因素包括：眩光、颜色、均匀度、反射比等 1.眩光 为了提高室内照明质量，不但要限制直接眩光，而且还要限制工作面上的反射眩光和光幕反射 （1）直接眩光 直接眩光的限制方法已在3.4节介绍了，直接眩光见 示意图直接眩光示意图（2）反射眩光 避免反射眩光的措施已在3.4节介绍了，反射眩光见示意图反射眩光（3）光幕反射光幕反射是由于视觉对象的规则反射，使视觉对象的对比降低，以致部份地或全部地难以看清细部避免措施：1）尽量使用无光纸和不闪光墨水；2）改变光线投射方向（从侧面来）；3）减少来自干扰区的光，增加干扰区外的光a） （b） （c）图6-81 光幕反射对可见度的影响2.光源颜色 光源的相关色温不同，产生的冷暖感也不同当光源的相关色温大于5300K时，人们会产生冷的感觉；当光源的相关色温小于3300K时，人们会产生暖和的感觉 光源的颜色主观感觉效果还与照明水平有关在低照度下，采用低色温光源为佳；随着照明水平的提高，光源的相关色温也应相应提高3.照度均匀度 一般照明的均匀度不宜小于0.7工作场所内走道和非作业区一般照明的照度值，不宜小于作业 区域一般照明照度的1/5混合照明时，按规定，一般照明的照度，为该级总照度的5%15%，并不得低于30，如采用高强气体放电灯时。