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照明基礎(chǔ)知識

 

一、前言

電光源自19世紀(jì)80年代發(fā)明以來，至今已有100多年的歷史。人類社會的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進步，使電光源技術(shù)獲得了突飛猛進的發(fā)展，配合各種光源的使用，產(chǎn)生了造型多姿多彩，風(fēng)格各異的燈具，為照明設(shè)計提供了廣闊的發(fā)揮空間。今天的人工照明己不是單一的燈光，而是多種電器照明媒體與環(huán)境裝飾緊密結(jié)合，形成了一門電氣裝飾綜合藝術(shù)。

近年來，裝飾與藝術(shù)照明在建筑中的美化作用與日俱增，燈光不僅為人們的工作、學(xué)習(xí)和生活提供良好的視覺條件，體現(xiàn)出一定的風(fēng)格，增加建筑藝術(shù)的美感，使環(huán)境空間更加符合人們的心理和生理上的需求，從而得到美的享受和心理平衡。

現(xiàn)代建筑物不僅注重室內(nèi)空間的構(gòu)成要素，更為重視的是電氣對室內(nèi)空間環(huán)境的美學(xué)效果及由此對人們所產(chǎn)生的心理效應(yīng)。因此一切居住、娛樂、社交場所的照明設(shè)計的首要任務(wù)是藝術(shù)主題和視覺的舒適性，電光源的迅速發(fā)展，使現(xiàn)代設(shè)計不但能提供良好的光照條件，而且在此基礎(chǔ)上可利用光的表現(xiàn)力對室內(nèi)空間進行藝術(shù)加工，從而共同創(chuàng)造現(xiàn)代生活的文明。

不同的國家，不同的人們在不同的時期，由于生活習(xí)慣、經(jīng)濟文化和環(huán)境的差異，人們對照明的要求是不同的，產(chǎn)生了不同的照明設(shè)計風(fēng)格和手法。所以照明設(shè)計同時要考慮上述情況，再結(jié)合當(dāng)時的光源、燈具以及使用環(huán)境等因素考慮。

二、光

1、光的知識

光是以電磁波的形式傳播的，光源是能被人們的眼睛所感受到的電磁波，其波長范圍380ｎｍ－780ｎｍ（ｎｍ：納米，長度單位1ｎｍ＝10-9ｍ），長于 780ｎｍ的為紅外線、無線電等，短于380ｎｍ的為紫外線、X射線、宇宙射線等。可見光部分又分為解成紅光、黃光、橙光、綠光、青光、藍(lán)光、紫光等七種基本單色光。

光和其它所有的電磁輻射一樣，在真空中以每秒30萬千米的速度沿直線傳播。當(dāng)光通過某種物質(zhì)時如水或空氣，其傳播速度會減慢。光在真空中的速度和在媒質(zhì)中的速度比值稱為該媒質(zhì)的折射率，在折射率不同的兩種媒質(zhì)的界面上，入射光線產(chǎn)生折射與發(fā)射現(xiàn)象。另外光在傳播過程中還會產(chǎn)生散射，漫反射、漫透射現(xiàn)象等等。2、光的度量單位：

（1）光通量：光源單位時間內(nèi)發(fā)出的光量稱為光通量，符號為φ，單位是流明（Lｍ）。光通量與能量輻射的關(guān)系為φ＝∫780380㎞φe•入VI入•d入

式中：Km最大光譜光效能，是常數(shù)（683Lm/w）

v(入)視覺光譜的光效率函數(shù)。

Φe 入波長為入能輻射通量

以上式可以看出，光通量就是人眼對能量輻射通量的評價。

（2）光強：光源在給定方向的單位立體角中發(fā)射的光通量被定義為光源在該方向的光強度，符號為I，單位為坎德拉（cd），I=dφ/d ，光強度的單位是光度測定的基本單位

（3）照度，也叫亮度：光源在某一方向上的單位投影面在單位立體角中發(fā)射的光通量數(shù)，符號為E，E=dφ/ ds,單位為Lx（勒克斯）Ilx=1Lm/m2

（4）發(fā)光效率：指一個光源所發(fā)出來的光通量與該光源所消耗的電力功率P之比。三、色彩

1、色彩的知識：

人的視覺器官在色彩刺激作用引起大腦的心理反應(yīng)，即視覺器官受不同波長光線的物理刺激的同時產(chǎn)生色彩刺激信號并傳給大腦，大腦將其接受的色彩信號不斷地譯成色彩概念，并與儲存在大腦里的視覺經(jīng)驗結(jié)合起來，加以解釋，形成了顏色知覺。顏色分非彩色和彩色。非彩色是指白色、黑色的各種深淺不同的顏色。彩色是指黑白系列以外的各種顏色。

由于感情效果和對客觀事物的聯(lián)想，色彩對視覺的刺激產(chǎn)生了一系列的色彩知覺心理效應(yīng)。這種效應(yīng)隨著具體的時間、地點、條件（如外觀形狀、自然條件、個人愛好、生活習(xí)慣、形狀大小及環(huán)境位置等）的不同而有所不同，一般來講色彩可以產(chǎn)生溫度感、距離感、重量感、空間感、陰暗感等。2、色溫及顏色的應(yīng)用：

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（1）光源的色溫：

人們用與光源的色溫相等或相近的完全輻射體的絕對溫度來描述光源的色表（人眼直接觀察光源時所看到的顏色）又稱光源的色溫。色溫是以絕對溫度K來表示。不同的色溫會引起人們在情緒上不同的反應(yīng)，我們一般把光源的色溫分成三類：

ａ.暖色光：暖色光的色溫在3300K以下，.暖色光與白熾燈光色相近，紅光成分較多，給人以溫暖、健康、舒適的感覺，適用于家庭、住宅、宿舍、醫(yī)院、賓館等場所，或溫度比較低的地方。

ｂ.暖白光：又叫中間色，它的色溫在3300K－5300K之間。.暖白光光線柔和，使人有愉快、舒適、安祥的感覺，適用于商店、醫(yī)院、辦公室、飯店、餐廳、候車室等場所。

ｃ.冷色光：又叫日光色，它的色溫在5300K以上，光源接近自然光，有明亮的感覺，使人精力集中，適用于辦公室、會議室、教室、繪圖室、設(shè)計室、圖書館的閱覽室、展覽櫥窗等場所。

演色性：

光源對物體顏色呈現(xiàn)的程度稱為演色性，也就是顏色的逼真的程度，演色性高的光源對顏色的表現(xiàn)較好，我們所看到的顏色　也就較接近自然顏色，演色性低的光源對顏色的表現(xiàn)較差，我們所看到的顏色偏差也較大。

為何會有演色性高低之分呢?其關(guān)鍵在于該光線之分光特性，可見光之波長在380ｍｍ至780ｍｍ之范圍內(nèi)，也就是我們在光譜中見到的紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫光的范圍，如果光源所放射的光之中所含的各色光的比例與自然光相近，則我們眼睛所看到的顏色也就較為逼真。

我們一般以顯色指數(shù)為表征顯色性。標(biāo)準(zhǔn)顏色在標(biāo)準(zhǔn)光源的輻射下，顯色指數(shù)定為100。當(dāng)色標(biāo)被試驗光源照射時，顏色在視覺上的失真程度，就是這種光源的顯色指數(shù)。顯色指數(shù)越大，則失真越少，反之，失真越大，顯色指數(shù)就越小。

不同的場所對光源的顯色指數(shù)要求是不一樣的。在國際照明協(xié)會中一般把顯色指數(shù)分成五類：

類別 Ra 適用范圍

1A ＞90 美術(shù)館、博物館及印刷等行業(yè)及場所

2B 80—90 家庭、飯館、高級紡織工藝及相近行業(yè)

2 60—80 辦公室、學(xué)校、室外街道照明

3 40—60 重工業(yè)工廠、室外街道照明

4 20—40 室外道路照明及一些要求不高的地方四、光源

照明光源由于它們的發(fā)光條件不同，其光電特性各異。為了正確地選用照明光源，必須對它們的電氣特性、光電特性和適用場合有所了解。

1、光源的分類：

照明光源的分類是按照發(fā)光的形式不同進行分類的。它可分為輻射光源和氣體放電照明光源兩大類。前者是利用電流通過電絲，將其加熱到白熾狀態(tài)而發(fā)出可見光；后者是利用某些元素的原子被電子激發(fā)而產(chǎn)生輻射。2、常用照明光源的主要特性指標(biāo)：

照明光源種類 光效

(Lm/W) 顯色指數(shù)Ra 色溫

（K）

色溫 頻閃

效應(yīng) 平均壽命(h) 再點燃

時間 備注

（功率范圍）

白熾燈 6.5—20 95—99 2400－2700 暖色 無 1000 瞬時 15W—500W

鹵鎢燈 15—30 95—99 280—3300 暖色 無 2000 瞬時 20W—120W

鹵磷酸鹽熒光燈T10、T12 40—60

50—60 2700

4000

5400 暖色

中間色日光色

有

6000

1—4s

20W—120W

三基色熒

光燈T8

60—80

80 2700

4000

5400 暖色

中間色

日光色

有

10000

1—4s

18W—120W

緊湊型熒光燈 50—60 80 2700

4000

5400 暖色

中間色

日光色 無 8000

＜1s 3W—120W

低壓鈉燈 90—160 — 2000 暖色 有 20000 8-10min 18W—180W

高壓鈉燈 80—100 25 5500 冷色 有 20000 8-10min 35W—180W

高壓汞燈 40—60 30—50 4000—6500 冷色 有 10000 8-10min 50W—1000W

金鹵燈 60—80 80—95 4000—6500 冷色 有 8000 8-10min 35W—3500W3、照明光源的選擇：

電光源的選擇應(yīng)以實施綠色照明工程為基點。綠色照明工程旨在節(jié)約能源，保護環(huán)境。其具體內(nèi)容是：采用高光效、低污染的電光源，提高照明質(zhì)量，保護視力，提高勞動生產(chǎn)率和能源有效利用率，達到節(jié)約能源，減少照明費用，減少水電工程建設(shè)，減少有害物質(zhì)的排放和逸出，達到保護人類生存環(huán)境的目的。

（1）限制普通白熾燈的應(yīng)用：

普通白熾燈屬于老一代光源，光效低，壽命短，應(yīng)予限制，但不能完全取消，因為普通白熾燈沒有電磁干擾，便于調(diào)節(jié)，適合需要頻繁開關(guān)場合。對于局部照明、投光照明、信號指示以及水電豐富的山區(qū)和邊遠(yuǎn)農(nóng)村是不可缺少的光源。

（2）采用鹵鎢燈取代普通白熾燈：

鹵鎢燈和普通照明的白熾燈是同屬白熾燈類產(chǎn)品，均系電流通過燈絲白熾發(fā)光，是普通白熾燈的升級換代產(chǎn)品。鹵鎢燈光效和壽命比普通白熾燈高一倍以上，因此，在許多照明場所如商業(yè)櫥窗、展覽廳（包括一般商業(yè)產(chǎn)品、文化藝術(shù)品以及歷史文物品的展覽展示等）以及攝影照明等，要求顯色性高，高檔冷光或聚光的場合，可采用各種結(jié)構(gòu)形式不同的鹵鎢燈取代普通白熾燈，來達到節(jié)約能源，提高照明質(zhì)量的目的。

與緊湊型熒光燈相比，緊湊型鹵鎢燈的功效相對較低，壽命也相對較短。但緊湊熒光燈的缺點是發(fā)光體尺寸比同功率的石英鹵鎢燈要大得多，很難實現(xiàn)輸出光線的光學(xué)控制，因而，一般在對光束輸出有嚴(yán)格要求的情況下，采用反射式緊湊型鹵鎢燈。與緊湊型熒光燈相比，緊湊型鹵鎢燈還具有顏色好，容易實現(xiàn)調(diào)光的優(yōu)點，在沒有特定要求情況下，應(yīng)盡可能采用緊湊型熒光燈取代白熾燈。

推薦采用緊湊型熒光燈取代白熾燈：

與白熾燈相比，緊湊型熒光燈每瓦產(chǎn)生的光通量是普通照明白熾燈的五倍以上，其額定壽命是白熾燈的10倍。由于熒光粉質(zhì)量的不斷提高和改進，緊湊型熒光燈顯色指數(shù)可以達到80左右，在一般照明情況下，人們完全可以滿意接受。緊湊型熒光燈可以和鎮(zhèn)流器聯(lián)接在一起，組合成一體化燈，采用E27燈頭，與普通白熾燈直接替換，十分方便。

推薦采用φ26ｍｍ，φ16ｍｍ細(xì)管徑熒光燈：

用φ26ｍｍ，φ16ｍｍ細(xì)管徑熒光燈取代白熾燈，直管型熒光燈的光效和壽命均為普通白熾燈的6倍以上，是取代普通白熾燈的最佳燈種之一。

推薦采用金屬鹵化物燈：

金屬鹵化物燈，屬高強度氣體放電燈。由于20世紀(jì)80和90年代，我國不斷從國外引進先進的設(shè)備和技術(shù)，使這兩類燈的技術(shù)性能指標(biāo)幾乎達到或接近國外同類產(chǎn)品的水平。各種規(guī)格的高壓鈉燈和金屬鹵化物燈由于具備高光效和長壽的特點，分別廣泛用于各種環(huán)境條件室內(nèi)外照明，如機場、港口、碼頭、道路、城市街道、體育場館、大型工業(yè)車間、展覽廳、地鐵等場所。金屬鹵化物燈，是取代熒光高壓汞燈的最佳選擇。

五、燈具

燈具就是光源、燈罩及附件的總稱。在現(xiàn)代照明中，光源雖然是主要的，但燈罩的作用非常重要。燈罩起著固定和保護光源，控制并重新分配光在空間的分布，防止眩光等作用。

1、燈具的分類：

燈具的品種及其豐富，外形千變?nèi)f化，性能千差萬別，對燈具的分類方法也是多種多樣，主要有：

•按采用的電源分類：把燈具分成白熾燈具、熒光燈具、高壓氣體放電燈具等大類。

•按燈具的配光分類：把燈具分成直接照明型、全漫射照明型、全反射照明型、半間接照明型、間接照明型等五類。

•按照建筑物的安裝情況分類：把燈具分成吸頂燈、吊燈、壁燈、嵌入式燈、地腳燈、庭院燈、自動應(yīng)急照明燈、移動式燈、道路廣場燈等等。

•按燈具的使用場所來分類：有開啟型燈具、閉合型燈具、密封型燈具、防爆型燈具、安全型燈具、防震型燈具等等。2、燈具的應(yīng)用 ：

•深照型燈具和特深照型燈具，由于它們的光線集中，適應(yīng)于高大廠房或要求工作而有高照度的場所。這種燈配鏡面反射罩，并以大規(guī)律高壓鈉燈，金屬鹵化物燈，高壓汞燈作光源，能將光線控制在狹隘的范圍內(nèi)，獲得很高的軸線光強，在這種燈具照射下，水平照度高，陰影很濃。

•石英燈也叫射燈，是一種輕型的投光燈燈具，主要用于重點照明，因此多數(shù)是窄光束配光，并且能自由轉(zhuǎn)動，隨意選擇方向，射燈裝在內(nèi)設(shè)電源線的導(dǎo)軌，燈具可以沿軌道滑動，則靈活性更大，非常適合商店，展覽館的陳列照明。

•筒燈一般是嵌入式燈具，將燈具嵌入在吊頂內(nèi)，這種安裝不會打破吊頂?shù)难b飾效果，而且它有較好的下射配光，能形成各式各樣的光分布，并且具有很好的防眩光效果，能創(chuàng)造靜幽雅的環(huán)境氣氛，一般用在酒樓、賓館、家庭的客廳等處。

•熒光燈支架是一種均勻配光型直接照明燈具，它能產(chǎn)生均勻照明的效果，不容易產(chǎn)生陰影，熒光燈支架具有敞開式的，熒光燈光效高，但有眩光，對保護視力不利。配棱晶罩燈具光效有所下降，但幾乎沒有眩光。熒光燈光效高，因此廣泛地用于商店、圖書館、學(xué)校、辦公樓、銀行等處作一般照明，如果將熒光燈管組成一定的幾何圖案（如正方形、菱形、正三角形、正五邊形等）安裝在大廳里（營業(yè)廳、侯車廳等），會產(chǎn)生良好的藝術(shù)照明效果。

•格柵燈盤，也是一種熒光燈燈具，與熒光燈支架不同的是它采用了高效反光罩，把光線控制在一定的范圍內(nèi)，提高了光的利用率，同時設(shè)遮光格柵來遮蔽光源，減少燈具的直接眩光，格柵燈具有嵌入式和吸頂式二種安裝方式，它主要用在辦公室，圖書館、商店等處用作一般照明。3、燈具的名詞解釋

◎燈具效率：

燈具效率是指在規(guī)定的條件下測得燈具所發(fā)射的光通量值與燈具內(nèi)所有光源發(fā)出的光通量測定值之和的比值。

◎1/2照度角

將燈軸垂直，燈下水平面上某點，如其水平照度為燈軸直下方照度的1/2時，此點和光中心連線與燈軸線所形成的夾角稱1/2照度角。

○燈具的布置距離比入

同一類型燈具的兩個相鄰燈之間的距離為L，燈的安裝高度為H，則距離為入=L/H。

○嵌入式燈具：完全式部分嵌入安裝表面的燈具。

○普通燈具：對帶電部件提供保護，但沒有特殊的防塵防固體異物和防水等級的燈具。

4、燈具的選擇：

在照明設(shè)計中，燈具的選擇應(yīng)考慮的主要因素有：

○配光要求，燈具表面亮度，顯色性能，眩光度。

○環(huán)境條件，使用環(huán)境時防護式要求。

○協(xié)調(diào)性，燈具的外型是否與建筑物和室內(nèi)裝飾協(xié)調(diào)。

○經(jīng)濟性，如燈具效率，電功率消耗，投資運作費，節(jié)能效果等。

按配光特性選擇燈具：

◎一般生活用房和公共建筑物內(nèi)采用直接型，均勻散型燈具或熒光燈（露的或帶罩的），使頂部和墻壁均有一定的亮度，整個室內(nèi)空間分布均勻。

◎當(dāng)要求垂直照度時，可采用傾斜安裝的燈具，或選用不對稱配光的燈具，如教室黑板照明等。

◎大廳、門廳、會議堂、禮堂、賓館等處的照明，除滿足照明功能外，還應(yīng)考慮照明燈具的裝飾藝術(shù)效果，對于家庭的客廳、臥室等，隨著人們生活水平的不斷提高，也應(yīng)作以上考慮。

◎生產(chǎn)廠房采用直接型燈具較多，使光通全部投射到下方面的工作面上，若工作位置集中或燈具懸掛高度較高時，宜采用深照型燈具。一般生產(chǎn)采用深照型燈具。

◎特殊用房，應(yīng)根據(jù)需要選用專用燈具，如舞廳、舞臺、手術(shù)室、攝影棚等。5、配光

光強在空間的分布是燈具的重要特性，通常用曲線來表示，所以又叫配光曲線，配光曲線一般有三種表示方法：一是極坐標(biāo)法，二是直角坐標(biāo)法，三是等光強曲線。

A、極坐標(biāo)配光曲線：

在通過光源中心的測光平面上，測出燈具在不同角度的光強值。從某一方向起，以角度為函數(shù)，將各角度的光強用矢量標(biāo)注出來，連接矢量頂端的連接就是照相館明燈具極坐標(biāo)配光曲線。如果燈具是有旋轉(zhuǎn)對稱軸，則只需用通過軸線的一個測光面上的光強分布曲線就能說明其光強在空間的分布，如果燈具在空間的光分布是不對稱的，則需要若干測光平面的光強分布曲線才能說明其光強的空間分布狀況。

B、標(biāo)配光曲線：

對于聚光型燈具，由于光束集中在十分狹小的空間立體角內(nèi)，很難用極坐標(biāo)來表達其光強度的空間分布狀況，就采用直角從配光曲線表示法，以橫軸表示光強圖I，以橫軸表示光束的投角，如果是具有對稱旋轉(zhuǎn)軸的燈具則只需一條配光曲線來表示，如果是不對稱燈具則需多條配光曲線表示。

C、光強曲線圖：

將光強相等的矢量頂端連接起來的曲線稱為等光強曲線，將相鄰等到光強曲線的值按一定比例排列，畫出一系列的等光強曲線所組成的圖稱為等到光強圖，常用的圖有圓形網(wǎng)圖，矩形網(wǎng)圖與正弧網(wǎng)圖。由于矩形網(wǎng)圖既能說明燈具的光強分布，又能說明光量的區(qū)域分布，所以目前投光燈具采用的等光強曲線圖都是矩形網(wǎng)圖，這里我們將不作介紹。6、照明質(zhì)量

A、眩光：

視野內(nèi)有亮度極亮的物體或強烈的亮度對比，則可引起不舒適或造成視覺降低的現(xiàn)象，稱為眩光。眩光可分失能眩光與不舒適光，凡是降低人眼視力的眩光，凡使人產(chǎn)生不快之感稱為不舒適眩光。眩光是影響照明質(zhì)量的重要因素之一。

眩光產(chǎn)生的原因：

◎由于高亮度的刺激。使瞳孔縮小。

◎由于角膜式晶體等眼內(nèi)組織產(chǎn)生散射，在眼內(nèi)形成光幕；

◎由于視網(wǎng)膜受高亮度的刺激，使適應(yīng)狀態(tài)破壞

燈具產(chǎn)生眩光的主要因素：

◎光源的亮度（亮度越高，眩光越顯著）

◎光源的位置（越接近視線，眩光越顯著）

◎光源外觀大小與數(shù)量（表面積越大，光源數(shù)目越多，眩光越顯著）

◎周圍的環(huán)境（環(huán)境亮度越暗，眼睛的適應(yīng)亮度很低，眩光也就顯著）  1、控制不舒適眩光：

在教育、辦公室、體育館處，必須嚴(yán)格控制眩光，否則會明顯地影響人們的學(xué)習(xí)，工作及觀賞活動。因此控制不舒適眩光很重要，控制不舒適眩光有以下辦法：

接限制光源的亮度或采用透光的材料減弱眩光。

◎用燈具的保護角度控制眩光。

◎控制照明照度的穩(wěn)定性。

◎控制照明對象和鄰近表面的亮度的比值。

◎消除光源的頻閃效果。

◎照度：作為基本決定因數(shù)，一個適當(dāng)平面上的某個區(qū)域上的平均照度，是作為估計視覺作業(yè)實施所需求光量的常用定量標(biāo)準(zhǔn)。

由于不同的國家，地區(qū)、由于受經(jīng)濟等各種條件的影響，即使是同樣的環(huán)境其照度的量是不相同的，同時不同的地點、環(huán)境、由于所從事的工作或人的不同照度的量也是不同的，我們介紹一些跟我們工作生活有關(guān)聯(lián)的地方一些照度的要求（詳見第一節(jié)《基本概念》第三條《推薦照度范圍》）。

◎照度的分布與亮度分布的要求：

照度的分布與亮度分布主要包括三個方面：

1）工作面上的照度分布要求均勻。為使工作面照度處于比較均勻的狀態(tài)，要求做到

◎局部照度與一般分布要求均勻。工作面上一般照明值宜為照明值的1/3—1/5，且不宜低于50Lx（CIE要求，局部工作面的照明最好不大于平均值的25%）。

◎一般照明中的最小照度與平均照度之比規(guī)定在0.7以上。

◎各表面要有適當(dāng)?shù)牧炼确植寂c照明分布。

要創(chuàng)造一個良好的使人感到舒適的照明環(huán)境，就需要亮度分布合理和室內(nèi)各個面的反射比選擇適當(dāng)，照度的分配也應(yīng)與之相配。由于人的視線不是固定的，經(jīng)常由此及彼，如果室內(nèi)亮度分布變化過大，就會引起視覺器官的疲勞和不快感。但是，在以氣氛照明為主的環(huán)境，有時卻需要用變化亮度的方法來改變室內(nèi)單調(diào)的氣氛，如會議室照度與周圍與相差很大，反而會形成中心感的效果等等。

◎面的亮度。

高亮度的發(fā)光面會引起眩光，造成人們的不舒適感，但是高亮度光源又會給人們的心情帶來刺激。在照明中采用較多的透明燈泡，會給人帶來輝煌的陶醉感，產(chǎn)生興奮與激情。因此要根據(jù)不同的場合確定發(fā)光面亮度。

辦公室 車間

工作對象與其相鄰的周圍之間（如書或機器與周圍之間） 3：1 3：1

工作對象與其離開較遠(yuǎn)之間（如書與地面、機器與墻面之間） 5：1 10：1

燈具或窗與其附近周圍之間  20：1

在視野中的任何位置  40：1亮度對比最大值（美國IES）反射率推薦值  反射率推薦值

頂棚 80%—90% 機器設(shè)備、工作桌（臺） 25%—45%

墻壁（平均值） 40%—60% 地面 20%—40%

室內(nèi)反射推薦值（美國IES）表面名稱 反射比 照度比 表面名稱 反射比 照度比

頂棚 0.7—0.8 0.25—0.9 地面 0.2—0.4 0.7—1.0

墻面隔斷 0.5—0.7 0.4—0.8  

工作房間表面反射比與照度比

六、照明設(shè)計

照明設(shè)計的程序：建筑照明設(shè)計的程序一般分成九個步驟：

1、 明確照明實施的用途與目的

照明設(shè)計必須首先確定建筑物的用途，是辦公室，會堂、教室、餐廳還是舞廳，如果是多功能房間，更要把各種用途列出，以便確定滿足要求的照明設(shè)備。這一點是建筑照明設(shè)計的基礎(chǔ)。2、 光環(huán)境構(gòu)思及光通量分布的初步確定

在明確照明目的的基礎(chǔ)上，確定光環(huán)境及光通量的分布。如舞廳、要有刺激興奮的氣氛，要采用變幻的光，閃耀的照明：如教室，要有寧靜舒適的氣氛，要做到均勻的照度和合理的亮度，不能有眩光。3、 照度、亮度的確定

（1） 照明方式的分類，照明方式主要有四種：

※一般照明：指室內(nèi)基本一致的照明，多采用于辦公室場所，一般照明的優(yōu)點是：a、即使室內(nèi)工作布置變化，也無需變更燈具的種類與布置。b、照明設(shè)備的種類較少。C、均勻的光環(huán)境。

※分區(qū)的一般照明，是將工作對象和工作場所按功能來布置照明方式。而且，用這種照明設(shè)備，也兼作房間的一般照明。

※局部照明。在小范圍內(nèi)，對各種對象采用個別的照明的方式，需有靈活性，局部照明的優(yōu)點是：

◎按要求的條件，對每個必要的對象進行照明，易于控制。

◎通過對某一對象特別高度較低，有效的突出對象。

◎節(jié)約能源

◎燈具安裝高度較低，維護方便。

為了使眼睛適應(yīng)亮度的過度變化，應(yīng)同時采用至少為局部照明照度值20%以上的一般照明。

◎上述各方式并用。

（2） 照明方式的選擇

通常，對整個房間總是采用一般照明方式，而對工作面或需要突出的物品采用局部照明，例如辦公室往往用熒光燈具作一般照明，而在辦公室桌上布置臺燈作局部照明，又如展覽中整個大廳是一般照明，而對展品用射燈做局部照明，因此房間用途與室內(nèi)布置就確定了，照明方式也隨之確定了。4、光源的選擇

各種光源的效率，光色，顯色性及特性等方面各有所長，可用在不同的建筑照明，詳見光源部分。5、燈具的選擇

在照明設(shè)計中選擇燈具時，應(yīng)綜合考慮以下幾點

 燈具的光度特性（燈具效率、配光、利用系數(shù)、表面亮度、眩光等）

 經(jīng)濟性（價格光通比，電消耗、維護費用等）

 燈具的使用環(huán)境條件（是否要防爆、防潮、防震等）

 燈具的外形與建筑物是否協(xié)調(diào)等。

以下對燈具光特性與經(jīng)濟性的選擇作些說明：

（1） 燈具的光特性選擇

◎在層高較低的工業(yè)與民用公共建筑中，如工廠實驗、辦公室、商場、各種文化設(shè)施內(nèi)的休息廳和接待室等），房間的墻面與吊頂均要求一定高度，要求房間有較高的反射系數(shù)，并需要一部分光直接射到頂棚和墻上，此時以采用半直接照明型或間接型配光的燈具為宜。照明器上半球光通輻射一般不應(yīng)小于15%（如乳白罩燈具或散射型燈具），并應(yīng)避免采用特狹照明型直射燈具。

◎在高大廠房（6M以上），宜采用深照明型燈具，但對有垂直照度要求的場所不宜采用高度集中配光的燈具，而應(yīng)考慮有一部分光能照到墻上和設(shè)備的垂直面上。

◎建筑物室內(nèi)要求減少陰影時，可采用廣照型配光燈具，使工作點能受到來自各個方向燈具光線的照射。如果對消除陰影要求十分嚴(yán)格，則最好采用發(fā)光平面（如發(fā)光頂棚），它的特點是照度高，且均勻，對消除陰影比較理想。

◎帶有格柵的嵌入式燈具布置成的發(fā)光帶，一般多用于長而大的辦公室或大廳，光帶的優(yōu)點是光柔和、沒有眩光，缺點是頂棚較暗，特別是光帶間距大時，就更為突出。

◎為了防止眩光，應(yīng)選用帶保護角或帶有漫射玻璃的燈具。

經(jīng)濟的考慮：

◎考慮照明的經(jīng)濟性時，要作全面比較，主要考慮初投資，耗電費及年維修費。

◎如果進行全面的經(jīng)濟比較十分復(fù)雜，難以進行，則以在獲得同一照度值情況下消耗功率最小的照明方案作為最經(jīng)濟的方案。6、室內(nèi)布燈數(shù)的確定

根據(jù)已選擇燈具及房間大小，照度等因數(shù)可以計算室內(nèi)布燈數(shù)，計算公式及方法下面會講。7、燈具的布置

照明方式有一般照明，分區(qū)的一般照明，局部照明及混合照明，布燈的方法也隨著照明方式面異。

①一般照明的布燈方法。

◎理確定燈與燈的距離，燈與墻的距離

◎合理確定布燈的圖案。

非均勻照度的布燈法。有些場所（如客廳、宴會廳、商場等）的一般照明并不強調(diào)照度均勻，而是在保證足夠的照度前提下強調(diào)照明的氣氛，著重考慮裝飾美與體現(xiàn)環(huán)境特點，這種非均勻照明方案的布燈，主要有兩種方案。

◎中心照明方案：中心照明方案用在客廳，宴會廳等處，在廳堂中心裝設(shè)大型花吊燈，充分體現(xiàn)出豪華歡快的氣氛。

◎分區(qū)照明方案：分區(qū)照明方案多用在商場，商場面積大，用均勻照明會明顯得呆板與一般化，不能刺激顧客的購買欲望，而分區(qū)照明就能吸引顧客，突出商品。一般將商場分成若干個商品區(qū)，對各商品區(qū)的照明可視商品的特性而異，可采用光色不同的光源，襯托出不同商品的特色，產(chǎn)生良好的效果。

②局部照明的布燈法：

局部照明方式目的是為了照亮某個局部（如辦公桌、展品、工作臺等，一般采用裝設(shè)工作臺與小型射燈來達到目的，對一些面積稍大的局部照明采用熒光燈或投射式吊燈）。

7、對照明設(shè)計結(jié)果的檢驗

如果對照明設(shè)計檢驗結(jié)果而修正，則要在重新選擇光源與燈具之后再計算。七、照度的計算

1、 照度計算的目的

照度計算的目的是根據(jù)所需要的照度值及其它已知條件（照明器具形式及布置，房間各個面的反射條件及污染情況等）來決定燈泡的容量或燈數(shù)量?；蛟谡彰髌骶咝问?，布置光源的數(shù)量都已確定的情況下，計算某點照度值。

在計算水平照度時，如無特殊情況要求，通常采用0.8M的工作平面作為計算平面。2、 照度計算的基本方法的特點及適用范圍方法名稱 特點 適用范圍

利用系數(shù)法 用利用系數(shù)計算 此法考慮了直射光及反射光兩部分所產(chǎn)生的照度計算結(jié)果為光平面上的平均照度計算室內(nèi)面上的平均照度，特別適用于反射條件

好的房間。

   一般生產(chǎn)及生活用房的燈數(shù)概略計算

查概算曲線 

逐點計算法 平方反比法 此法只考慮直射光產(chǎn)生的照度，可以計算墻面上某一點直射照度采用直射照明器的場所，可直接求得水平面照度，也可能求上系數(shù)求得墻面上的照度

等照度曲線法  使用線光源的場所，求算任意面上一點的照度

方位系數(shù)法 

   使用線光源的場所，求算任意面上一點的照度3、 維護系數(shù)：環(huán)境特征分類 維護系數(shù) 燈具擦洗次數(shù)（次/年）

白熾燈高壓鈉熒光燈日光燈等 鹵鎢燈

清潔 很少有塵埃、煙、煙灰及蒸汽（如辦公室、閱覽室、儀表車間等） 0.75（0.8） 0.8（0.85） 2

一般 有少量塵埃、煙、煙灰及蒸汽（如商店營業(yè)廳，劇場觀眾廳，機加工車間） 0.7（0.75） 0.75（0.8） 3

污染嚴(yán)重 有大量粉塵、煙、煙灰及蒸汽（如鑄工、鍛工、車間、廚房等） 0.6（0.65） 0.65（0.7） 3

室外 露天廣場、道路 0. 7 0.75 34、 利用系數(shù)計算照度：

不管采用何種計算法只能做到基本準(zhǔn)確，因各種參數(shù)可能不精確，計算結(jié)果有10%的誤差是允許的。

計算公式 E．A

N=

ф．U．K式中N—所需燈具個數(shù)

E—所需的平均照度

U—燈具的系數(shù)

A—房間的平面面積。

K—維護系數(shù)

1） 利用系數(shù)U

2）由于燈具射出的光，部分直接射到工作面，部分經(jīng)頂棚、墻壁、地面的多次反射落到工作面上，還有部分為燈具材料及墻壁，家具、地板等呼吸、部分反射到窗外，其中一個燈具直射和反射到工作面上料反射系數(shù)，燈具光強分布有關(guān)，每個燈具都有本身的利用系數(shù)表。

A、室內(nèi)空間的分隔與空間的比值：

我們將布燈的房間相應(yīng)地分成三個空間：頂房間、室空間和地面空間

室空比

RCR= 5H（L+W）

  LW

頂空比

CCR= 5He (L+W)

     LW地空比

FCR= 5Hf(L+W)

    LW式中： L—房間的長度，m

   He頂棚空間的高度

   H—室空間的高度，即計算高度

   W—房間寬度M

  Hf—地面空間高度（工作面的高度），MB、墻面的平均反光系數(shù)ρW：由于墻壁上有玻璃或其他裝飾物，他們的反光系數(shù)與墻面的反射系數(shù)不同，因此整個墻面的平均反射系數(shù)，可按下式計算。

         Ρw1（AW﹣AO）+PpAP

Ρw=

           AWΡw1—的反射系數(shù)

Pρ—玻璃的反射系數(shù)

Aw整個墻的面積M2

Ap_玻璃窗的面積M2C、求室內(nèi)布燈數(shù)的計算步驟：已知被照面積，所采用的照明器及照度值要求值，求布燈數(shù)

◎求房間各面的反射；

◎求室內(nèi)比RCR

◎查燈具的利用系數(shù)表，，取得利用系數(shù)值。如果得出得數(shù)值在表中兩個數(shù)值之間，就用內(nèi)推法計算。

◎求室內(nèi)布燈數(shù)。

實例：

某室的尺寸為長×寬×高=20m×50m×8m。頂棚的反射比pc=50%，墻上開窗面積比R=0.2。地面板反射比PFC=2%，采用150W金屬鹵化物燈寬光束板面照明燈具，照明器光源的光通量為108091m,燈具效率為72.9%，維護系數(shù)為0.7，現(xiàn)要求室內(nèi)（地面）平均照度為100Lx，試求室內(nèi)布燈數(shù)。

解：

1）求室內(nèi)間比RCR。

RCR= 5Hac(L+W)  = 5×8×(20+50) =2.8

L．W 20×502）利用系數(shù)表：

由于沒有2.8（RCR）但有RCR=2 RCR=3 我們就采用內(nèi)插法：

當(dāng)RCR=2時，由于墻面的反射比0.418，在0.3與0.5之間，又要用內(nèi)插法，

墻面反射比0.3時UI=0.49

墻面反射比0.3時UI=0.49

則 0.418－0.3

0.49+（0.55－0.49）× = 0.5254

0.5－0.3由于RCR=2.8介于2與3之間，所以再用內(nèi)插法。

2.8－2 0.541

U=0.6036+（0.5254－0.6036）× =

3－2 13） 求布燈數(shù)E．A  100×20×50

N= = 

Φ．U．K 10809×0541×0.7=24.43=25（個）需布燈25個。內(nèi)插法公式：

假設(shè)有一個表格他們的關(guān)系對應(yīng)式是H與⊙，如果在表中沒有⊙，⊙處在⊙1與⊙2之間，則先根據(jù)H值查出⊙1與⊙2的對應(yīng)值X與Y再用內(nèi)插法求出⊙對應(yīng)的Z，則Z=X+（Y－X）． ⊙－⊙1

⊙2－⊙1