建筑照明.ppt
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1、l电灯发展经历了两个时期:电灯发展经历了两个时期:l第一个时期第一个时期,从,从18791879年到本世纪三十年代末的前五十年,年到本世纪三十年代末的前五十年,这是白炽灯发明、改进和成熟的时代;这是白炽灯发明、改进和成熟的时代;l第二个时期,三十年代末开始的是开发气体放电灯的时第二个时期,三十年代末开始的是开发气体放电灯的时代,代,荧光灯的普及应用,是低压气体放电灯的时代;六荧光灯的普及应用,是低压气体放电灯的时代;六十年代中期发明金属卤化物和高压钠灯为开端,由此进十年代中期发明金属卤化物和高压钠灯为开端,由此进入了高压气体放电灯的照明时代。入了高压气体放电灯的照明时代。l现代人工光环境的设计
2、理论和应用技术是在电灯发展的现代人工光环境的设计理论和应用技术是在电灯发展的第二个时期,高光效、多品种的气体放电灯问世以后才第二个时期,高光效、多品种的气体放电灯问世以后才逐渐形成和完善的。逐渐形成和完善的。15-1 电光源电光源一、热辐射光源一、热辐射光源 (一)普通白炽灯(一)普通白炽灯 (二)卤钨灯(二)卤钨灯 (三)反射型白炽灯(三)反射型白炽灯 二、气体放电光源二、气体放电光源 (一)荧光灯(一)荧光灯 (二)高压汞灯(二)高压汞灯 (三)金属卤化物灯(三)金属卤化物灯 (四)高压钠灯(四)高压钠灯 三、灯具三、灯具 (一)灯具的光特性(一)灯具的光特性 (二)灯具分类(二)灯具分类
3、l从照明应用角度对灯的性能要求:从照明应用角度对灯的性能要求:高光效高光效用少量的电获得更多的光;用少量的电获得更多的光;长寿命长寿命耐用,光通衰减小;耐用,光通衰减小;光色好光色好有适宜的色温和优良的显色性能;有适宜的色温和优良的显色性能;能直接在标准电源上使用;能直接在标准电源上使用;接通电源后立即燃亮;接通电源后立即燃亮;形状小巧,结构紧凑,便于控光。形状小巧,结构紧凑,便于控光。电光源的主要性能指标:电光源的主要性能指标:光通量:表征灯的发光能力,以流明值表示。光通量:表征灯的发光能力,以流明值表示。光效:灯发出的光通量与它消耗的电功率之比。光效:灯发出的光通量与它消耗的电功率之比。寿
4、命:有效寿命和平均寿命。寿命:有效寿命和平均寿命。平均亮度:灯的发光体的平均亮度,以平均亮度:灯的发光体的平均亮度,以 表表示。示。灯的色表:指灯光颜色给人的直观感受,以色温或相灯的色表:指灯光颜色给人的直观感受,以色温或相 关色温为数量指标。关色温为数量指标。显色指数:显色性能的定量指标。显色指数:显色性能的定量指标。灯的灯的起燃与再起燃时间。起燃与再起燃时间。电特性:电源电压波动对灯的其它参数的影响。电特性:电源电压波动对灯的其它参数的影响。这些特性是评判灯的质量与确定灯的合理使用范围这些特性是评判灯的质量与确定灯的合理使用范围的依据。的依据。一、热辐射光源(白炽灯)一、热辐射光源(白炽灯
5、):l热辐射光源发出的光是电流通过灯丝,将灯丝加热热辐射光源发出的光是电流通过灯丝,将灯丝加热到高温而产生的。到高温而产生的。(一)普通白炽灯:(一)普通白炽灯:(一)普通白炽灯:(一)普通白炽灯:l组成:灯丝,外玻壳,充组成:灯丝,外玻壳,充入气体与灯头灯部分。如入气体与灯头灯部分。如图图15-115-1。l灯丝特点:现代白炽灯灯灯丝特点:现代白炽灯灯丝用熔点高(丝用熔点高()蒸发速度较慢的钨制造。)蒸发速度较慢的钨制造。l平均光效:只有平均光效:只有 左右;平均寿命:约为左右;平均寿命:约为10001000小小时;通电即亮,显色性好,便时;通电即亮,显色性好,便于控光,价格便宜。于控光,价
6、格便宜。l电源电压的变化对白炽灯的工电源电压的变化对白炽灯的工作性能有比较显著的影响,二作性能有比较显著的影响,二者关系如图者关系如图15-215-2。(二)卤钨灯(二)卤钨灯l将卤素元素(碘或溴)填入,它能和游离的钨合成气将卤素元素(碘或溴)填入,它能和游离的钨合成气态碘化钨或溴化钨,它们靠近高温的钨丝时分解,钨态碘化钨或溴化钨,它们靠近高温的钨丝时分解,钨附着在钨丝上。如此循环,消除了灯泡黑化,延长寿附着在钨丝上。如此循环,消除了灯泡黑化,延长寿命,光效提高到命,光效提高到2020lm/Wlm/W以上。以上。l卤钨灯管壁由耐高温的石英玻璃制造,使用时必须水卤钨灯管壁由耐高温的石英玻璃制造,
7、使用时必须水平放置平放置l特点:在玻壳内表面有一层金属反射镀膜,使灯光射向特点:在玻壳内表面有一层金属反射镀膜,使灯光射向预定的方向。这种反射器一般不会受到任何损伤、腐蚀预定的方向。这种反射器一般不会受到任何损伤、腐蚀或污染,因此使灯能保持高光输出。同时还可简化灯具或污染,因此使灯能保持高光输出。同时还可简化灯具设计。设计。(三)反射型白炽灯:(三)反射型白炽灯:(三)反射型白炽灯:(三)反射型白炽灯:l椭球形的反射面代替抛物面的改进。如图椭球形的反射面代替抛物面的改进。如图15-515-5。l灯管两电极加上电压后产生气体放电,放电产生紫外灯管两电极加上电压后产生气体放电,放电产生紫外线,紫外
8、线激发管壁上的荧光粉发出可见光。线,紫外线激发管壁上的荧光粉发出可见光。l直管型荧光灯的构造(如图)。直管型荧光灯的构造(如图)。二、气体放电光源二、气体放电光源(一)荧光灯:(一)荧光灯:(一)荧光灯:(一)荧光灯:l气体放电灯没有灯丝,它是借助两极之间气体激发气体放电灯没有灯丝,它是借助两极之间气体激发而发光,称为冷光源。而发光,称为冷光源。l荧光粉的成分决定灯的光效和颜色。目前,我国规定的荧荧光粉的成分决定灯的光效和颜色。目前,我国规定的荧光灯颜色仅有日光色光灯颜色仅有日光色(95009500K K)、)、冷白色(冷白色(43004300K K)、)、暖白暖白色(色(29002900K
9、K)三种。平均光效三种。平均光效6060lm/wlm/w,寿命寿命50005000小时,显小时,显色指数色指数90%90%以下(与光效矛盾)。以下(与光效矛盾)。l三基色窄带荧光灯:光效三基色窄带荧光灯:光效9090,显色指数,显色指数85%85%以上。橙红以上。橙红(611611nmnm)、)、绿(绿(543543nmnm)、)、蓝(蓝(450450nmnm),),窄带谱荧光粉。窄带谱荧光粉。l其它形状荧光灯如图。其它形状荧光灯如图。l荧光灯线路如图。荧光灯线路如图。l荧光灯的性能参数受电压变化的影响较小,但它的光荧光灯的性能参数受电压变化的影响较小,但它的光效值随环境温度的变动而波动;另外
10、开关次数对灯的效值随环境温度的变动而波动;另外开关次数对灯的使用寿命(一般使用寿命(一般5000小时)也有较大影响。小时)也有较大影响。l节能的小型荧光灯节能的小型荧光灯(紧凑型荧光灯)(紧凑型荧光灯)如图如图SL灯和灯和PL灯,灯,其性能见表。其性能见表。l结构如图。结构如图。l特点:发光呈蓝白色,特点:发光呈蓝白色,包括黄、绿、蓝色线包括黄、绿、蓝色线 状光谱辐射,但缺乏状光谱辐射,但缺乏 红色,所以一般照明用的高压汞灯均在外玻壳内壁红色,所以一般照明用的高压汞灯均在外玻壳内壁涂荧光粉以补充红色,改善灯的显色性。功率范围涂荧光粉以补充红色,改善灯的显色性。功率范围在在 之间,光效约之间,光
11、效约 ,寿命为,寿命为 。(二)高压汞灯:(二)高压汞灯:(二)高压汞灯:(二)高压汞灯:l结构类似于高压汞灯,只是在放电管内又添加了结构类似于高压汞灯,只是在放电管内又添加了金属碘化物。金属卤化物灯与汞灯相比,不但提金属碘化物。金属卤化物灯与汞灯相比,不但提高了光效,显色性也有很大改进。高了光效,显色性也有很大改进。(三)金属卤化物灯:(三)金属卤化物灯:(三)金属卤化物灯:(三)金属卤化物灯:(四)高压钠灯:(四)高压钠灯:(四)高压钠灯:(四)高压钠灯:l结构如图。结构如图。l是目前一般照明应用是目前一般照明应用的电光源中光效最高的电光源中光效最高()、寿命最长()、寿命最长()的灯。的
12、灯。三、灯具:三、灯具:l灯具:光源、灯罩及附件的总称。灯具:光源、灯罩及附件的总称。l分装饰灯具和功能灯具。分装饰灯具和功能灯具。(一)灯具的光特性:(一)灯具的光特性:(一)灯具的光特性:(一)灯具的光特性:l配光曲线:其上的每一点表示灯具在该方向上的配光曲线:其上的每一点表示灯具在该方向上的发光强度。因此,知道灯具对计算点的投光角发光强度。因此,知道灯具对计算点的投光角 ,就可查到相应的发光强度,就可查到相应的发光强度 ,利用公式可,利用公式可求出点光源在计算点上形成的照度。求出点光源在计算点上形成的照度。如图。如图。1.1.配光曲线和空间等照度曲线配光曲线和空间等照度曲线l空间等照度曲
13、线:(如图)只要知道灯的计算高度空间等照度曲线:(如图)只要知道灯的计算高度 和计算点力灯具的水平距离和计算点力灯具的水平距离 ,就可查出照度,就可查出照度 。2.2.消除眩光消除眩光l保护角保护角 :指灯罩边和发光体边沿的连线与水平:指灯罩边和发光体边沿的连线与水平面所成的夹角,如图。计算公式面所成的夹角,如图。计算公式l保护角光源亮度超过保护角光源亮度超过 时,人眼就不能忍时,人眼就不能忍受。受。l灯具效率灯具效率 :灯具发出的光通:灯具发出的光通 与光源光与光源光通通 之比,即之比,即l 取决于灯罩开口的大小和灯具材料的反光、投取决于灯罩开口的大小和灯具材料的反光、投管系数。一般由实验得
14、。管系数。一般由实验得。3.3.灯具效率灯具效率l灯具通常按总光通在空间的上半球和下半球的分配比灯具通常按总光通在空间的上半球和下半球的分配比例分类的。一般可以分为直接、半直接、均匀漫射、例分类的。一般可以分为直接、半直接、均匀漫射、半间接、间接等五种类型。各类灯具的光通分布见表。半间接、间接等五种类型。各类灯具的光通分布见表。(二)灯具分类:(二)灯具分类:(二)灯具分类:(二)灯具分类:l特点:灯具利用率最高,有特点:灯具利用率最高,有 以上的光通向下照以上的光通向下照射。射。l直接型灯具的光强分布大体可以分为三类:窄配光、直接型灯具的光强分布大体可以分为三类:窄配光、中配光和宽配光,如图
15、示。中配光和宽配光,如图示。1.1.直接型灯具直接型灯具2.2.半直接型灯具半直接型灯具l特点:可在灯具上方发出少量的光线照亮顶棚,减小特点:可在灯具上方发出少量的光线照亮顶棚,减小灯具与顶棚间的强烈对比,使环境亮度分布更加舒适。灯具与顶棚间的强烈对比,使环境亮度分布更加舒适。l特点:将光线均匀地投向四面八方,对工作面而言,特点:将光线均匀地投向四面八方,对工作面而言,光通利用率较低。光通利用率较低。l直接直接-间接型灯具:将一对直接型一间接型地灯组合在间接型灯具:将一对直接型一间接型地灯组合在一起,或者用不透光材料遮一起,或者用不透光材料遮 住灯泡,而上下均敞口透光,住灯泡,而上下均敞口透光
16、,其输出光通分配也近于上下其输出光通分配也近于上下 各半。各半。3.3.均匀漫射型灯具均匀漫射型灯具l特点:大部分灯光投向顶棚和上部墙面,增加了室内特点:大部分灯光投向顶棚和上部墙面,增加了室内地的间接光,使光线更柔和宜人。地的间接光,使光线更柔和宜人。4.4.半间接型灯具半间接型灯具5.5.间接型灯具间接型灯具l特点:将灯光全部投向顶棚,使顶棚成为二次光源。特点:将灯光全部投向顶棚,使顶棚成为二次光源。室内光线扩散性极好,几乎没有阴影和光幕反射,也室内光线扩散性极好,几乎没有阴影和光幕反射,也不会产生直接眩光。如图。不会产生直接眩光。如图。15-2 室内工作照明室内工作照明一、照明方式选择一
17、、照明方式选择 (一)一般照明、(一)一般照明、(二)局部照明、(二)局部照明、(三)混合照明(三)混合照明 二、照明标准及照度值的选择二、照明标准及照度值的选择 (一)照明数量、(一)照明数量、(二)照明质量(二)照明质量 三、光源和灯具的选择三、光源和灯具的选择 (一)光源的选择、(一)光源的选择、(二)灯具的选择、(二)灯具的选择、(三)灯具的布置(三)灯具的布置 l工作照明可分为两类:工作照明可分为两类:一类是以满足视觉工作要求为主的室内工作照明,一类是以满足视觉工作要求为主的室内工作照明,如工厂车间、学校等场所的照明,它主要是从功能如工厂车间、学校等场所的照明,它主要是从功能方面考虑
18、;方面考虑;另一类是以室内艺术环境观感为主的照明,如大型另一类是以室内艺术环境观感为主的照明,如大型门厅、休息厅等处的照明,这类照明除满足照明功门厅、休息厅等处的照明,这类照明除满足照明功能外,还要强调艺术效果,以提供舒适的休息、娱能外,还要强调艺术效果,以提供舒适的休息、娱乐场所。乐场所。一、照明方式选择一、照明方式选择(一)一般照明:(一)一般照明:(一)一般照明:(一)一般照明:l一般照明:是在工作场所内不考虑特殊的局部需一般照明:是在工作场所内不考虑特殊的局部需要,为照亮整体被照面而设置的照明装置。如图。要,为照亮整体被照面而设置的照明装置。如图。l这种照明方式适合于对光这种照明方式适
19、合于对光 的投射方向没有特殊要求,的投射方向没有特殊要求,在工作面内没有特别需要在工作面内没有特别需要 提高视度的工作点和工作提高视度的工作点和工作 点很密或不固定的场所。点很密或不固定的场所。(二)局部照明:(二)局部照明:(二)局部照明:(二)局部照明:l局部照明:是在工作点附近专门为照亮工作点而局部照明:是在工作点附近专门为照亮工作点而设置的照明装置。如图。设置的照明装置。如图。l常设置在要求照度高或对光线方向性有特殊要求常设置在要求照度高或对光线方向性有特殊要求处,但不允许单独使用局处,但不允许单独使用局 部照明,因为会造成工作部照明,因为会造成工作 点与周围环境间极大的亮点与周围环境
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