室内采光与照明设计要点

室内设计原理室内采光与照明本章主要内容：本章课程学习纲要课程内容：第一节常用的光度量第二节室内照明设计的目的和原则第三节室内照明方式与种类第四节室内照明常用灯具第五节住宅照明设计课程目的：了解光度量的基本概念和室内照明设计的原则、照明方式等,掌握室内照明常用灯具的种类及特点。课程重点：室内照明常用灯具的种类及特点。第一节常用的光度量一、光通量表示光源在单位时间内向周围空间辐射出去的并使人眼产生光感的能量，称为光通量。用符号Ф表示，单位为流明（lm）。桌子上方有一盏无罩的白炽灯，在加上灯罩后，桌面显得亮多了。同一盏灯泡不加灯罩与加上灯罩，它所发生的光通量是一样的，只不过在加上灯罩后，光线经灯罩的反射，使光通量在空间分布的状况发生了变化，射向桌面的光通量比没加灯罩时增多了。二、照度(E)照度表示单位面积上接受的光通量称为照度，常用E来表示,单位勒克司(LX)或流明平方米(Lm/m2)。光通量主要表征光源或发光体发射光的强弱，而照度是用来表示被照面上接收光的强弱，是描述被照面（工作面）上被照射程度的光学量。第一节常用的光度量三、亮度亮度也是用来表示物体表面发光（或反光）强弱的物理量，被视物体发光面在视线方向上的发光强度与发光面在垂直于该方向上的投影面积的比值，称为发光面的表面亮度，以符号L表示，单位为坎德拉每平方米。亮度反映了物体表面的明亮程度，而我们主观所感受到的物体明亮程度，除了与物体表面亮度有关外，还与我们所处环境的明亮程度有关。例如同一亮度的表面，分别放在明亮和黑暗环境中，我们就会感到放在黑暗中的表面要比放在明亮环境中的亮。四、显色性显色性主要用来表示光照射到物体表面时，光源对被照物体表面颜色的影响作用。物体表面色的显示除了决定于物体表面特征外，还取决于光源的光谱能量分析，不同的光谱能量分布，其物体表面显示的颜色也会有所不同。显色性越高，则光源对颜色的表现就越好，我们见到的颜色也就越接近自然色（图6-1）。第一节常用的光度量图6-1炽灯和荧光高压汞灯的光谱能量分布情况由图可以看出，与白炽灯的光谱能量分布情况相比，荧光高压汞灯的光谱中虽然也有各色光的成份，但在光谱能量的分布中，蓝绿色光成份多而红光成份少，因此被照物体表面呈现出青灰色，即显色性差。白炽灯的光谱能量分布较均匀（曲线平滑），且能量偏重于长波（红黄光）方面，使其色表呈黄红色，照射到物体表面时，不仅能使黄、橙、红色反映真实，而且还有加重的效果，即能使黄、橙、红颜色变得更加鲜艳，因而它的显色性较好。第一节常用的光度量五、眩光眩光就是在视场中有极高的亮度或强烈的亮度对比时，造成视觉降低和人眼睛的不舒适甚至痛感的现象。它分直射眩光和反射眩光两种形式。直射眩光是指光源发出的光线直接射入人眼；反射眩光指在具有光泽的墙面、桌子、镜子等物面上反射的光刺入人眼。强烈的眩光会使室内光线不和谐，使人感到不舒适，严重时会觉得昏眩，甚至短暂失明。第二节室内照明设计的目的和原则一、室内照明设计的目的室内照明设计的目的，就是在充分利用自然光的基础上，运用现代人工照明的手段，为人们的工作、生活、娱乐等，创造一个优美舒适的灯光环境。也就是说室内照明设计是通过对建筑环境的分析，结合室内装饰设计的要求，在经济合理的基础上，选择光源和灯具，确定照明设计方案，并通过适当的控制，使灯光环境符合人们的工作、生活等方面的要求，从而在生理和心理两方面满足人们的需求。影响室内照明设计的因素主要有两方面：一方面是建筑环境因素；建筑环境主要是指建筑规模、房间使用性质、室内装饰的风格等；另一方面是灯光因素。灯光因素主要包括照明方式、光源的种类、灯具的形式等。建筑环境是创造灯光环境的基础和前提，灯光因素是能否满足照明要求的关健，两者是相辅相承的，建筑环境影响和决定室内照明，室内灯光的运用又对室内环境气氛的创造提供了的条件，起到强化和补充作用。第二节室内照明设计的目的和原则二、室内照明设计的原则1、使用性原则使用是根本，是设计的出发点和基本条件。设计应分析使用对象对照度、灯具、光色等方面的需求，选择合适的光源、灯具及布置方式，在照度上要保证规定的最低值，在灯具的形式与光色的变换上，要符合室内设计的要求。使用性还包括照明系统的施工安装、运行及维修的方便简单，及对未来照明发展变化留有一定的空间。2、安全性原则在选择设计照明系统时要自始至终坚持安全的原则。在设计中要遵循规范的规定和要求，严格按规范设计；在选择建筑电器设备及电器材料时，应慎重选用一些信誉好、质量有保证的厂家或品牌，同时还应充分考虑环境条件（如温度、湿度、有害气体、辐射、蒸汽等）对电器的损坏；对先进技术和先进施备要在充分论证的基础上积极采用。第二节室内照明设计的目的和原则3、美观性原则灯光照明尚具有装饰空间、烘托气氛、美化环境的功能。照明设计要尽可能地配合室内设计，满足室内装饰的要求。4、经济性原则经济性原则包含两方面内容：一方面是节能，照明光源和系统应该符合建筑节能有关规定和要求；另一方面是节约，照明设计应从实际出发尽可能多的减少一些不必要的设施。三、室内照明设计的要求一个良好的光环境是受照度、亮度、眩光、阴影、显色性、稳定性等各项因素的影响和制约，设计时应认真考虑。第二节室内照明设计的目的和原则1、照度照度是决定受照物体明亮程度的间接指标，因此常将照度水平作为衡量照明质量最基本的技术指标之一。不同的照度给人产生不同的感受，照度太低易造成疲劳和精神不振；照度太高往往因刺激太强，过分兴奋。在确定被照环境所需要的照度水平时，必须在考虑被观察物的大小尺寸的同时，考虑观察物同其背景的亮度对比程度。2、照度的均匀性为了减轻人眼因照度不均所造成的视觉疲劳，室内照度的分布应该具有一定的均匀度。我国民用建筑照明设计标准规定：工作区域内的照度的均匀度不应小于0.7。照度的均匀性主要取决于灯具在室内空间的具体排列，以及各位置上光源照度的分配。3、亮度分布要创造一个良好的光照环境，就需要亮度分布合理和室内各个面反射率选择适当，亮度差异过大，会引起视觉疲劳；亮度过于均匀，又使室内显得呆板。相近环境的亮度应当尽可能低于被观察物的亮度，通常被观察物的亮度如果为相邻环境的3倍时，视觉清晰度较好。第三节室内照明方式与种类一、按照照明区域分类方式是指照明设备按其安装位置或使用功能而构成的基本形式。一般情况下，照明可分为以下几种：一般照明、分区一般照明、局部照明、混合照明。1、一般照明灯具比较规则布置在整个场地的照明方式称为一般照明。一般照明可使整个场地都能获得均匀的水平照度，适应于工作位置密度很大而对光照方向无特殊要求的场所。如仓库、某些车间、办公室、教室、会议室、候车室、营业大厅等（图6-2）。图6-2一般照明第三节室内照明方式与种类2、分区一般照明根据不同区域对照度要求不同的需要，分区采用一般照明的布置方式。如工作区照度要求比较高，灯具可以集中布置均匀，提高其照度值，其它区域可采用原来一般照明的布置方式。如车间的组装线、运输带、检验场地等均属此类。3、局部照明为满足某些部位的特殊光照要求，在较小范围内或有限空间内，采用辅助照明设施的布置方式。如商店橱窗内的射灯、卧室内的台灯等。下列情况宜采用局部照明：（1）局部地点需要高照度或照射方向有要求时；（2）由于遮挡而使一般照明照射不到的范围；（3）需要克服工作区及其附近的光幕反射时；（4）需要削减气体放电光源所产生的频闪效应的影响时；（5）视功能降低的人需要有较高的照度时。但在整个工作场或一个房间中，不应只装设局部照明而无一般照明，因为这样会形成亮度分布不均匀而影响视觉功能。第三节室内照明方式与种类4、混合照明有一般照明和局部照明共同组成的照明布置方式，是在一般照明的基础上再加强局部照明，有利于提高照度和节约能源。混合照明适宜于照度要求高、对照射方向有特殊要求、工作位置密度不大而采用单独设置一般照明不合理的场所。常用于商场、展览馆、医院、体育馆、车间等（图5-3）。图6-3混合照明第三节室内照明方式与种类二、按照光照形式分类按光照的形式不同可分为：直接照明、间接照明、混和照明。1、直接照明直接照明是指绝大部分的灯光直接照射到物体上，其特点是光效高、亮度大、构造相对简单、适用范围广，常用于对光照无特殊要求的整体环境照明和对局部地点需要高照度的局部照明图6-4直接照明第三节室内照明方式与种类2、间接照明间接照明是指光线通过折射、反射后再照射到被照射物体上，其特点是光线柔和，没有很强的阴影，其光效低、一般以烘托室内气氛为主，是装饰照明和艺术照明常用的方式之一（图6-5）。图6-5间接照明第三节室内照明方式与种类3、混和照明是由直接照明和间接照明以及其照明方式组合而成，以满足多种不同的人工照明要求（图6-6）。图6-6混合照明第三节室内照明方式与种类三、按照明的用途分类1、正常照明正常工作时使用的照明。它一般可单独作用，也可与事故照明、值班照明，同时使用，但控制线路必须分开。2、事故照明在正常照明因故障熄灭后，可供事故情况下继续工作或安全通行、安全疏散的照明。事故照明灯宜布置在可能引起事故的设备、材料的周围，以及主要通道入口，事故照明必须采用能瞬时点亮的可靠光源，一般采用白炽灯或卤钨灯。3、警卫照明根据警卫任务需要而设置的照明。4、障碍照明装设在障碍物上作为障碍标志用的照明，称为障碍照明。如航标灯等。第三节室内照明方式与种类5、装饰照明是为美化、装饰或烘托某一特定空间环境而设置的照明。6、艺术照明是通过运用不同的灯具，不同的投光角度和不同的光色，制造出一种特定的空间气氛的照明。第四节室内照明常用灯具一、室内常用的光源类型1、白炽灯（图6-6）是最普通的灯具类型，是重要的点光源，加装灯罩后可作为聚光灯。发光的方法是利用电流通过的钨丝被加热到白炽状态而发光。具有造价低廉、色彩品种多、色光接近太阳光、易于进行光学控制并可适合各种用途等优点，但光效率较低、寿命较短。图6-6白炽灯图6-7荧光灯第四节室内照明常用灯具2、荧光灯（图6-7、图6-8）荧光灯是一种低气压汞蒸气弧光放电灯，主要是由灯管、电极及附件组成。和白炽灯相比，荧光灯光效高、寿命长、光色和显色性好等优点。荧光灯发光的颜色取决于在灯管内侧的磷光体涂层，有：日光色、暖白色、蓝色、黄色、绿色、白色和粉红色等。图6-8荧光灯第四节室内照明常用灯具3、钠灯（图6-9、图6-10）钠灯是利用钠蒸气放电发光的气体放电灯,分为高压钠灯和低压钠灯两大类。钠灯的光色呈橙黄色，显色性差，但耗电省、光效高，穿透云雾能力强，非常适合于大面积照明，如广场照明、道路照明、泛光照明(见动画)等。图6-9钠灯图6-10钠灯第四节室内照明常用灯具4、卤钨灯卤钨灯属于热辐射光源，工作原理和白炽灯一样，差别就是卤钨灯泡内所填充的气体含有部分卤族元素或卤化物。卤钨灯和白炽灯相比光效高，光色更白，色调更冷，且具有体积小、便于控制、寿命长、输出光通量稳定等特点，广泛应用于大面积照明和定向照明的场所。如展厅、广场、商店橱窗照明、影视照明等。5、霓红灯（图6-11）多用于商业标志和艺术照明，必须有镇流器，很费电，但很耐用。图6-11霓红灯第四节室内照明常用灯具图6-12常用的光源类型第四节室内照明常用灯具二、室内常用的照明灯具类型1、吊灯（图6-13）吊灯是利用钢管或吊链或其它垂吊工具将灯具悬挂在室内空间某一高度上。吊灯主要是用于室内的一般照明，由于它处于室内空间的中心位置，所以具有很强的装饰性，影响着室内的装饰风格。图6-13吊灯第四节室内照明常用灯具2、吸顶灯（图6-14）吸顶灯是直接将灯具安装在顶棚面上。吸顶灯的使用功能及特性基本与吊灯相同，只是形式上有所区别。与吊灯的不同是在使用空间上，吊灯多用于较高的性质比较重要空间环境中，而吸顶灯由多用于较低的空间中。图6-14吸顶灯第四节室内照明常用灯具3、投射灯（图6-15）是利用光束集中照射于某一物品、某一场地等的照明灯具，室内装饰照明常用于小型投光灯，主要用于物品的陈列及其它重点照明等。图6-15投射灯第四节室内照明常用灯具4、台灯、地灯（图6-16）是以某种支撑物来支