第七章 建筑室内照明设计

建筑装饰设计第七章建筑室内照明设计第一节室内采光方式第二节室内人工照明第三节室内照明艺术设计化学工业出版社建筑装饰设计第七章建筑室内照明设计第一节室内采光方式一、室内的采光标准与采光口（一）自然光的组成●人类早期只能利用自然光照明，如日光、月光。随着人类社会的不断进步，人们开始利用照明工具，如火炬、松明、篝火、灯笼、油灯、蜡烛等。●良好的光照环境是人们在室内工作、学习、生活的重要条件之一，人们所能观察到的电磁辐射波长为380nm～780nm之间，称之为光波，人眼最敏感的光波波长为555nm。建筑装饰设计●各种颜色的波长不是截然分开的，而是一种颜色逐渐减弱，另一种颜色逐渐增强。●可见光的光谱颜色范围如（表7-1）。颜色视觉中心波长（nm）波长范围（nm）颜色视觉中心波长（nm）波长范围（nm）红色700640~750绿色510480~550橙色620600~640蓝色470450~480黄色580550~600紫色420400~450可见光的光谱颜色范围表7-1建筑装饰设计（二）采光标准●利用天然光使室内环境明亮称为天然采光。在某一表面上由全天然光而得的照度称为全天然光照度。●中华人民共和国建设部，国家质量监督检验检疫总局于2001年11月1日联合发布了“中华人民共和国国家标准——建筑采光设计标准”，各类建筑采光系数见”各类建筑采光系数的标准值”所示。建筑装饰设计（三）采光口●在房间的墙上开各种形式的洞口，在洞口上安装窗扇，窗扇上安装透明材料（玻璃等），将这些装有窗的透明洞口称之为“采光口”。●窗的功能除采光、通风、隔声外，还可以使室内产生获得天然光的独特感觉，体现出光线的动态性质，使室内外空间具有连续性。●常见的侧窗形状通常为竖长方形和横长方形，从采光量的角度看，细长房间的侧窗最好采用竖长方形侧窗，浅宽房间最好采用横长方形侧窗。建筑装饰设计二、光的基本度量单位建筑装饰设计（一）光通量●在单位时间内，光源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。符号：,单位:流明(Lm),方向:由光源指向被照面。●当发出波长为555nm绿色光的单色光源,其辐射功率为1W时，则它所发出的光通量为683lm（图7-1）。图7-1光通量建筑装饰设计（二）发光强度光源在某一特定方向上单位立体角内每一球面度内的光通量称为光源在该方向上的发光强度。符号单位cd(坎德拉)I建筑装饰设计(三)照度照度是用来表示被照面上光的强弱,即单位面积上所接收的光通量称为该被照面的照度（图7-2、图7-3、图7-4）。符号用“E”表示,单位为勒克斯(Lx)。照度流明x(设计系数)面积E=单位：勒克斯lx符号：E面积（m2）建筑装饰设计各种场所或活动形式的推荐照度值表7-2推荐照度(lx)场所或活动20户外和工作区域100通行区域,简单定向或短暂停留150不连续用于工作目的的房间300视觉简单的作业500一般视觉作业750对视觉有要求的作业1000有困难的视觉要求的作业1500有特殊的视觉要求的作业2000非常精确的视觉作业建筑装饰设计图7-2户外照度参考值建筑装饰设计图7-3工厂厂房照度参考值建筑装饰设计图7-４办公室照度参考值建筑装饰设计第二节室内人工照明一、电光源(一)电光源的分类及技术指标1.分类(1)电致发光。如稀薄气体或蒸气在放电管中所发出的辉光。(2)光致发光。如荧光，磷光、日光灯管壁上的荧光物所发出的荧光就是被管内水银蒸气的紫外线激发而产生的。(3)化学发光。如卤钨灯它的发光过程是由于卤钨循环所致。(4)热致发光。如在火焰中放入钠或钠盐灼热就会发黄光；高压钠灯就是利用这一原理制成。●这四种光源充称为气体放电光源。建筑装饰设计2.技术指标(1)额定电压指电光源的规定工作电压，目前我国的电光源产品上都标注其型号及常规数据，我国的民用电压国家根据国情定为２２０Ｖ。(2)额定电流在额定电压下流过电源的电流。(3)额定功率电光源在额定工作电压的条件下所消耗的有功功率。(4)额定光通量指电光源在额定工作电压条件下发出的光通量。(5)额定发光效率指电光源每消耗１Ｗ功率所发出的光通量。(6)寿命光源的寿命指标有三种：全寿命、有效寿命、平均寿命。建筑装饰设计3.光色●光源的光色是人眼直接观察光源时所看到的颜色，称为光源色。它又可以用色温来表示。●色温(Tc)简单地说是用黑体的开氏温度(单位K)表示光源的颜色。开氏温度为摄氏温度加上273。2700K烛光色3000K暖白色3500K白色4000K冷白色5000K日光色6500K冷日光色建筑装饰设计色温(Tc)表7-32700K炽白色3000K暖白色3500K白色4000K冷白色5000K日光色6500K冷日光色建筑装饰设计图7-5空间的色温值建筑装饰设计二、常用电光源1234建筑装饰设计（一）白炽光源●白炽灯（1代）：制造工艺简单，产品传统，因此价格低廉，但光效较低，主要依靠钨丝电热转换发光，光效只能达到10Im/W左右。其寿命主要决定于钨丝受热蒸发程度，一般不超过1500小时（图7-6）。图7-6白炽灯建筑装饰设计●MR型卤钨灯（1代）是低电压型卤钨灯的代表（图7-7）,它由灯泡和反射镜封在一起,抛物面是由玻璃压制而成,内表面涂多层介质膜,卤钨灯的可见光被反射到需要照明的物体上,而所发射的红外线绝大部分透过反射镜被滤掉了。图7-7卤钨灯建筑装饰设计（二）气体放电光源●气体放电光源是让电流流经气体(如氩气、氪气、氙气、氖气)或金属蒸气(如汞蒸气),使之放电而发光。●根据发光时产生辉光或弧光，气体放电又分为辉光放电和弧光放电。●根据管内气体或金属蒸气压力高低，气体放电又分为低气压放电、高气压放电和超高气压(300KPa以上)放电。●普通荧光灯、节能荧光灯、低压纳灯等即属低气压弧光放电；●高压钠灯、高压汞灯和金属卤化物灯等即属高气压弧光放电；●超高压汞氙灯、超高压氙灯等即属超高气压弧光放电；●霓虹灯、冷阴极管、氖气灯等即属辉光放电。建筑装饰设计●荧光灯（2代）的工作原理（图7-8）:灯内包含有低气压的汞蒸气和少量的惰性气体,灯管的内表面涂有荧光粉层,灯内的低气压汞蒸气放电将60%左右的输入电能转变成波长为253.7nm的紫外辐射,荧光粉能有效地将这一紫外辐射转变成可见光。图7-8荧光灯建筑装饰设计●紧凑型荧光灯（2代，节能灯，图7-9）:分为一体化(I)和非一体化(NI)两种类型各种紧凑型荧光灯形状不尽相同,有U形、H形、P形、螺旋型等等,但其结构原理和性能是大同小异的。图7-9节能灯建筑装饰设计●高压钠灯（3代）、金属卤化物灯（3代）图7-10高压钠灯建筑装饰设计（三）场致发光光源●场致发光光源是两电极之间的固体发光材料在电场激发下发光的电光源。LED照明即属于发光二极管场致放电。LED是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。●LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点。建筑装饰设计1．LED的构造最简单的LED具有如图7-11（a）所示的5mmLED结构；如图7-11(b)所示则采用改良的散热方法的构造形式，可以用大电流得到1-5W的操作。图7-11a,bLED结构构造示意图建筑装饰设计2．LED的工作原理●LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型[1]半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。●当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长决定光的颜色，是由形成P-N结材料的禁带宽度决定的。建筑装饰设计3．技术数据美国LED照明技术发展目标表7-3LED2002200720122020白炽灯荧光灯发光效率(lm/W)25751502001685寿命(小时)2000020000100000100000100010000光通量(lm/只)252001000150012003400输入功率（W/只）12.76377.57540流明成本(美元/klm)20020520.41.5购买成本(美元/只）54530.55显色指数(CRI)708080809575渗透的照明市场低照度白炽灯荧光灯所有建筑装饰设计第三节室内照明艺术设计一、室内照明的布局形式照明布局形式分为三种，即基础照明(环境照明)，重点照明和装饰照明。（一）基础照明是指大空间内全面的、基本的照明，重点在于能与重点照明的亮度有适当的比例，给室内形成一种格调，基础照明是最基本的照明方式。除注意水平面的照度外，更多应用的是垂直面的亮度。一般选用比较均匀的、全面性的照明灯具。（二）重点照明是指对主要场所和对象进行的重点投光。如商店商品陈设架或橱窗的照明，目在在于增强顾客对商品的吸引和注意力，其亮度是根据商品种类、形状、大小以及展览方式等确定的。其亮度是基本照明的3-5倍。建筑装饰设计（三）装饰照明为了对室内进行装饰，增加空间层次，营造环境气氛，常用装饰照明，一般使用装饰吊灯、壁灯、挂灯等图案形式统一的系列灯具。装饰照明只能是以装饰为目的独立照明，不兼作基本照明或重点照明，否则会消弱精心制作的灯具形象。（四）照明质量高质量的照明效果是获得良好、舒适光环境的根本，而照明环境中的照度、亮度、眩光、阴影、显色性等因素则是左右高质量照明效果的关键。因此，只有正确处理好以上各要素，才能获得理想的光环境。建筑装饰设计二、照明方式的选择（一）选择照明类型1．直接照明光线通过灯具射出，其中90%-100%的光通量到达假定的工作面上，这种照明方式为直接照明（图7-12）。图7-12直接照明建筑装饰设计2．半直接照明半直接照明方式是半透明材料制成的灯罩罩住光源上部，60%-90%以上的光线使之集中射向工作面，10%-40%被罩光线又经半透明灯罩扩散而向上漫射，其光线比较柔和。这种灯具常用于较低的房间的一般照明（图7-13）。图7-13半直接照明建筑装饰设计3．间接照明间接照明方式是将光源遮蔽而产生的间接光的照明方式，其中90%-100%的光通量通过天棚或墙面反射作用于工作面，10%以下的光线则直接照射工作面（图7-14）。图7-14间接照明建筑装饰设计4．半间接照明半间接照明方式，恰和半直接照明相反，把半透明的灯罩装在光源下部，60%以上的光线射向平顶，形成间接光源，10%-40%部分光线经灯罩向下扩散（图7-15）。这种方式能产生比较特殊的照明效果，使较低矮的房间有增高的感觉。图7-15半间接照明建筑装饰设计5．漫射照明漫射照明方式，是利用灯具的折射功能来控制眩光，将光线向四周扩散漫散（图7-16）。两种形式：一是光线从灯罩上口射出经平顶反射，两侧从半透明灯罩扩散，下部从格栅扩散。二是用半透明灯罩把光线全部封闭而产生漫射。照明光线性能柔和，视觉舒适，适于卧室。图7-16漫射照明建筑装饰设计三、常用室内照明设计（一）室内照明设计的基本原则1．安全性原则灯具安装应以安全防护为第一原则。2．功能性原则室内照明应根据不同的空间、对象选择不同的照明方式和灯具，并保证适当的照度和亮度。3．经济性原则以较少的投入获得较大的照明效果，使室内空间最大限度地体现实用价值和艺术价值。4．艺术性原则灯光照明设计不但要体现功能性，还要体现灯具、灯具组合以及灯光效果的艺术性原则。建筑装饰设计（二）室内照明灯具的选择1.吊灯●吊灯(图7-17)是悬挂在室内屋顶上的照明工具，经常用作大面积范围的一般照明。大部分吊灯带有灯罩，灯罩常用金属、玻璃和塑料制成。●用作普通照明时，多悬挂在距地面2.1m处，用作局部照明时，大多悬挂在距地面1-1.8m处。●吊灯的造型、大小、质地、色彩对室内气氛会有影响，在