第六章 照明设计1 、概述2 、照明种类3 、照明质量评价4 、照明控制

第六章　照明设计

一、光照设计的内容★　照度的选择★　光源的选用★　灯具的选择和布置　★　照明计算★　眩光评价★　方案确定★　照明控制策略和方式及其控制系统组成　　以文本、图样形式形成照明方案

1 概述

二、光照设计的目的　　在量的方面，要解决合适的照度 ( 或亮度 )　　在质的方面，要解决眩光、光的颜色、阴影等问题。★　便于进行视觉作业★　促进安全和防护　★　引人注目的展示环境

1 概述

三、光照设计的基本要求★　安全★　经济　★　适用★　美观

1 概述

四、光照设计的步骤1) 　收集原始资料2) 确定照明方式和种类并选择合理的照度3) 确定合适的光源4) 　选择灯具的形式，并确定型号5) 　合理布置灯具6) 进行照度计算并确定光源的安装功率7) 　根据需要，计算室内各面亮度与眩光评价8) 　确定照明设计方案9) 　确定照明控制策略、方式和系统　

1 概述

五、光照设计的成果第一阶段为方案设计阶段　　　包括灯具种类和数量的确定、整体设计方案、灯位布置图和工程造价及其预算。采用效果图、文本等成果体现。第二阶段为初步设计阶段　　　根据方案，制定相应的开关、灯的回路，确定控制方案和系统的软、硬件组成。第三阶段为施工图设计阶段　　　完成施工图的绘制、图样交底，最终完成项目的设计、施工。

1 概述

一、照明方式( 一 ) 一般照明 general lighting 为照亮整个场所而设置的均匀照明。( 二 ) 分区一般照明 localized lighting 　 对某一特定区域，如进行工作的地点，设计成不同的照度来照亮该区域的一般照明。( 三 ) 局部照明 local lighting 　特定视觉工作用的、为照亮某个局部而设置的照明。

2 照明种类

( 四 ) 混合照明 mixed lighting 　　　由一般照明与局部照明组成的照明。2 照明种类

视觉工作 照度分级范围/lx 照明方式 适用场所示例简单视觉工作的照明 ＜30 一般照明 普通仓库

一般视觉工作的照明 50～500 　 一般照明、分区一般照明、混合照明

　 设计室、办公室、教室、报告厅

特殊视觉工作的照明 750～2000 　 一般照明、分区一般照明、混合照明

大会堂、综合性、体育馆、拳击场

视觉工作对应的照度分级范围

《民用建筑电气设计规范》 (JGJ/T16-92) 中　　　　　　　　　　　　　　　　　 11.3.1 当仅需要提高房间内某些特定工作区的照度时，宜采用分区一般照明。　　　局部照明宜在下列情况下采用：　　　 (1) 局部需要有较高的照度。　　　 (2) 由于遮挡面使一般照明射不到的某些范围。 (3) 视觉功能降低的人需要有较高的照度。 (4) 需要减少工作区的反射眩光。 (5) 为加强某方向光照以增强质感时。

2 照明种类

二、照明种类概述( 一 ) 根据照明使用情况分类 1 、正常照明 normal lighting 在正常情况下使用的室内外照明。　可单独使用，也可与应急照明、值班照明同时使用，但控制线路必须分开。 2 、应急照明 emergency lighting 因正常照明的电源失效而启用的照明。　①备用照明 stand-by lighting 　　作为应急照明的一部分，用于确保正常活动继续进行的照度。 照度不低于一般照明的 10% 。

2 照明种类

　②安全照明 safety lighting 作为应急照明的一部分，用于确保处于潜在危险之中的人员安全的照明。　　　照度不低于一般照明的 5% 。　③疏散照明 escape lighting 作为应急照明的一部分，用于确保疏散通道被有效地辨认和使用的照明。　　　主要通道上的照度不低于 0.5lx 。

2 照明种类

在由于工作中断或误操作容易引起爆炸、火灾和人身事故或将造成严重政治后果和经济损失的场所，应设置应急照明。 应急照明宜设置在可能引起事故的工作场所以及主要通道的出入口。 应急照明必须采用能瞬时点燃的可靠光源，一般采用白炽灯或卤钨灯。 当应急照明作为正常照明的一部分点燃，而且发生故障不需要切换电源时，也可用气体放电灯。

2 照明种类

3 、值班照明 on-duty lighting 非工作时间，为值班所设置的照明。　　　利用正常照明中能单独控制的一部分，或利用应急照明的一部分或全部。4 、警卫照明 security lighting 用于警戒而设置的照明。5 、障碍照明 obstacle lighting 　在可能危及航行安全的建筑物或构筑物上安装的标志灯。　　 按民航和交通部门的有关规定装设。

2 照明种类

《民用建筑电气设计规范》 (JGJ/T16-92) 中　　　　　　　　　　　　　　　　　 11.3.4航空障碍灯的装设应根据地区航空部门的要求决定。　　　 (1)障碍标志灯的水平、垂直距离不宜大于 45m　　　 (2)障碍标志灯宜采用自动通断其电源的控制装置。 (3)障碍标志灯应装设在建筑物或构筑物的最高部位。

2 照明种类

( 二 ) 根据照明的目的与处理手法分类 1 、明视照明

目的 ：保证照明场所的视觉条件。处理手法：要求工作面上有充分的亮度，亮

度应均匀，尽量减少眩光，阴影要适当，光源的光谱分布及显色性要好。

教室、实验室、工厂车间、办公室等。

2 照明种类

2 、气氛照明 ( 环境照明 ) 目的 ：为照明场所造成一定的特殊气氛。处理手法：亮度按设计的需要，故意用暗光线造成气氛；有意采用亮、暗的强烈对比与变化的照明造成不同感觉，或用金属、玻璃等光泽物质，以小面积眩光造成魅力感；故意将阴影夸大，起着强调、突出强调作用；采用特殊颜色做色彩照明夸张手法。建筑物的泛光照明、城市夜景照明、灯光雕塑等。

2 照明种类

一、评价指标( 一 ) 　照度水平　　　照度是决定物体明亮程度的直接指标。　　　《民用建筑电气设计规范》 (JGJ/T16-9

2) 中各场所的照度标准。　　　《建筑照明设计标准》 (GB50034-2004)中的 5 照明标准值。　　　“照度标准”中给出的照度值是指各种工作场所参考平面的评价照度值。

3 照明质量评价

( 二 ) 　亮度分布　　　亮度分布是照度设计的补充，是舒适视觉的必要条件。　　　为避免顶棚显得太暗，顶棚照度不应低于作用照度的 1/10；　　　工作房间内的墙壁或隔断的反射比最好在 50%~70%之间；　　　地板的反射比在 20%~40% 。　　　适当增加作业对象与作业背景的亮度之比。

3 照明质量评价

( 三 ) 　照度均匀度　　　为了减轻人眼对因照度的极不相同的频繁适用所造成的视觉疲劳，室内照度的分布应该具有一定的均匀度。包括两方面：　工作面上照明的均匀性　工作面与周围环境 (墙、顶棚、地板

等 ) 的亮度差别。　　　

3 照明质量评价

　　　照明均匀度常用给定工作面上的最低照度与平均照度之比来衡量，即 Emin/Eav 。

　　　最低照度是参考面上某一点最低照度，平均照度是整个参考面上的平均照度。

　　　工作区域内一般照明的均匀度应不低于0.7，工作房间内交通区的照度不宜低于工作面照度的 1/5 。　

3 照明质量评价

( 四 ) 　照度稳定性　　提高照明稳定性，采取以下措施

　照明供电线路与负荷经常变化大的电力供电线路分开，以减少负荷变化引起的电压波动。或采取稳压措施。灯具安装注意避开工业气流或自然气流引起的摆动。被照物体处于转动状态的场合，避免使用有频闪效应的交流气体放电灯。　　　

3 照明质量评价

( 五 ) 　降低眩光　　　眩光是由光源和灯具等直接引起的，也可能是光源通过反射比高的表面，特别是像抛光金属那样的镜面反射引起的。　　　被视物与背景的亮度比超过 1:100就容易产生眩光；当被视物亮度超过 16cd/m2 时，在任何条件下都会产生眩光。　　　我国规定民用建筑照明对直接眩光限制的质量等级分为三级。

3 照明质量评价

　　抑制眩光的措施：降低光源的亮度，降低灯具的表面亮度。采用磨砂玻璃、漫射玻璃或格栅。局部照明的灯具采用不透明的反射罩，且灯具的保护角 γ≥30°；若灯具的安装高度低于工作者的水平视线时， γ 应限制在 10°~30°之间。选择好灯具的悬挂高度。　　

3 照明质量评价

玻璃水晶灯，可以大大减少眩光。1000W金属卤化物灯有紫外线防护措施时，悬挂高度可适当降低。灯具安装选用合适的距高比。　　

3 照明质量评价

多行布置单行布置乳白玻璃圆球灯防水防尘、天棚灯 2.3～3.2 1.9～2.5 1.3h无漫射罩的配照型灯 1.8～2.5 1.8～2.0 1.2h搪瓷深照型灯 1.6～1.8 1.5～1.8 1.0h镜面深照型灯 1.2～1.4 1.2～1.4 0.75h

有反射罩的荧光灯 1.4～1.5 — —有反射罩的荧光灯，带隔栅 1.2～1.4 — —

距高比L/h灯具型式 宜采用单行布置的房间高度/m

灯具间最有利的距高比

适当利用眩光，以烘托独特的气氛。　如迪斯科舞厅的灯光设计　　

3 照明质量评价荧光灯的最大允许距高比

A-A B-B1×40W YG1-1 81 1.62 1.22 4001×40W YG2-1 88 1.46 1.28 24002×40W YG2-2 97 1.33 1.28 2×2400

YG4-1 84 1.52 1.27 2400YG4-2 80 1.41 1.26 2×2400YG6-2 86 1.48 1.22 2×2400YG6-3 86 1.5 1.26 3×2400YG15-3 45 1.07 1.05 3×2400YG15-2 63 1.25 1.2 2×2400

吸顶式荧光灯2×40W吸顶式荧光灯3×40W嵌入式格栅荧光灯(塑料格栅)3×40W嵌入式格栅荧光灯(铝格栅)2×40W

最大允许距高比 光通量/lm

密闭型荧光灯1×40W密闭型荧光灯2×40W

简式荧光灯

名称 型号效率(%)

A

A

BB

( 六 ) 　光源的颜色和显色性　　在需要正确辨色的场所 ( 如某些实验室、生产车间和珠宝金饰商店 ) 应采用显色指数较高的光源，如白炽灯、日光色荧光灯、日光色镝灯等。

3 照明质量评价

二、照明的表达法 照度质量指标 平面照度 垂直面照度 平均球面（标量）照度 照度矢量 柱面照度

3 照明质量评价

( 一 ) 　平均球面照度 1 、定义： 表示空间照度的量值，表示位于空间某点处一

个无限小的球面上的平均照度，亦称标量照度。

3 照明质量评价

2 、 公式 点光源 S在空间计算点 P处产生的平均球面照度。

3 照明质量评价

平均球面照度

22

2

2

44 lI

rlrI

AEs

Es－平均球面照度，单位为 lx I－点光源的光强 , 单位为 cd Φ－点光源的光通量，单位为 lm A－球体的截面面积，单位为m2

r－球体半径，单位为m l－光源至计算点的距离，单位为

m

3 照明质量评价22

2

2

44 lI

rlrI

AEs

Es 与测量球的大小无关，只与光源的光强 I成正比，与光源到计算点的距离平方成反比。 当光源入射方向与受照面法线间的夹角θ=0° 时， Eh－同一点的水平面照度

3 、 适应范围 适用于不需要指明受照面的方向，而要求得到无方向的空间照度。如，在航空港、火车站的候车室，休息室等场所，作照明效果评价比平面照度更能反映实际情况。

hs EE41

( 二 ) 　平均柱面照度 1 、定义： 指位于空间某点处的一个小圆柱体侧表

面上的平均照度，它表示位于空间某点处的垂直面照度。

3 照明质量评价

2 、 公式 点光源 S在圆柱体侧表面计算点 P处的平均柱面照度。

3 照明质量评价

平均柱面照度

2

2 sin2

sin2

lI

rhlrhI

AEc

Ec－平均柱面照度，单位为 lx I－点光源的光强 , 单位为 cd Φ－点光源的光通量，单位为 lm A－柱体侧面表面积，单位为m2

r－柱体半径，单位为m h－柱体半径，单位为m l－光源至计算点的距离，单位为

m

3 照明质量评价22

2

2

44 lI

rlrI

AEs

Ec 与所取的圆柱体的表面积无关，只与光源的光强 I 、光强与垂直圆柱体的轴线之间夹角θ 的正弦成正比，与光源到计算点之间的距离平方成反比。3 、 适应范围 适用于以显现人的仪表为主的场合，如，会议厅、礼堂。 在国外已作为标准采纳。

hs EE41

一、照明控制策略 “以人为本”的设计理念1 、昼光控制　　昼光照明控制器由光敏传感器、开关或调光装置组成，随天然采光的变化，自动调节电灯开启的数量。当昼光提供的照度增加时，关闭一定量的电灯。　　通常用在办公建筑、机场、集市和大型廉价商场等。

4 照明控制

2 、时间表控制　　分为可预知时间表控制和不可预知时间表控制。　　对于每天使用内容及使用时间变化不大的场所，采用可预知时间表控制，定时控制方式。适用于普通办公室、按时营业的百货商场、餐厅或按时上下班的厂房。　　对于每天使用内容及使用时间经常变化的场所，采用不可预知时间表控制。采用人体活动感应开关控制方式。适用于会议室、复印中心、档案室等。

4 照明控制

3 、局部光环境控制　　指按个人要求调整光照。考虑个人的视觉差异、爱好等需要。通过遥控技术实现。　　优点：能赋予工作人员控制自身周围环境的权力感，有助于工作人员心情舒畅，提高工作效率。

4 照明控制

4 、平衡照明日负荷曲线控制　　　“实时电价”－电价随一天中不同的时间而变化。电能需求低谷时段用电，以平衡日负荷曲线。　　　“峰谷分时电价”－将电价分为峰时段、平时段、谷时段，电能需求高峰时电价贵，低谷时电价廉。　　　在电能需求高峰时电价贵，低谷时储蓄一部分电能，目前已经研制出的用电设备可在夜晚充电蓄能，白天自动放电。

4 照明控制

二、照明控制方式1 、静态控制－开关控制

　跷板开关控制　断路器控制　人员占用传感器控制：与调光技术并用，不仅可控制灯的开关状态，还可控制空间的照度水平。　定时控制　光电感应开关控制　声控开关控制

4 照明控制

2 、动态控制－调光控制　“调光”即是改变光源的光通量输出。调节电位器。控制可控电力电子器件的导通角调节负载的输入电压、输入功率，使光通量发生变化。－热辐射光源。可调光电子镇流器－荧光灯调光技术 PW

M 方式。金卤灯不宜调光。智能调光系统－采用微处理器智能调节。

4 照明控制

三、照明控制方式( 一 ) 　照明控制系统的分类　 1 、手动控制系统　　开关或调光器或两者共同实现。　　墙上的控制面板　　遥控器

4 照明控制

　 2 、自动控制系统　　　时钟元件或光电元件或两者共同实现。　　　室内不被占用时，时钟可用来避免灯仍亮着的浪费现象；　　 光电元件能监测昼光水平，并在自然光充足时关掉 ( 或调节 )靠近窗的灯具。

4 照明控制

（二 ) 　控制层次　 照明控制包含以下三种中的一种

或多种。　在一个光源　在一个空间或房间内　在整个大楼内，分别有光源的控制、房

间的控制和楼宇的控制三个层次。

4 照明控制

① 　光源的控制　　　光源独立，它的开关和调节由“监视”办公室的传感器控制。②　房间的控制　　　一个房间的照明控制有一个单一的系统通过传感器或从开关、调光器来的控制信号实现。　　需要更多的安装工作，在建筑施工阶段应提供安装设备，适用于新大楼。

4 照明控制

③　楼宇的控制　　　最复杂的照明控制系统，包括大量的分布于大楼各个部分并与总线相连的照明控制元件、传感器和手动控制元件。　　　集中控制－各个控制单元通过总线传递信息。　　　分区控制　　　楼宇照明控制系统可集成于整个大楼的集中管理系统中。

4 照明控制

（三 ) 　控制方案　　　意义　　　通过计算机系统预先编程控制，

根据确定的照明主题，利用光和影，进行艺术的设计和创新，营造出夜间光环境，吸引人们驻足观赏、休闲娱乐，成为一道亮丽的风景线。

4 照明控制

（三 ) 　控制方案　　　原则　　　考虑节能、运行费用、避免眩光和光污染等因素，采用高光效、低功耗、易维护的节能照明新产品，如一体化节能灯、国际专利的专用 T5荧光灯具、发光二极管 (LED) 。　　　常采用分布式智能照明控制系统实现控制方案。

4 照明控制

( 四 ) 自动调光控制系统 －分布式照明控制系统

★系统组成：引入现场总线技术，如 CAN9(Control Area Network)总线 LONW(Local Operating Works)总线

　　　　　调光模块、控制面板、液晶显示触摸屏、智能传感器、编程插口、时钟管理器、手持编程器和 PC监控机等部件组成。

4 照明控制

★工作原理：将专用的微处理器置入传统的测量控制设备，具有数字计算和数字通信能力。采用带屏蔽层的双绞线将多个测量控制设备连接成网络设备，控制回路的通断，以达到开、关的目的。

★产品：澳大利亚邦奇公司 Dynalite

荷兰 Philips公司 HELIO

4 照明控制

　　　基于总线技术的智能照明控制系统★　　美国 LUTRON 电子公司，采用集中、分布式相结合的控制网络结构。★　　智能照明控制系统实现通过Modem与公共交换电话网 (PSTN) 进行远程控制，使用异地计算机或电话远程控制一个照明系统的工作；　　　通过快速以太网 (Ehternet) 与大楼自动控制系统 (BAS) 的连接，实现整个大楼的智能控制。

4 照明控制

四、绿色照明　　“绿色照明计划” 1991年由国际上提出，　　我国自 1996年制定出“中国绿色照明工

程”实施方案。( 一 ) 　“绿色照明”的含义　 　“绿色照明”工程是一项实现全国范围节约照明用电、保护生态环境的系统工程。　　

4 照明控制

　　　旨在通过科学的照明设计，大力发展和推广高效率、长寿命、安全和性能稳定的照明器具，并逐步替代传统的低效照明产品，节约照明用电，建立优质、高效、经济舒适、安全可靠、有益环境、改善生活质量、提高工作效率和保护人们身心健康的照明环境，以满足国民经济各部门和人民群众日益增长的对照明质量、照明环境和减少环境污染的迫切要求。

4 照明控制

( 二 ) 　“绿色照明”的内容　 1 、照明节能　　　节约能源，合理控制照明用电，使用高效的光源和灯具，推广节能灯。　 2 、环境保护　　　推广新型的光源和照明器，尽量降低汞等有毒物质对环境的影响和破坏，大力回收废、旧灯管。

4 照明控制