照明设计课件.ppt

常州大学怀德学院 照明设计分析,1,目录,引言 1 教学楼照明 2 普通教室的环境及其照明 黑板照明 阶梯教室照明 计算机楼照明 3 绘画、工艺美术等教室照明 4 实验室照明和多媒体教室照明 5,2,1.0 引言,学校建筑中，建筑用房类型较多，不仅有教学楼、图书馆，还有体育中心(包括体育场、馆，风雨操场等)、食堂、宿舍、学生活动中心、文化交流中心等，学生活动中心主要为学生社团服务、文化交流中心主要为对外接待、会议交流等，学校照明中最具特点的是教学楼和图书馆照明。,3,学校照明主要照明区域集中在教学楼这个主要区域内。教室要保证学生不会眼疲劳，照度要求必须在300Lx以上，显色性85以上。以白天上课为主的学校，其照明光源应以自然采光为主，而人工照明只是为了补充教室内照度不足的部分，使照度分布均匀。,4,教学楼照明中最主要的是教室照明，一般教学形式分为正式教学和交互式教学，正式教学主要是教师与学生之间交流，即教师看教案、观察学生、在黑板上书写，学生看书、写字，看黑板上的字与图，注视教师的演示等；交互式教学增加了学生之间的交流，学生之间应能互相看清各自的表情等。目前教室中除传统的教学区的黑板和学生区之外，教学区中大多采用投影等多种形式，学校以白天教学为主，有效利用自然采光以利节能，因此，教室照明中最基本的任务是：,5,教室照明最基本的任务,(1)满足学生看书、写字、绘画等要求，保证视觉目标水平和垂直照度要求。(2)满足学生之间面对面交流的要求。(3)要引导学生把注意力集中到教学或演示区域。(4)照明控制适应不同的演示和教学情景，并考虑自然光的影响。(5)满足显色性，控制眩光，保护视力。除此之外，教室照明还应做到安全、可靠，方便维护与检修，并与环境协调。,6,2.0 教学楼照明,教室应以荧光灯照明为主，采用直接照明方式。荧光灯具布置应与黑板成直角。灯排之间距不应大于灯具的最大允许距高比。,7,2.0.1 光源选择,教室主要是学生上课、看书、学习的地方，所以应选光源色表的中间部分，即色温在3300k5300k之间，教室要求光源具有效率高、光色优越、寿命长的特性，因此多数教室选择冷白色或日光色的荧光灯，实际选择的色温在4500k5300k之间，这样能够产生明亮而又温暖的气氛。,8,2.0.2如何采用合适的亮度,4050平米的教室，投影机的亮度建议选择15002000流明之间，幕布对应选择6070寸。60100平米的小型会议室和标准教室，投影机的亮度建议选择20003000流明之间，幕布对应选择80100寸。120200平米的中型会议室和阶梯教室投影机亮度建议选择20003000流明之间，幕布对应选择120150寸。300平米以上的大型会议室或礼堂，投影机亮度建议选择4000流明以上，幕布对应选择200寸以上。,9,2.0.3 灯具选择,(1)普通教室不宜采用无罩的直射灯具及盒式荧光灯具，宜选用有一定保护角、效率不低于75的开启式配照型灯具。(2)有要求或有条件的教室可采用带格栅(格片)或带漫射罩型灯具，其灯具效率不宜低于60。(3)具有蝙蝠翼式光强分布特性灯具的光强分布见图11，一般有较大的遮光角，光输出扩散性好，布灯间距大，照度均匀，能有效地限制眩光和光幕反射，有利于改善教室照明质量和节能。图12 表示具有蝙蝠翼式光强分布特性的灯具，与余弦光强分布的灯具的性能对比。前者比后者减少了光幕反射区及眩光区的光强分布，降低了眩光，特别是光幕反射的干扰；增大了有效区的光强分布，使灯具输出光通的有效利用率大大提高。,10,图11 蝙蝠翼式光强分布特性灯具的光强分布(a)中宽光强分布； (b)宽光强分布,11,图12 蝙蝠翼式光强分布特性灯具与余弦光强分布特性灯具的性能对比1 一余弦光强分布； 2 一蝙蝠翼式光强分布,12,2.0.3 灯具选择,(4)不宜采用带有高亮度或全镜面控光罩(如格片、格栅)类灯具，宜采用低亮度、漫射或半镜面控光罩(如格片、格栅)类灯具。(5)如果教室空间较高，顶棚反射比高，可以采用悬挂间接或半间接照明灯具，该类灯具除向下照射外，还有更多的光投射到顶棚，形成间接照明，营造更加舒适宜人的光环境。如果教室有吊顶，一般采用嵌入式或吸顶式灯具。,13,2.0.4 推荐灯具,教室照明推荐采用稀土三基色荧光粉的直管荧光灯，具有显色性好、光效高、寿命长等特点，易于满足显色性、照度水平及节能的要求。普通教室可用T8 直管型荧光灯，有条件的可采用T5 直管荧光灯，提高照明质量，更有利于环保，并满足节能要求。,14,2.0.5 教室对室内装修的要求,(1)教室内各表面应采用浅色装修，宜用无光泽材料，其各表面反射系数值可参考表1-3,15,2.0.6 各表面颜色如下,1)顶棚：白色。2)墙面：高年级教室为浅蓝、浅绿、白色等；3)低年级教室为浅黄、浅粉色等；4)成人用教室为白色、浅绿色等。5)地面：不刺眼、耐脏的颜色。6)黑板：无光的绿色。,16,2.1.0 普通教室的环境及其照明,17,2.1.0 普通教室环境照明,(1)普通教室课桌呈规律性排列，宜采用顶棚上均匀布灯的一般照明方式。为减少眩光区和光幕反射区，荧光灯具宜纵向布置，即灯具的长轴平行于学生的主视线，并与黑板垂直。如果灯具横向配光良好，能有效控制眩光，灯具保护角较大，灯具表面亮度与顶棚表面差别不大，灯具排列也可与黑板平行。(2)教室照明灯具如能布置在垂直黑板的通道上空，使课桌面形成侧面或两侧面来光，照明效果更好。(3)为保证照度均匀度，布灯方案应使距高比(Lh)不大于所选用灯具的最大允许距高比(AA、BB 两个方向均应分别校验)。如果满足不了上述条件，可调整布灯间距L 与灯具挂高h，以至增加灯具、重新布灯或更换灯具来满足要求。(4)灯具安装高度对照明效果有一定影响，当灯具安装高度增加，照度下降；安装高度降低，眩光影响增加，均匀度下降。普通教室灯具距地面安装高度宜为2.52.9m，距课桌面宜为1.72.1m。(5)教室照明的控制宜平行外窗方向顺序设置开关(黑板照明开关应单独装设)。有投影屏幕时，在接近投影屏幕处的照明应能独立关闭。,18,光源：采用荧光灯；对予美术教室等识别颜色要求高的教室宜采用高显色性光源灯具：用防眩光格栅灯具，与黑板平行布置有较好照明质量用敞开式灯具，与黑板垂直布置有较佳照明质量（如图211）灯具安装方式：悬吊、吸顶、嵌入灯具距离桌面的最低高度：不应低于1.7米灯具配光：蝙蝠翼型为最佳（如：60人房间，8-10台蝙蝠翼型配光灯具，36台灯具可达到较好效果,19,2.1.1 灯具 图211,20,大教室且单侧采光时，白天天然光不足或分配不适宜时，需要辅以一种日常固定使用的人工照明，称其为常设辅助人工照明PSALI(Permanent Supplementary Artificial Lighting )PSALI有两种作用：1.是对房间深处达不到昼光标准的部分提供人工照明，使房间深处的照度与近窗出的照度达到平衡，称其为照度平衡性PSALI，靠窗出的灯具单独控制2.是对于房间内的人来说，由于在白天窗户的亮度非常高，近窗的墙壁和顶棚会让人觉得暗，还可能看到人与物的剪影，室内深处显得阴暗，为防止这种现象，必须使室内人工照明与窗的亮度比例达到平衡，称其为亮度平衡性PSALI。通常是天空亮度越高，会感到室内越暗淡，要求的人工照明也就越多,2.1.2 PSALI（辅助人工照明）的作用,21,2.1.3 教室内的各个表面应该有合适的反射比,22,2.1.4 教室的灯具布置蝙蝠翼型配光的荧光灯具与黑板垂直布置更好因其纵向配光窄，产生直接眩光的可能性小灯带之间的距离与安装高度之比不应大于灯具的最大允许距高比；灯带最好排列在课桌间的走道上，可以减小有书本产生的光幕反射,23,左图：向后看的视点右图：向前看的视点,24,在阅读场所，照度越高，看东西就越容易。适宜的照度还要考虑人的主观感受。美国和日本在这方面都作了比较深入的研究。日本的研究：当字与背景的亮度对比为80%、观看距离为30cm时，照度与易读性的关系结果见表和图,25,如果要达到易读性为100，照度会很高，从经济角度考虑不合算，一般情况下，易读性为70即可下表为易读性与主观描述的对应关系,26,欧洲对于学校各个场所照明的推荐照度值,27,2.2.0黑板照明,黑板照明的照度值应高于教室一般照明，而且，必须采用专用灯具照射。照射黑板所直射出来的光不应进入学生眼内，学生和教师不应受到黑板反射眩光的干扰。黑板照明灯具应装在教师水平视线48度仰角以上。,28,2.2.1 黑板照明的要求,1 为了使学生看清黑板，要尽量消除黑板产生的光幕反射2 学生不会受到黑板照明灯具的直射光的照射3 黑板灯具照射黑板时，上课教师不会受直射眩光的影响（灯具要安装在教师水平视线45仰角以上位置）4 保证垂直照度，且其均匀度要好垂直照度：500lx5 灯具不应把教师的阴影投印在黑板上,29,教室内如果仅设置一般照明灯具，黑板上的垂直照度很低，均匀度差，因此对黑板应设专用灯具照明（如图221），其照明要求如下：,图 221,30,2.2.2 照明要求,(1)宜采用有非对称光强分布特性的专用灯具，其光强分布见图222。灯具在学生侧保护角宜大于40 ，使学生不感到直接眩光。,图222黑板照明灯具非对称光强分布图,31,(2)黑板照明不应对教师产生直接眩光，也不应对学生产生反射眩光。在设计时，应合理确定灯具的安装高度及与黑板墙面的距离。图22 3示出了教师、学生、黑板与灯具之间的关系。由图223可得到以下布灯原则：,图223分别为嵌入式；吊装式；壁装式,32,黑板照明灯具距地面高度与黑板到灯具之间距离的关系曲线（灯具安装在位于黑板法线成55 仰角的位置),33,2.2.3 布灯原则,1)为避免对学生产生反射眩光，黑板灯具的布灯区为：第一排学生看黑板顶部，并以此视线反射至顶棚求出映像点距离L，以P 点与黑板顶部作虚线连接，见图22 3，灯具应布置在该连接虚线以上区域内。2)灯具不应布置在教师站在讲台上水平视线45。仰角以内位置，即灯具与黑板的水平距离不应大于厶，否则会对教师产生较大的直接眩光。3)为确保黑板有足够的均匀度，灯具光轴最好以55。角入射到黑板水平中心线上，或灯具光轴瞄准点下移至距黑板底部向上13 处更为理想。,34,2.3.0 阶梯教室照明,阶梯教室作为学校教学楼的一个重要组成部分，采用智能照明控制系统通过对各照明回路进行调光控制，可预先精心设计多种灯光场景，使得阶梯教室在不同的使用场合都能有适合的灯光效果，工作人员可以根据需要手动选择或实现定时控制。推荐灯具如下（图23 1 ）,图43 1,35,(1)阶梯教室内灯具数量多，眩光干扰增大，宜选用限制眩光性能较好的灯具，如带格栅或带漫反射板(罩)型灯具、保护角较大的开启式灯具。有条件时还可结合顶棚建筑装修，对眩光较大的照明灯具做隐蔽处理。例如图23 2 是把教室顶棚分块做成阶梯形。灯具被下凸部分隐蔽，并使其出光投向前方，向后散射的灯光被截去并通过灯具反射器也向前方投射，学生几乎感觉不到直接眩光。 (2)为降低光幕反射及眩光影响，推荐采用光带(连续或不连续)及多管块形布灯方案，不推荐单管灯具方案。(3)灯具宜吸顶或嵌入方式安装。当采用吊挂安装方式时，应注意前排灯具的安装高度不应遮挡后排学生的视线及产生直接眩光，也不应影响投影、电影等放映效果。,36,图32,图23 2,37,(4)当阶梯教室是单侧采光或窗外有遮阳设施时，有时即使是白天，天然采光也不够。教室内需辅以人工照明做恒定调节。教室深处与近窗口处对人工照明的要求是不同的。为改善教室内的亮度分布，便于人工照明的恒定调节与节能，宜对教室深处及靠近窗15 处的灯具分别控制。例如图23 3 中，把教室内的灯具，按距离采光侧窗的远近分为5 组，(5)阶梯教室一般设有上、下两层黑板(上、下交替滑动)，由于两层黑板高度较高，仅设一组普通黑板专用灯具是很难达到照度及其均匀度要求的。一种方案是采用较大功率专用灯具，如表23 3 中阶梯教室方案，另一种方案是上下两层黑板采用两组普通黑板专用灯具分别照明，如图2 一4 4所示。为改善黑板照明的照度，可对两组灯具内的光源容量做不同的配置。上层黑板专用灯具内的光源容量宜为下层光源容量的123,38,图23 3 单侧采光教室照明控制方式示例,图2 44 双层黑板照明示意图,39,(6)阶梯教室内，当黑板设有专用照明时，投映屏设置的位置宜与黑板分开。一般可置于黑板侧旁，如图23 3所示。当放映时，同时也可开灯照明黑板。为减少黑板照明对投映效果的影响，投映屏应尽量远离黑板照明区并应向地面有一倾角。(7)考虑幻灯、投影和电影的放映方便，宜在讲台和放映处对室内照明进行控制。有条件时，可对一般照明的局部或全部实现调光控制。,40,阶梯教室中的照明光线与学生的关系：光从上方偏后射来，要避免自身阴影光线与教师的关系：光从上方偏前射来，要避免直射眩光和 桌面的光幕反射,41,3.0 计算机楼照明,42,计算机楼照明应避免在视觉显示屏上出现灯具、窗等高亮度光源的影像，可采用以下措施抑制。(1)选用适宜的灯具。灯具应具有在其下垂线50。角以上区域内的亮度不大于200cdma，见图31。具有蝙蝠翼式光强分布特性的灯具，一般可满足上述要求。图31中，a=50。为灯具亮度限制角，b=45。为直接眩光限制角，C=20 。为屏幕向上仰角。由于限制了灯具在a=50。以上区域的亮度，在屏幕上不会产生反射眩光和映像。操作员也不会感到直接眩光。(2)合理布置屏幕、高亮度光源(灯具、采光的窗与门等)和操作人之间的相对位置，应使操作人看屏幕时，不处在或接近高亮度光源在屏幕的镜面反射角上。(3)计算机室室内各表面反射率，见图32。,43,图31计算机教室照明,图32 计算机教室各表面反射率,44,通常，朝北的天窗采光是最好的照明，人工照明的效果应与自然采光照明相似，因此，绘画、工艺美术等教室应选用显色性好的光源。有条件时，可增设部分导轨投光灯具，增加使用的灵活性，并可用作重点照明。为了更逼真地显示物体，宜选用高显色光源，采用间接照明将物体的阴影真实地表现出来。,4.0 绘画、工艺美术等教室照明,45,实验室宜在实验台上或需要仔细观察、记录处增设局部照明。多媒体教室要满足垂直照度的要求，在接近投影屏幕处的一般照明应能独立关闭，以便能看清屏幕内容而不影响正常的视觉要求。,5.0 实验室照明和多媒体教室照明,46,The end!,Thanks!,47,