光学总复习-河科大.ppt

建 筑 光 环 境,河南科技大学 李宁,本篇知识构架,第1章 建筑光学基本知识 光环境的相关概念第2章 天然采光 各种采光窗的采光特性和采光设计及计算方法第3章 建筑照明 人工光源和灯具的光学特性及其基本的照明设计和计算方法,第1章建筑光学基本知识,人眼看到的光是一种能够直接引起视感觉的电磁辐射，其波长范围为380780nm。,电磁波谱,明视觉、暗视觉和中间视觉,明视觉是指在明亮环境中（大于 3cd/m2以上的亮度水平），主要由视网膜的锥体细胞起作用的视觉。明视觉能够辨认很小的细节，此时人眼具有颜色感觉，而且对外界亮度变化的适应能力强，反应迅速。暗视觉是指在黑暗环境中（小于0.01cd/m2以上的亮度水平），主要由视网膜的杆体细胞起作用的视觉。暗视觉只有明暗感觉而无颜色感觉，也无法辨认物体的细节，对外部明暗变化的适应能力低，反应缓慢。中间视觉发生在明视觉与暗视觉之间，此时视觉系统的锥状和杆状细胞同时在起作用，二者的作用大小依实际而变化。,视觉适应,从明亮环境到较暗环境时，人眼对环境转换的适应称为暗适应，适应时间较长。从较暗环境到明亮环境时，人眼对环境转换的适应称为明适应，适应时间较短。,光谱光视效率,在明暗视觉下，人眼观看相同功率、不同波长的光辐射，感觉到的明亮程度不同。人眼的这种特性常用光谱光视效率V()的曲线表示。明视觉时，人眼感到黄绿光部位最亮，最大值 在波长555nm处；暗视 觉时，蓝绿光部位最亮，最大值在507nm。在不同光亮条件下 人眼感受性不同的现象称 为普尔金耶效应（Purkinje effect）,光通量是说明某一光源向四周空间发射出的总光能量。不同光源发出的光通量在空间的分布是可以调节的。例如，使用灯罩就会使得同一光源向下反射的光通量增加，故，了解光通量的空间分布状况也很必要,发光强度正是其表征,1.光通量,2.发光强度 I,发光强度：表示光源光通量的空间密度 光源在某一方向的发光强度定义为光源在该方向上单位立体角内发出的光通量。表示发光强度与方向有关单位：坎德拉(candela,cd),光通量和发光强度都是光源自身的特性，对于被照面而言，常要研究其实际被照射的程度，常用“照度”来衡量。定义：落在单位面积被照面上的光通量的数值，即被照面上的光通量密度。表达式（当光通量均匀分布在被罩表面上时）：其中，为光通量（lm），A为被照面面积（m2）单位：勒克斯(lux,lx)，相当于1 lm的光通量均匀分布在1 m2的被照面上,3.照度 E,4.光源的发光强度 I 与被照面的照度E之间的关系,i入射光线与被照面法线间的夹角。,射束截面法线与射束方向间的夹角。（发光面法线与视线方向的夹角）,5.亮度 L,5.1定义 相同照度条件下，人眼观看黑、白两个物体，感觉白色物体亮得多，说明人眼对物体的视觉感觉不能用物体表面照度来直接说明。亮度的定义为：发光体在视线方向上单位面积发出的发光强度。,人们能看到的最低亮度（称“最低亮度阈”）10-5cd/m2亮度上限16104cd/m2，超过上限，感到刺眼，无法坚持工作；,5.2 亮度表达式,L表示与表面法线成角方向上的亮度。射束截面法线与射束方向间的夹角。（发光面法线与视线方向的夹角）,由于物体表面亮度在各方向不一定相同，与表面法线成角方向上的亮度（假设角方向上射束截面A的发光强度 均相等时）：,亮度和照度有何区别？照了不一定亮！,E被照面照度，lx；L发光表面亮度，cd/m2；A发光表面面积，m2；r 光源至被照面距离，m；光源射线与光源法线夹角；i光源射线与被照面法线夹角。,6.光源亮度L与被照面照度E的关系,小结,按照材料反光透光特性，将其分为两大类：一类属于规则的，另一类为扩散的。,反光和透光材料,规则反射与透射材料,入射角反射角例子：玻璃镜、磨得很光滑的金属表面应用：利用反射光线的指向性，将表面放在合适位置，将光线反射到需要的地方，或避免光源在视线中出现,光线射到透明材料上则产生规则透射。规则透射是在无漫射的情况下，按照几何光学的定律进行的透射：材料两表面平行，则光线透射方向与入射方向平行；若两表面不平行，透射光线也不与入射光线平行。例子：平板玻璃，隔着它可以清楚地、毫无变形地看到另一侧景物；压花玻璃，使外界形像扭曲不清，不分散室内人们注意力，又避免室内活动从室外一览无余。,扩散反射与透射材料,分两类：漫射材料、混合反射与透射材料漫射材料（均匀扩散材料）入射光线均匀地向四面八方反射或透射，各角度亮度相同例子：石膏和大部分无光泽、粗糙的建筑材料，如粉刷涂料、砖墙等属于漫反射材料；乳白玻璃和半透明塑料属于漫透射材料，透过它看不见光源形像或外界景物，只能看见材料本色和亮度上的变化，常用于灯罩、发光顶棚，以降低光源亮度，减少刺眼程度。,混合反射与透射材料同时具有规则和扩散两种性质与入射角相同的反射角方向上、与入射方向一致的透射方向上有最大亮度，其它方向也有一定亮度例子：光滑的纸、较粗糙的金属表面、油漆表面及磨砂玻璃（注意与压花玻璃不同）应用：办公桌表面材质,分类失能眩光：如白天眼睛正视太阳、夜间眼睛正视迎面而来的汽车灯光。不舒适眩光：一个很大的高亮度光源在接近视线的范围内，虽不会降低视力，但会引起视觉上的不舒适。如看阳光下的积雪等。直接眩光：由高亮度光源的光线直接进入人眼内所引起反射眩光：光源通过光泽表面，特别是抛光金属如镜面反射进入人眼引起,眩光,避免眩光的措施,减轻或消除直接眩光的措施1.限制光源亮度。（当光源亮度超过16sb时，应考虑采取措施将光源挡住灯泡+灯罩）2.增加眩光光源的背景亮度，减少两者之间的亮度对比。（深色桌面与白纸亮度对比大，不舒适桌面浅色）3.减小形成眩光的光源视看面积，即减小眩光光源对观测者眼睛形成的立体角。（灯具做成橄榄形）4.尽可能增大眩光光源的仰角。（提高灯的悬挂高度）,减轻反射眩光的措施：1.尽量使视觉作业的表面为无光泽表面，以减轻镜面反射而形成的反射眩光。2.应使视觉作业避开和远离照明光源同人眼形成的镜面反射区域。3.使用发光面积大、亮度低的光源。4.使引起镜面反射的光源形成的照度在总照度中所占的比例减少，从而减少反射眩光的影响。,光源的显色性,物体色在不同照明条件下的颜色感觉可能变化，这种变化可用光源的显色性来评价。显色性用显色指数度量，值越高，显色性越优良，因此需根据使用场所恰当选择。,第2章 天然采光,光气侯：由太阳直射光、天空漫射光和地面反射光形成的天然光平均状况天然光的组成：太阳直射光（直接光）：太阳光穿过大气层时，一部分透过大气层达到地面，称为直接光。它形成的照度高，并具有一定的方向，在物体背后出现明显的阴影。天空漫射光（扩散光）：太阳光中一部分碰到大气层中空气分子、灰尘、水蒸气等微粒，产生多次反射，形成天空扩散光。它使天空具有一定亮度，这部分光形成的照度较低，没有一定方向，不能形成阴影。,光气候和采光系数,光气候分区及采光系数,建筑采光设计标准GB50033 2013 根据室外天然光总照度分布状况将全国划分为类光气候区,采光系数,采光标准的数量评价指标以采光系数表示。因为室外天然光在一天中变化很大，从而影响室内光线的变化，故，目前国际上一般均采用采光系数这一相对值来评价采光效果。,采光系数：在室内参考平面上的一点，由直接或间接地接收来自假定和已知天空亮度分布的天空漫射光而产生的照度与同一时刻该天空半球在室外无遮挡水平面上产生的天空漫射光照度之比。室内某一点的采光系数，可按下式计算：,各光气候区的室外天然光设计照度值Es应按下表采用。所在地区的采光系数标准值应乘以相应地区的光气候系数K。,注：室外天然光设计照度值室内全部利用天然光时的室外天然光最低照度。,窗洞口,按窗洞口位置，可分为侧窗和天窗。,可以通过采光口调整采光系数,1.侧窗,侧窗：在房间的一侧或两侧墙上开的窗。是最常见的一种采光形式。特点：构造简单，布置方便，造价低廉，光线具有强烈的方向性，有利于形成阴影，因此对观看立体物件特别适宜；并可直接看到外界景物，扩大视野，被普遍使用。一般设置在1m左右高度。高侧窗：有时为了争取更多的可用墙面，或提高房间深处的照度，以及其它原因，将窗台提高到2m以上，称为高侧窗。,应用：进深不大，仅有一面外墙的房间，普遍利用单侧窗采光。1.1.1 优缺点主要优点：光线自一侧投射，有显著的方向性，易形成良好的光影造型。当工作台与有窗的外墙垂直布置时，能有效避免不舒适的眩光。缺点：侧窗采光房间的昼光照度随离开窗子的距离而迅速降低，照度分布很不均匀。,1.1 单侧窗,对于采光量而言，当采光口面积相等、窗台标高一致时，正方形窗口采光量最多，竖长方形次之，横长方形最少。从照度均匀性来看，竖长方形在房间进深方向均匀性好，横长方形在房间宽度方向较均匀，方形居中。所以，窗口形状应该结合房间形状来选择，如窄而深房间宜用竖长方形窗，宽而浅房间宜用横长方形窗。,1.1.2 侧窗形式对采光的影响,对于沿房间进深方向的采光均匀性而言，最主要的是窗位置的高低。影响房间横向采光均匀性的主要是窗间距，窗间距愈宽，横向均匀性愈差，特别是靠近外墙区域。,比较(a)(b),低窗时近窗处照度很高，往里侧迅速下降；窗提高后，虽近窗下降，但远窗提高很多。（c）可看出靠窗区域照度很不均匀。,窗面积减少，必将减少室内采光量：上沿高度不变，改变窗台高度随窗台提高，明显减少近窗处照度，而室内深处照度变化不大；窗台高度不变，改变上沿高度随上沿下降，近窗、远窗照度均有一定下降；窗高不变，改变窗宽随窗宽减小，墙角处暗角面积增大。窗宽在窗高4倍以内时，照度变化加剧；4倍以上时，可近似看做无限长窗。,1.1.3 侧窗尺寸、位置对采光的影响,阴天，窗口朝向对室内采光状况无影响；晴天，窗口朝向影响较大。如图，从室内照度，尤其是近窗照度的大小排序：朝阳阴天背阳,1.1.4 不同天气状况对采光的影响,在相对两面侧墙开窗能将采光进深加倍，同时缓和实墙与窗洞间的亮度对比；相邻两面墙上都开侧窗，在缓和墙与窗的对比上效果更显著，但采光进深增加有限。,1.2 双侧窗,阴天时，双侧窗可视为两个单侧窗，照度变化按房间中心对称分布；晴天时，朝阳侧照度高得多。,沿房间进深方向照度下降很快，分布很不均匀；窗台高度主要影响近窗照度；窗上沿高度主要影响远窗照度；窗位置高低主要影响房间进深的采光均匀性；窗间墙主要影响横向采光均匀性；天气状况和窗口朝向对采光影响较大。,侧窗采光特点小结,1）提高窗位置高度。但是，受层高限制，只能保证有限进深的采光要求，一般不超过窗高的2倍，更深的地方宜采用人工照明补充；2）采用乳白玻璃、玻璃砖等扩散透光材料，或采用将光线折射至顶棚的折射玻璃。这些材料在一定程度上能提高房间深处的照度，有利于加大房屋进深，降低造价；3）增设反光、导光措施：如在室 内外配合设置水平反光板，将更多光线反射进室内；,1.3 改善侧窗采光缺陷的措施,4）增加进入室内的光线：在多层建筑中，退台式可增加一些屋面，成为反射面，当屋面刷白时，对上一层室内采光量增大的效果很明显；北向房间利用对面建筑立面的反射也是同样道理 小区布置对采光也有影响，平行布置房屋，需要留足够的间距，否则挡光严重。如果仅从挡光影响的角度看，将一些建筑转180布置，这样可减轻挡光影响。,天窗是在屋顶上开窗。一般可分为矩形天窗、锯齿形天窗和平天窗。其中，矩形天窗分为纵向矩形天窗（矩形天窗）、横向天窗和井式天窗。,矩形天窗装在屋架以上特点：采光效率最低，但眩光小，便于组织自然通风。,2.1 矩形天窗,2.天窗,井式天窗设在屋架上下弦之间，主要用于高温车间。,为了增加室内采光量，将矩形天窗的玻璃作成倾斜的，称为梯形天窗。优点：采光量增加（与矩形天窗相比约60%）缺点：1.均匀度差 2.容易积尘，污染严重 3.构造复杂，阳光易射入室内,2.2 锯齿形天窗,特点：屋顶倾斜，可以充分利用顶棚的反射光，采光效率比矩形天窗约高15%-20%。当窗口朝北布置时，完全接受北向天空漫射光，光线稳定，直射日光不会照进室内，因此减小了室内温湿度的波动及眩光。为减小多跨大面积锯齿形天窗单方向进光方向性强的特点，应尽量提高顶棚反射率并选择正确的布置方式。,2.3 平天窗,平天窗：是在屋面上直接开洞，铺上透光材料（如钢化玻璃、夹丝平板玻璃、玻璃钢、塑料等）特点：平天窗施工方便，布置灵活，造价低（仅为矩形天窗的 21%-37%），照度易于达到均匀平天窗在水平面的投影面积 比相同面积的垂直窗的投影 面积大，采光效率比矩形天 窗高2 3倍,平天窗在屋面的位置影响均匀度和采光系数平均值。二者间距（两窗中心点之距）在窗位置高度（窗中心点至工作面）的2.5倍范围内，易保证必要的均匀性。当它布置在屋面中部偏屋脊处，均匀性和采光系数均较好。,缺点：污染严重，特别在西北多沙尘地区应慎重考虑。易产生眩光和过热现象，需采取措施避免。在北方寒冷地区要有防凝水措施。,不同采光类型在室内形成不同光分布，采光标准按采光类型（侧面、顶部采光）给出不同要求：,采光系数标准值在规定的室外天然光设计照度下，满足视觉功能要求时的采光系数值。,1.2 采光质量,采光均匀度采取措施减小窗眩光室内各表面具有适当的光反射比,1 住宅日照与采光设计,采光设计举例,住宅设计规范GB50096-2011：每套住宅至少应有一个居住空间能获得冬季日照。城市居住区规划设计规范GB 50180-93(2002 年版）：住宅日照标准应符合下表规定，对于特定情况还应符合下列规定：（1）老年人居住建筑不应低于冬至日日照2小时的标准；（2）在原设计建筑外增加任何设施不应使相邻住宅原有日照标准降低；（3）旧区改建的项目内新建住宅日照标准可酌情降低，但不应低于大寒日日照1小时的标准。,住宅正面间距应按日照标准确定的不同方位的日照间距系数控制，也可以按下表不同方位折减系数换算。,注：1、表中方位为正南向(0)偏东、偏西的方位角。2、L为当地正南向住宅的标准日照间距(m)。3、本表指标仅适用于无其它日照遮挡的平行布置 条式住宅之间。,建筑物的日照间距计算公式为：L=H ctg cos,现今把直射阳光引入室内最常用的窗是普通侧窗、凸窗、转角窗、落地窗等，技术上的采光设计主要应考虑：尽量提高窗上檐高度，使光线射到离窗较远的空间部位；选用无色透明玻璃，提供良好的视野及真实的户外景观；装置可调节的遮阳，以适应不同季节和一日里不同时刻自然光的变化和使用者的要求；窗系统应与建筑的主体外围护结构有同样的保温隔热特性；满足日常使用中的其他要求，诸如安全、自然通风、操作简便、清洁维护等。,二、采光设计举例,2 教室采光设计2.1 教室光环境要求（1）在整个教室内应保持足够的照度，且照度分布要求比较均匀，使坐在各个位置上的学生具有相近的光照条件。（2）合理地安排教室环境的亮度分布，消除眩光，使能保证正常的视度，减少疲劳，提高学习效率。（3）较少的投资和较低的经常维持费用。,2.2 教室采光设计要点基准建筑采光设计标准规定：普通教室内 侧面采光的采光系数最低值不应低于3.0，室内天然光照度不应低于450lx。（1）均匀的照度分布 由于学生是分散在整个教室内，要求保证照度分布均匀，希望在工作区域照度差别限制在1:3之内，在整个房间不超过1:10，这样可以避免眼睛移动时，为了适应不同照度而引起视觉疲劳。,对于单侧采光，很难把照度分布限制在上述范围之内。可采取的措施：把窗台高度提高到1.2m，将窗上沿提至顶棚处，这样可降低近窗处照度，提高靠近内墙处照度，减少照度不均匀性，而且还使靠窗坐着的学生看不见室外（中学生坐着时，视线平均高度为113116cm），以减少学生分散注意力的可能性。尽量采用断面小的窗框材料（如钢窗等），使玻璃净面积与地板面积比不小于1:5。在条件允许时，可采用双侧采光来控制照度分布。,（2）对光线和阴影的要求 光线方向最好从左侧上方射来，以免在书写时手挡光线，产生阴影，影响书写。如果采用双测采光，则应区分主次，将主要采光窗放在左边。开窗分清主次，还可以避免在立体物件上产生两个相近浓度的阴影，歪曲立体形象，导致视觉误差。（3）避免眩光 教室内最容易产生的眩光是窗口。为防止直射阳光射入室内，还可以通过建筑朝向的选择和设置遮阳等手段来实现。从采光稳定和避免直射阳光的角度来看，窗口最好朝北，这样在上课时间内可保证无直射阳光进入教室，光线稳定。但在寒冷地区，为了与采暖协调，可将窗口朝南。其它朝向如东、西向，尽可能不采用。,（4）室内装修 室内装修对采光有很大的影响，特别是侧面采光。室内深处的光主要来自顶棚和内墙的反光，顶棚和内墙的光反射比应选择最高值。外墙上侧窗的亮度较大，为了使窗间墙的亮度与之较为接近，其表面装修应采用光反射比高的材料。黑板的光反射比较低，装有黑板的端墙的光反射比也应稍低。室内表面亮度应尽可能接近，特别是邻近的表面亮度相差不能太悬殊。若课桌采用暗色油漆，则与白纸和书形成强烈的亮度对比，不利于视觉工作，应尽可能选用浅色的表面处理。,表面装修宜采用扩散性无光泽材料，它可以在室内反射出没有眩光的柔和光线。黑板与学生书本之间的亮度差别不应过大 黑色油漆黑板的光反射比很低，与白色粉笔字形成明显的黑白对比，有利于提高视度，但它的亮度太低，不利于整个环境的亮度分布。同时，黑色油漆形成的光滑表面，极容易产生镜面反射，在视野内可能出现窗口的明亮反射形象，降低视度。采用毛玻璃背面涂刷黑色或暗绿色油漆的做法，就可很好地解决这一问题。,各种无光泽表面在光线入射角大于70时，也可能产生混合反射，在入射角对称的方向上，就会出现明显的规则反射，应注意避免光线以大角度入射。在采用侧窗时，最容易产生反射眩光的地方是离黑板端墙1.01.5m范围内的一段墙，在这范围内最好不要开窗，或采取措施（如用窗帘、百叶等）降低窗的亮度。也可将黑板做成微曲面或折面，使入射角改变，因而反射光线不致射入学生眼中。,或将黑板与墙面成1020夹角倾斜放置，不仅可将反射眩光减小到最低限度，而且使书写方便。也可增加黑板照度（利用天窗或人工照明），减轻明亮窗口在黑板上的反射影像的明显程度。,（5）梁和柱的影响 侧窗采光时，若梁的方向与外窗平行，则梁的背窗侧形成阴影，不但造成顶棚亮度对比，还减弱整个房间反射光，对靠近内墙处光线影响大，不宜采用。故应使梁与外窗垂直或吊顶处理。（6）窗间墙,尽量压缩窗间墙至1.0m或更小；,3 美术馆采光设计3.1 采光要求（1）适宜的照度 展品表面照度保证观众正确识别展品颜色和辨别其细部，同时应考虑光敏物质（如水彩、彩色印刷品）对展品照度的限制。,（2）合理的照度分布 在一幅画上不出现明显的明暗差别，一般认为全幅画上的照度最大值及最小值之比应保持在3:1之内，还要保证悬挂美术作品的墙面上有足够的照度，比值应保持在10:1之内。,（3）避免在观看展品时明亮的窗口处于视觉范围内（4）避免一、二次反射眩光 一次反射：由于画面本身或它的保护装置具有镜面反射特性，光源（灯或明亮的窗口）经过它们反射进入观众眼中，这时，在较暗的展品上出现一个明亮的窗口（或灯）反射形象。解决办法：将窗口提高或将画面稍加倾斜。,二次反射：当观众本身或室内其它物件的亮度高于展品表面亮度，而它们的反射形象又刚好进入观众视线内，这时观众会在画面上看到本人或物件的反射形象，干扰看清展品。,解决办法：调整人或物件与画面的相互位置，控制反射形象进入视线；提高展品的亮度，使其高于室内的一般亮度。,改变橱窗玻璃的倾角或形状,（5）环境亮度和色彩 陈列室内的墙壁是展品的背景，如果它的彩度和亮度都高，不仅会喧宾夺主，而且它的反射光还会歪曲展品的本身色彩。因此，墙的色调宜选用中性，其亮度应略低于展品本身的亮度，光反射比一般取0.3左右为宜。（6）避免阳光直射展品，导致展品变质（7）采光口不占或少占供展出用的墙面,第3章 建筑照明,1.热辐射光源,热辐射光源：任何物体的温度高于绝对温度零度，就会向四周发射辐射能。当金属加热到1000K以上时，就发出可见光。温度愈高，可见光在总辐射中所占的比例就愈大。人们利用这一原理制造的照明光源称为热辐射光源。白炽灯卤钨灯,电光源的类型与各自的特点、适用范围,1.1 白炽灯,白炽灯是一种利用电流通过细钨丝所产生的高温而发光的热辐射光源。为了避免热量的散失和减少钨丝蒸发，将灯丝密闭在一玻璃壳内；为了提高灯丝的温度，以便发出更多的可见光，提高其发光效率，一般将灯泡内抽成真空（适用于小功率灯泡），或充以惰性气体，并将灯丝做成双螺旋形（适用于大功率灯泡）。,光效低，6.921.5lm/W(只有23%电能转变为光，其余都以热辐射形式损失掉)色偏暖 25003000K灯丝高温(2300 K以上)，高亮度，有眩光寿命短 1000h无频闪现象调光性好耐频繁开关费用低，装饰性强,缺点,优点,1.2 卤钨灯,卤钨灯是填充气体内含有部分卤族元素或卤化物的充气白炽灯。卤族元素（如碘、溴等）的作用是高温条件下，将钨丝挥发出来的钨元素带回到钨丝附近的空间，甚至送返钨丝上，以便延缓灯丝的挥发。,热辐射光源,特点光效和寿命均高于白炽灯，亮度可调节光效达到 25lm/W寿命约为20005000h光色好，光输出稳定广泛应用于商业展示、娱乐、建筑物外观照明、广告和停车场,气体放电光源是由气体、金属蒸气或几种气体与金属蒸气的混合放电而发光的光源。荧光灯紧凑型荧光灯（节能灯）荧光高压汞灯金属卤化物灯高/低压钠灯氙灯冷阴极荧光灯高频无极感应灯,2.气体放电光源,2.1 荧光灯,优点：光效较高，比白炽灯高3倍左右，可达90lm/W寿命长150010000h发光表面亮度低，光线柔和光色好且品种多显色性较好（5198）表面温度低缺点：初始投资高，对温湿度较敏感，尺寸较大，不利于控光，有射频干扰和频闪现象,2.2 紧凑型荧光灯,与荧光灯类似，但体积小，将放电管弯曲或拼结成一定形状光效高寿命长节能效果明显启动快体积小，使用方便非方向性光源，适用于一般整体式照明,特点：光效较高，可达50lm/W左右 寿命长，可达12000h光色差，主要发蓝绿光可用于景观照明、不需分辨颜色的场所,2.3 荧光高压汞灯,外玻壳内壁涂有荧光物质的高压汞灯，发光原理与荧光灯相同，构造不同，又称高强度气体放电灯（HID灯）,2.4 金属卤化物灯,在荧光高压汞灯基础上发展而来，提高了光效，改善了光色启动46min才能达到正常光通（非应急照明）寿命长 1200020000h单灯功率大,应用广泛运动场所照明建筑物与纪念碑外观照明大面积照明（港口、码头）,2.5 钠灯,低压钠灯主要产生589nm的黄色光透雾能力强，在恶劣天气下能见度较好显色性极差可用于道路和停车场照明，室内极少使用,（1）低压钠灯,利用钠蒸气放电而发光的电光源,（2）高压钠灯,辐射光的波长主要集中在人眼最灵敏的黄绿色光范围内光效高、寿命长、透雾能力强道路照明、户外照明、建筑物外观照明、运动场馆照明、显色性要求不高的场所中显色型和高显色型高压钠灯的显色性比普通高压钠灯好，可用于室内照明,利用氙气放电而发光的电光源 特点：辐射光谱与太阳光极相似光效较高可瞬时点燃，且可频繁多次点燃氙灯光源应用领域非常广泛，例如用于各类光催化实验；模拟日光可见光加速实验；各类模拟日光紫外波段加速实验等研究；以及大面积广场照明。,2.6 氙灯,冷阴极荧光灯，简称CCFL（Cold Cathode Fluorescent Lamps），具有体积小、亮度高、寿命长的特点，但工作前需要预热。该类光源广泛应用于液晶显示器，液晶电视机的背光源中，也有用于室内的。,2.7 冷阴极荧光灯,2.8 高频无极感应灯,气体放电时通过电磁感应而产生光超长寿命80000100000h高效节能、绿色环保体积小无频闪显色性好瞬间启动，可多次开关它几乎汇集了所有不同类型电光源的优点。尤其适合在照明可靠性要求较高，需要长期照明而维修、更换灯具困难的场所使用（桥梁、塔、高层建筑屋顶、广告标识）,发光二极管LED,LED可以直接把电能转化为光能，与传统照明光源相比，具有如下显著特点：光色纯、彩度大寿命长体积小、响应快、无污染、控制灵活主要应用于：各种室内外显示屏、交通讯号显示光源、汽车、电子手表、手机、儿童穿的闪光鞋等,3.固体发光光源,固体材料与电场相互作用而发光的光源。,1.1 配光曲线 任何光源和灯具在工作状态下，就会向四周空间投射光通量。灯具各方向的发光强度在三维空间用矢量表示，所有的矢量终端连接构成一封闭的光强体，被通过Z轴线的平面截割而获得的封闭交线即为灯具的配光曲线。不同的灯+灯具组合对应不同的配光曲线。,灯具的光特性,配光曲线上的每一点，表示灯具在该方向上的发光强度。只要知道灯具对计算点的投光角，就能查到相应的发光强度I,利用公式：就可求出点光源在计算点上形成的照度。,1.2 遮光角 光源最边缘一点和灯具出光口的连线与水平线之间夹角。用表示。当人眼平视时，如果灯具与眼睛的连线和水平线的夹角小于遮光角，则看不见高亮度的光源。当灯具位置提高，和视线形成的夹角大于遮光角，虽可看见高亮度的光源，但夹角较大，眩光程度已大大减弱。,当灯罩用半透明材料做成，即使有一定遮光角，但由于它本身具有一定的亮度，仍可能成为眩光光源，故应限制其表面亮度值。,国际照明委员会按光通量在上、下半球的分布将灯具划分为五类：直接型、半直接型、漫射型、半间接型、间接型。,2.灯具的分类,照明的均匀度,作业区域，尤其是长时间使用视力工作的场所中（如教室、办公室），工作面的照明应该非常均匀。公共建筑的工作房间和工业建筑作业区域内的一般照明照度均匀度（即规定表面上的最小照度与平均照度之比）不应小于0.7，而作业面临近周围的照度均匀度不应小于0.5。房间或场所内的通道和其他非作业区域的一般照明的照度值不宜低于作业区域一般照明照度值的1/3。,室内环境照明设计,1 空间亮度的合理分布,一般将室内空间划分为若干区，按其使用要求给予不同的亮度处理。（1）视觉注视中心 人们习惯于将目光转向较亮的表面，可利用此将需要突出的物体亮度超过相邻表面亮度510倍。（2）活动区 是人们工作、学习的区域。照度应符合照明标准规定，亮度不应变化太大，以免引起视觉疲劳。（3）顶棚区 在室内起次要和从属作用，亮度不宜过大。（4）周围区域 亮度一般不要超过顶棚区，以免喧宾夺主。房间亮度：活动区顶棚区 周围区域，同时突出视觉中心。,2 强调照明技术和艺术,用于室内某些需要突出其造型、轮廓、艺术性等的局部。（1）扩散照明 大面积光源照射物体和其周围环境，能产生大面积柔和的均匀照明。特别适用于起伏不大，但颜色丰富的场合，如壁画。缺点是易产生平淡感。（2）直射光照明 能确切显示被照表面质感和颜色细部。（3）背景照明 光源放在物体背后或上面，照亮物体背后的表面。宜用来显示轮廓丰富、颜色单调、表面平淡的物品。如古陶、铜雕或植物等。（4）墙泛光 用光线将墙面照亮，形成一个明亮表面，使人感到空间扩大，强调出质感，使人们把注意力集中于墙上的美术品。,当人们观看物体，为了完整充分地表现其形象，还应考虑以下因素：光线的扩散和集中,闪烁处理 能在亮度均匀无变化场合，创造一种活跃气氛。颜色 处理好光源色与物体色关系；在天然光和人工光同时使用的房间中，应使电光源光色与天然光接近，且单独使用时也能被人们接受。,3 满足心理需要,不同照明空间给人以不同感受，它可使一个空间显得宽敞或狭小；可使人感到愉悦或压抑，甚至可影响人的情绪和行为。运用照明可获得开敞感、透明感、轻松感、私密感、活力感、恐怖不安全感、黑洞感等等。,建筑物夜景照明,三种方式：轮廓照明（“串灯”照明）泛光照明（采用投光灯照明）内透光照明,