《建筑光学》PPT课件.ppt

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1、建筑光学,第十章 建筑照明,建筑照明,第一节 人工光源的光特性 第二节 灯具第三节 室内工作照明,人工光源的光特性,热辐射光源气体放电光源,(光源)热辐射光源,GLS LAMP普通白炽灯泡,HALOGENLAMP卤钨灯MR16,气体放电灯DISCHARGE,High pressureMercury lamp 汞灯,High pressuresodium lamp 高压钠灯,高压 HIGHT PRESSURE,High PressureMercury Fluorescent(Color CorrectedMercury)Lamp,Metal Halide Lamp 金卤灯,Low-Pressur

2、eMercury(TubularFluorescent)Lamp 荧光灯T12/T10/T9/T8,Compact节能灯管Dulux S L,节能灯 BFG,Low-PressureSodium Lamp 低压钠灯,低压 LOW PRESSURE,白炽灯 GLS INCANDESCENT,Blended-Light Lamp 自整流汞灯,热辐射光源,按照黑体辐射规律，任何物体都可以向四周辐射能量。当对金属加热到1000K以上时，就发出可见光。在一定范围内，温度愈高，可见光在总辐射中所占比例愈大。人们利用这一原理制造的照明光源称为热辐射光源。常见的辐射光源有白炽灯和卤钨灯。,白炽灯,白炽灯内的细

3、钨丝有电流通过时，产生高温而发光。为了避免热量的散失和减少钨丝蒸发，将灯丝密封在一玻璃壳内；为了提高灯丝温度进而提高其发光效率，将灯泡内抽成真空或充以惰性气体，并将灯丝做成双螺旋形。,组成：灯丝、支架、泡壳、填充气体和灯头。,白炽灯,白炽灯的工作特性,发光效率：8-21.5流明每瓦色温：2800k显色性：显色指数Ra=9599启动瞬间灯电流很大，大功率需分批启动调光：工作温度降低、色温降低、光效降低、寿命延长,白炽灯的优点：体积小，易于控光，可在很宽的环境温度范围下工作，结构简单，使用方便，没有频闪现象。缺点：红光较多，灯丝亮度高，散热量大，寿命短，受电压变化和机械振动影响大，尤其是发光效率很

4、低，浪费能源。,卤钨灯,利用卤钨循环消除钨沉积产生的灯泡发黑管壁温度更高、灯泡尺寸更小、工作气压更大必须使用石英玻璃或硬玻璃,卤钨灯的工作特性,光效更高，寿命期内光维持率几乎达100%色温：2800-3200k不能过分调光卤钨灯的类型：市电型、低电压型（MR灯冷光灯）,气体放电光源,气体放电光源是利用某些元素的原子被电子激发而产生光辐射的光源。普通荧光灯荧光灯管的内壁涂有荧光物质，管内充有稀薄的氩气和少量的汞蒸气。灯管两端各有两个电极，通电后加热灯丝，达到一定温度就发射电子，电子在电场作用下逐渐达到高速，轰击汞原子，使其电离而产生紫外线。紫外线射到管壁上的荧光物质，激发出可见光。根据荧光物质的

5、不同配合比，发出的光谱成分也不同。,荧光灯与白炽灯比较,发光效率较高 一般可达，比白炽灯高3倍左右。发光表面亮度低 荧光灯发光面积比白炽灯大，所以表面亮度低，光线柔和，不用灯罩也可避免强烈眩光出现。光色好且品种多 根据不同的荧光物质成分，产生不同的光色，因此，可制成接近天然光光色的荧光灯灯管。寿命较长 国内灯管为15005000h，国外有的已达到10000h以上。灯管表面温度低 荧光灯尚存缺点：如初始投资高，对温湿度敏感，尺寸较大且不利于控制光，有射频干扰和频闪现象等，尽管这样应得到广泛运用。,直管荧光灯,预热启动式用量最大，需电极预热电路快速启动式用硅外涂层或导电带来保证可靠启动瞬时启动式辅

6、助电极,直管荧光灯,紧凑型荧光灯,紧凑型荧光灯与普通荧光灯的区别在于以三基色荧光粉代替卤磷化物荧光粉。紧凑型荧光灯的灯管直径小，单位荧光粉层受到的紫外辐射强度大。三基色荧光粉能够抗高强度的紫外辐射，改善了荧光灯的维持特性，使荧光灯紧凑化成为可能。紧凑型荧光灯结构紧凑，灯管、镇流器、启辉器组成一体化，灯头也可做成白炽灯形状，使用很方便；紧凑型荧光灯的单灯光通量可小于2000lm，满足小空间照明对光通量大小的要求，可直接替代白炽灯,紧凑式荧光灯,荧光高压汞灯,荧光高压汞灯的发光原理与荧光灯相同，只是构造不同见右图。因管内工作气压为，比荧光灯高得多，荧光高压汞灯因此而得名。灯内管是发出紫外线放电管，

7、紫外线激发涂在玻璃外壳内壁的荧光物质发出可见光。,荧光高压汞灯特点,发光效率较高。一般可达50lm/W左右。寿命较长。一般可达6000h，国外已达到16000h以上。荧光高压汞灯的最大缺点是光色差，主要发绿、蓝色光。影响人们对颜色的正确分辨，所以，荧光高压汞灯常用于街道、施工现场等场所。,金属卤化物灯,金属卤化物灯的构造和发光原理均与荧光高压汞灯相似，区别是在荧光高压汞灯泡内添加了某些金属卤化物，提高了光效、改善了光色。为了提高光效，一般采用钠铊铟(NaT1In)系和钪钠(ScNa)系金属卤化物；为了获得最佳光色，常采用锡系卤化物；为了获得较高光效和很好的显色性，通常采用镧(La)系卤化物。金

8、属卤化物灯一般按添加物质种类，可分为钠铊铟系列、钪钠系列、锡系列、镝铊系列等。,金卤灯主要类型,单泡壳双端型:预聚焦灯头，能精确控光，用于高级体育场所照明双泡壳双端型：外壳中空，用于室内照明尤其是橱窗和店铺照明双泡壳单端型：一般照明最常见陶瓷电弧管金卤灯：陶瓷电弧管 光效更高、光色更好、颜色稳定、寿命长,複金屬燈,钠灯,根据钠灯泡中钠蒸气放电时压力的高低，把钠灯分为高压钠灯和低压钠灯两类。高压钠灯是在高压钠蒸气放电时辐射出可见光的。其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，适合户外照明和道路照明。低压钠灯与高压钠灯的区别是利用低压钠蒸气中放电，钠原子被激发

9、而产生的黄色光的(主要是589nm)。低压钠灯透雾能力强，但显色性极差，在室内极少用。,电弧管呈细长型，以减少光辐射的自吸收损失,高压钠灯,光效最高，显色性极差，用于郊外道路、隧道等对光色没有要求的场合。,低压钠灯,常用照明光源主要光电特性,性能,灯具,定义 不包括光源在内的配照器及附件。作用:(1)对光源发出的光通量进行再分配;(2)保护和固定光源;(3)装饰美化环境,配光曲线,灯具一旦处于工作状态，就必须向四周空间投射光通量。我们把光源各方向的发光强度在三维空间里用矢量表示出来，并把矢量的终端连接，就构成一封闭的光强体。当光强体被通过Z轴线的平面截割时，在平面上获得一封闭的交线。该交线以极

10、坐标的形式绘制在平面图上，这就是灯具的配光曲线。,荧光灯具配光曲线,金卤灯具配光曲线,工作面照度分布图示,1)深照型;2)配照型;3)广照型;4)远射型,灯具类型,灯具配光分类,39,室内工作照明,照明方式 一般照明、分区一般照明、局部照明、混合照明,不同照明方式及照度分布（a）一般照明；（b）分区一般照明；（c）局部照明；（d）混合照明,40,建筑照明设计标准,照度标准是关于照明数量和质量的规定照明数量 建筑照明设计标准GB500342004是按不同建筑、不同用途的房间或场所，分别规定了不同的照度要求，包括三类建筑和一个公用场所的照明设计照度标准值。三类建筑分别是：居住建筑、公共建筑、工业建

11、筑。,41,办公建筑照明标准值,42,查表时要注意的问题,参考平面位置照度标准值取值 1.维持平均照度值。2.照度标准值分级：0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、5000 lx。3.照明设计时一般按标准中的规定值选取。符合规范 中的特殊条件时，只能按照度标准值分级提高。,43,照明质量,眩光限制；光源颜色；照度均匀度；反射比。眩光 眩光类型：直接眩光、反射眩光、光幕反射。改善眩光的方法：光源；挂高；环境。眩光限制用统一眩光值（UGR）评价。,UGR GR,44,照明质量,光源颜色 光源颜

12、色光源色和物体色。用色温值K来衡量光源的色表颜色；用显色指数Ra来衡量光源的显色性。,45,光源的色表分类和适用场合,46,照明用灯的显色组别及适用场所,47,照明质量,照度均匀度 最小照度平均照度0.7；设计中主要从灯具的计算高度hrc和灯具间距L的适当比例来获得；混光照明问题。,工作面,LA-A,两种布灯方式比较,A-A 1.2；B-B1.5,荧光灯具配光曲线,50,照明质量,环境因素阴影照度的稳定性消除频闪效应,工作房间表面反射比,照明计算,距离平方反比定律利用系数法空间等照度曲线单位容量法,52,8只GC39型深照型灯具内装400W荧光高压汞灯hrc=10m,20000lm光源光强分布

13、（1000lm）如下：灯具维护系数K0.7,试求A点的水平面照度值。,距离平方反比定律,53,解：灯具距计算点A的水平距离为D 灯具距计算点A的空间距离为R，以1点和3点为例则,54,同理计算 求A点的总照度值。,利用系数法,光源实际投射到工作面上的有效光通量利用系数利用系数的照明计算式,影响Cu的相关因素,灯具类型和照明方式灯具的效率房间尺寸,练习,某教室尺寸为9m6m3.6m，用日光灯照明，每只灯输出光通2000lm，灯具利用系数0.52，为使课桌面上平均照度达300Ix，需设计多少只灯？灯维护系数取0.8。,58,空间等照度曲线,GC39型深照型灯具(内装GGY400型灯)的空间等照度曲

14、线,59,应用空间等照度曲线法计算公式,式中 光源的光通量，l 各灯(1000lm)对计算点产生的水平照度之和，lx 灯具的维护系数，1,水平照度,垂直照度,60,【计算示例】如图所示某车间装有8只GC39型深照型灯具内装400W荧光高压汞灯,灯具的计算高度hrc=10m,光源光通量20000lm，灯具维护系数K0.7，试求A点的水平面照度值。,灯具平面布置,解：按应用空间等照度计算 当 hrc=10m D1=D2=D7=D8=9.6m D3=D4=D5=D6=4.3m 查图 1=2=7=8=0.65lx 3=4=5=6=1.7lx,61,1.7,0.65,GC39型深照型灯具(内装GGY40

15、0型灯)的空间等照度曲线,62,经修正后得：,63,计算步骤：1)根据民用建筑不同房间和场所对照明设计的要求,首先选择照明光源和灯具；2)根据所要达到的照度要求，查相应灯具的单位面积安装容量表；3)将查到的值按下述公式计算灯具数量，据此布置一般照明的灯具，确定布灯方案。,单位容量法,64,荧光灯均匀照明近似单位容量值,S(m),65,单位容量法计算公式,式中 P总安装容量（功率），W；S 房间面积，一般指建筑面积，m；单位面积安装容量（查表）,W/m;P 一套灯具的安装容量，W；N 在规定照度下所需灯具数,套。,66,例：某实验室面积为125m,桌面高度0.8m,灯具距地3.8m,吸顶安装。拟

16、采用YG6-2型双管240W吸顶式荧光灯照明，试确定房间内的灯具数。(已知E=200Lx),S=60m、hrc=3m、h=200lx 灯具类型：40W（2）带反射罩 查表：=11.5 w/m,解：用单位容量法计算,67,荧光灯均匀照明近似单位容量值,S(m),68,YG6-2荧光灯的功率为P=80w,总安装功率为：,问题讨论,下列哪个场所可不采用白炽灯?(A)要求连续调光的场所(B)防止电磁干扰要求严格的场所(C)开关灯不频繁的场所(D)照度要求不高的场所在医院病房中，采用下列哪种类型灯具最适宜?(A)间接型灯具(B)直接型灯具(C)漫射型灯具(D)半间接型灯具,问题讨论,下列哪种灯的显色性为最佳？(A)白炽灯(B)三基色荧光灯(C)荧光高压汞灯(D)金属卤化物灯下列哪种灯的显色性为最差？(A)白炽灯(B)三基色荧光灯(C)荧光高压汞灯(D)金属卤化物灯,