第三章-室內(nèi)燈具的布置于計(jì)算

第三章室內(nèi)燈具的布置與計(jì)算第一節(jié)室內(nèi)燈具的布置

一、概述

燈具布置光的投射方向工作面的照度照度的均勻性眩光的限制陰影確定燈具在房間內(nèi)的空間位置照明安裝容量投資費(fèi)用維護(hù)檢修方便與安全是否合理（3）燈具安裝是否符合電氣技術(shù)規(guī)范和電氣安全的要求，并且便于安裝、檢修與維護(hù)。正確地選擇布燈方式應(yīng)著重考慮以下幾方面：（1）燈具布置必須以滿足生產(chǎn)工作、活動(dòng)方式的需要為前提，充分考慮被照面照度分布是否均勻，有無(wú)擋光陰影及引起的光的程度；（2）燈具布置的藝術(shù)效果與建筑物是否協(xié)調(diào)，產(chǎn)生的心理效果及造成的環(huán)境氣氛是否恰當(dāng)；二、一般照明方式典型布燈法1．點(diǎn)光源布燈燈具與墻的間距取燈間距離的1/2倍，如果靠墻區(qū)域有工作桌或設(shè)備，燈距墻也可取l/3～l/4的燈間距。圖3-1點(diǎn)光源布燈

2．線狀光源布燈圖3-2線狀光源布燈法（a）為光帶布燈方式（b）為間隔布燈方式靠墻光帶與墻之間的距離一般取S/2，若靠墻有工作臺(tái)可取S/3～S/4，光帶端部與墻的距離不大于500mm。

線狀布燈方式下，房間內(nèi)光帶最少排數(shù)線光源縱向燈具的個(gè)數(shù)

三、裝飾布燈1．天棚裝飾布燈法

圖3-4漸開(kāi)型布燈

圖3-5組合布燈

圖3-3梅花形布燈圖3-7線狀光源縱向布燈

線狀光源橫向布燈的特點(diǎn)是工作面照度分布均勻，并造成一種熱烈氣氛，且舒適感良好。線狀光源縱向布燈的特點(diǎn)是誘導(dǎo)性好，工作面照度均勻，舒適感良好。

線狀光源格子布燈的特點(diǎn)是從各個(gè)方向進(jìn)入室內(nèi)時(shí)有相同的感覺(jué)，適應(yīng)性好，有排列整齊感，照度分布均勻，舒適性好。圖3-8線狀光源格子布燈圖3-6線狀光源橫向布燈

2．室內(nèi)裝修配合布燈法

圖3-9發(fā)光天棚圖3-10光藻井圖3-11彩色玻璃天棚圖3-12頂極藻井花燈圖3-13天花藻井裝大型花燈圖3-14組合天棚式照明

3．組合天棚式和成套裝置式照明圖3-15成套裝置式照明

為了達(dá)到良好的照明效果，避免眩光的影響；保證人們活動(dòng)的空間、防止碰撞產(chǎn)生；避免發(fā)生觸電，保證用電安全，燈具要具有一定的懸掛高度，對(duì)于室內(nèi)照明而言，通常最低懸掛高度為2.4m。四、燈具的懸掛高度

與局部照明、重點(diǎn)照明、加強(qiáng)照明不同，大部分建筑物都會(huì)按均勻的布燈方式布燈，以滿足照度分布均勻的基本條件，一般在這些場(chǎng)所設(shè)計(jì)要求照度均勻度不低于0.7。五、滿足照度分布均勻的合理性

照度是否均勻主要還取決于燈具布置間距和燈具本身光分布特性（配光曲線）兩個(gè)條件。為了設(shè)計(jì)方便常常給出燈具的最大允許距高比值S/H。

當(dāng)燈下面的照度E0等于相鄰燈具中點(diǎn)處的照度E1時(shí)，此兩燈的間距S與高度H之比稱為最大允許距高比，此時(shí)，圖3-16最大允許距高比示意圖I0—燈具投射角為0o時(shí)的光強(qiáng)（cd）；Iθ—燈具投射角為θ時(shí)的光強(qiáng)（cd）；H—燈具安裝高度（m）；S—兩燈的間距（m）；各種燈距最有利的距高比如表3-1所示。燈具形式相對(duì)距離S/H宜采用單行布置的房間高度多行布置單行布置乳白玻璃圓球燈、散照型防水、防塵燈、天棚燈2.3～3.21.9～2.51.3H無(wú)漫透射罩的配照型燈1.8～2.51.8～2.01.2H搪瓷深照型燈1.6～1.81.5～1.81.0H鏡面深照型燈1.2～1.41.2～1.40.75H有反射照的熒光燈1.4～1.5——有反射照的熒光燈，帶柵格1.2～1.4——表3-1燈具最有利的距高比S/H

在已知燈具至工作面的高度H，并根據(jù)表中的S/H值，就可以確定燈具的間距S。圖3-17給出了點(diǎn)光源燈具的幾種布置和S的計(jì)算。S1S2S=S1=S2S1S2S=(S1S2)1/2S1S2S=(S1S2)1/2圖3-17點(diǎn)光源燈具的幾種布置方式及S的計(jì)算第二節(jié)室內(nèi)照度計(jì)算燈具的形式和布置方案已確定照度標(biāo)準(zhǔn)燈功率及裝設(shè)總功率任何一種計(jì)算方法都只能做到基本準(zhǔn)確。計(jì)算結(jié)果的誤差范圍在-10％～+10％。計(jì)算方法利用系數(shù)法單位功率法逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算工作面上的平均照度計(jì)算工作面任意點(diǎn)的照度一、利用系數(shù)法

根據(jù)光源的光通量、房間的幾何形狀、燈具的數(shù)量和類型確定工作面平均照度的計(jì)算方法，又稱流明計(jì)算法。

工作面上的光通量通常是直接照射和經(jīng)過(guò)室內(nèi)表面反射后間接照射的光通量之和，因此在計(jì)算光通量時(shí)，要進(jìn)行直接光通量與間接光通量的計(jì)算，增加了計(jì)算的難度。因此在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，引入利用系數(shù)的概念，使問(wèn)題簡(jiǎn)化。

1.計(jì)算平均照度的基本公式工作面上的平均照度，lx光源光通量

光源數(shù)量利用系數(shù)燈具的維護(hù)系數(shù)工作面面積2．室內(nèi)空間的表示方法

地板空間比頂棚空間比室形指數(shù)室空間比——頂棚空間高，即燈具的垂度，m；——室空間高，即燈具的計(jì)算高度，m；——地板空間高，即工作面的高度，m?！覍?，m；

——室長(zhǎng)，m；3．有效空間反射比頂棚或地板空間各表面的平均反射比頂棚或地板平面面積，㎡頂棚或地板空間內(nèi)所有表面積的總面積，㎡。一個(gè)面或多個(gè)面內(nèi)各部分的實(shí)際反射比各不相同時(shí)，其平均反射比的計(jì)算公式是

該表面的實(shí)際反射比

第i塊表面的面積表3-2房間表面的反射比表面名稱頂棚墻壁地面作業(yè)面反射比0.6～0.90.3～0.80.1～0.50.2～0.6表3-3建筑表面的反射比近似值建筑表面情況反射比（%）刷白的墻壁、頂棚、窗子裝有白色窗簾70刷白的墻壁，但窗子未裝窗簾，或掛有深色窗簾；刷白的頂棚，但房間潮濕；雖未刷白，但墻壁和頂棚干凈光亮50有窗子的水泥墻壁、水泥頂棚；木墻壁、木頂棚；糊有淺色紙的墻壁、頂棚；水泥地面30有大量深色灰塵的墻壁、頂棚；無(wú)窗簾遮蔽的玻璃窗；未粉刷的磚墻；糊有深色紙的墻壁、頂棚；較臟污的水泥地面、油漆、瀝青等地面104．利用系數(shù)U利用系數(shù)是燈具光強(qiáng)分布、燈具效率、房間形狀、室內(nèi)表面反射比的函數(shù)。表3-4是YG1-1型40W熒光燈具的利用系數(shù)表，該表在使用時(shí)允許采用內(nèi)插法計(jì)算。表上所列的利用系數(shù)是地板空間反射比為0.2時(shí)的數(shù)值，若地板空間反射比不是0.2時(shí)，則應(yīng)用適當(dāng)?shù)男拚禂?shù)進(jìn)行修正。如表3-5所示。）、頂棚空間比CCR、地板空間比FCR。（1）計(jì)算室空間比RCR（或計(jì)算室形指數(shù)（2）計(jì)算頂棚空間的有效反射比。（4）計(jì)算地板空間有效反射比。5．應(yīng)用利用系數(shù)法計(jì)算平均照度的步驟（3）計(jì)算墻面平均反射比。（5）查燈具維護(hù)系數(shù)。（6）確定利用系數(shù)。例3-1

已知某教室長(zhǎng)11.3m、寬6.4m、高3.6m，在離頂棚0.5m的高度內(nèi)安裝YG1-l型40W熒光燈10只，光源的光通量為2400lm，課桌高度為0.8m，室內(nèi)空間及各表面的反射比如圖所示。試計(jì)算課桌面上的平均照度。0.50.83.6ρ=0.35ρ=0.1ρ=0.5ρ=0.8解：使用利用系數(shù)法計(jì)算平均照度。（1）求室內(nèi)空間比（2）求頂棚的有效反射比（3）求地板空間的有效反射比（4）求墻面的有效反射比（5）確定利用系數(shù)因?yàn)閴γ娣瓷浔染鶠?.5，所以取=50%若取RCR=2，=50%，=70%，得U=0.61；=50%，=70%，得U=0.46。用內(nèi)插法可得當(dāng)RCR=2.8時(shí)：若取RCR=3，，必須進(jìn)行修正。用內(nèi)插法，可得到當(dāng)RCR=2.8時(shí)，U修=0.955，修正后的利用系數(shù)為U=0.955×0.594=0.57（6）查燈具維護(hù)系數(shù)（7）求平均照度維護(hù)系數(shù)K=0.8二、單位功率法

單位功率法的實(shí)質(zhì)是單位面積的安裝功率，用每單位被照水平面上所需要燈的安裝功率（W/㎡）來(lái)表示。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可根據(jù)不同的照明器類型、不同的計(jì)算高度、不同的房間面積和不同的平均照度要求，應(yīng)用利用系數(shù)法計(jì)算出單位面積安裝功率，并列成表格，供設(shè)計(jì)時(shí)查用。該方法通常稱為單位功率法。

單位功率法計(jì)算非常簡(jiǎn)單，但計(jì)算結(jié)果不精確，一般適用于生產(chǎn)及生活用房平均照度的照明設(shè)計(jì)方案或初步設(shè)計(jì)的近似計(jì)算。初步設(shè)計(jì)時(shí)，還可以按單位建筑面積照明用電指標(biāo)來(lái)估算照明功率。

1．計(jì)算公式每單位被照面積所需的燈泡安裝功率：PΣ——房間安裝光源的總功率，W；

A——房間的總面積，㎡；N——房間燈的總盞數(shù)；PL——每盞燈的功率，W；P0——單位功率，即房間每平方米應(yīng)裝光源的功率，W/㎡。單位功率P0取決于下列各種因素：2．使用單位容量法求照明燈具的安裝容量或燈數(shù)燈具類型，最小照度，計(jì)算高度及房間面積，頂棚、墻壁、地面的反射系數(shù)和照度補(bǔ)償系數(shù)K等。此外還與照明的布置和所選用的燈泡效率有關(guān)。吸頂式熒光燈照明，燈具效率為86%。若照度為150lx，試確定房間內(nèi)的燈具數(shù)。，桌面高0.8m，燈具吊高3.8m，吸頂安裝。擬采用YG6-2型雙管例3-2

某實(shí)驗(yàn)室面積為解：已知，h=3m，照度為150lx，查表3-7，得P0=8.6W/㎡，查附錄3，，因此一般照明總的安裝容量應(yīng)為:查附錄2，YG6-2型裝熒光燈的功率為則應(yīng)安裝熒光燈的燈數(shù)為:三、點(diǎn)光源逐點(diǎn)法計(jì)算直射照度

當(dāng)光源尺寸與光源到計(jì)算點(diǎn)之間的距離相比小得多時(shí)，可將光源視為點(diǎn)光源。一般圓盤形發(fā)光體的直徑不大于照射距離的1/5，線狀發(fā)光體的長(zhǎng)度不大于照射距離的1/4時(shí)，按點(diǎn)光源進(jìn)行照度計(jì)算誤差均小于5％。

逐點(diǎn)計(jì)算法是指逐一計(jì)算附近各個(gè)點(diǎn)光源對(duì)照度計(jì)算點(diǎn)的照度，然后進(jìn)行疊加，得到總照度的方法。1．點(diǎn)光源逐點(diǎn)照度的基本計(jì)算公式平方反比法點(diǎn)光源S照射在水平面H上產(chǎn)生的照度Eh與光源的光強(qiáng)Iθ及被照面法線與入射光線的夾角θ的余弦成正比，與光源至被照面計(jì)算點(diǎn)的距離R平方成反比。例3-3

某車間裝有8只GC39型深照型燈具，燈具的平面布置如圖3-21所示，內(nèi)裝400W熒光高壓汞燈，燈具的計(jì)算高度h=10m，光源光通量Φ=20000lm。燈具維護(hù)系數(shù)K=0.7，試求A點(diǎn)的水平面照度值。圖3-21車間燈具平面布置05101520253035404550556065707580859023423223223423421420219218216914110575352416940光源光強(qiáng)分布（1000lm）解：如圖中可見(jiàn)Eh1=Eh2=Eh7=Eh82．點(diǎn)光源應(yīng)用空間等照度曲線的照度計(jì)算當(dāng)有多個(gè)相同燈具投射到同一點(diǎn)時(shí)，其實(shí)際水平面照度Iθ為光源的光強(qiáng)分布值，則水平照度Eh可由下式算出圖3-22深照型燈具的空間等照度曲線例3-4

某車間采用GC—39深照型燈具照明，該燈具的空間等照度曲線見(jiàn)圖3-22，光源使用400W熒光高壓汞燈，其光通量為20000lm，維護(hù)系數(shù)K=0.7，燈具的出口平面至工作面高度為12m，布燈方案如圖3-23所示，試求A點(diǎn)的水平照度。圖3-23深照型燈具的布燈圖

解：由布燈方案可知，燈1和燈3對(duì)A點(diǎn)的照度是一樣的，燈2和燈4對(duì)A點(diǎn)的照度也相同。下面分別計(jì)算、查找曲線。（1）對(duì)燈1和燈3，有h=12m由圖3-22查得E1=E3=0.9（2）對(duì)燈2和燈4，有由圖上曲線查得E2=E4=0.1h=12m（3）對(duì)燈5，有h=12m由圖上曲線查得E5=0.12（4）對(duì)燈6，有由圖上曲線查得E6=0.05h=12m通過(guò)以上計(jì)算，A點(diǎn)的水平照度值為30.38lx。（5）根據(jù)公式3-11計(jì)算點(diǎn)A的總照度為四、線光源逐點(diǎn)法計(jì)算直射照度

帶狀光源的寬度與長(zhǎng)度相比很小時(shí)，可以認(rèn)為它是線光源。無(wú)限長(zhǎng)的線光源產(chǎn)生的照度與距離成反比。

,以及燈具縱軸光強(qiáng),的分布形狀的分類，確定方位系數(shù)。方位系數(shù)法的特點(diǎn)是根據(jù)計(jì)算點(diǎn)與線光源所形成的方位角圖3-24線光源與計(jì)算點(diǎn)間的方位角圖3-25燈具縱軸與橫軸光強(qiáng)分布示意圖3-26線光源縱軸光強(qiáng)分布類型A類:B類:C類:

D類:E類:方位系數(shù)計(jì)算照度的公式：（1）被照面為水平面（見(jiàn)圖3-27）圖3-27被照面為水平面（3）被照面與光源垂直且垂直于水平面（見(jiàn)圖3-29）（2）被照面與光源平行且垂直于水平面（見(jiàn)圖3-28）圖3-30計(jì)算點(diǎn)不在線光源端頭平面上時(shí)計(jì)算方法示意若計(jì)算點(diǎn)在任意位置時(shí)，則可采用將線光源分段或延長(zhǎng)的方法，按圖3-30所示分別為計(jì)算各段在該點(diǎn)產(chǎn)生的照度，然后求各段在該點(diǎn)照度的代數(shù)和：計(jì)算點(diǎn)在線光源PM端頭平面上計(jì)算點(diǎn)不在線光源PM端頭平面上計(jì)算點(diǎn)不在線光源PM端頭平面上線光源，計(jì)算時(shí)只要相應(yīng)地乘以折算系數(shù)Z即可，此時(shí)誤差不超過(guò)10%，對(duì)于非連續(xù)線光源，當(dāng)燈具間隔不超過(guò)時(shí)，可看作是連續(xù)的當(dāng)燈具的間隔超過(guò)時(shí)，可按下式計(jì)算：圖3-31燈具間隔時(shí)，方位角的示意第三節(jié)眩光計(jì)算一、不舒適眩光眩光失能眩光不舒適眩光

統(tǒng)一眩光值UGR的基本公式計(jì)算1．小光源的眩光

投影面積，這相當(dāng)于在室內(nèi)距離下一個(gè)直徑為80mm的圓片。定義

當(dāng)小光源位于偏離視線5o時(shí)所產(chǎn)生的眩光可用其光強(qiáng)（I）來(lái)確定，即。因此，小光源的統(tǒng)一眩光評(píng)價(jià)（UGR）公式為當(dāng)UGR=13時(shí)，不能超過(guò)300lx；當(dāng)UGR=16時(shí)，不能超過(guò)600lx；當(dāng)UGR=19時(shí)，不能超過(guò)1000lx；當(dāng)UGR=22時(shí)，不能超過(guò)1600lx。2．大光源（發(fā)光頂棚、均勻的間接照明）的眩光大光源專指發(fā)光頂棚和均勻的間接照明。定義

如果需要較高的照度但較低的UGR時(shí)，可以用很好地遮蔽的局部照明，亦可適當(dāng)控制亮度的發(fā)光頂棚（如格柵頂棚）來(lái)解決。

CIETC3.01提出：一個(gè)漫射發(fā)光頂棚或均勻的間接照明，在某一要求的UGR值下提供的照度，不能超過(guò)下列值：小光源和大光源是兩個(gè)極端，但絕大多數(shù)燈具是介于這兩者之間的一般光源。對(duì)于這類光源的眩光評(píng)價(jià)不能直接應(yīng)用UGR公式，故需要加以修改，使它能在要求的精度內(nèi)，并且兩頭都與該種光源的評(píng)價(jià)方法得出的結(jié)果一致。將修改后的眩光評(píng)價(jià)法稱之為GGR，即“大光源評(píng)價(jià)法”，其公式為

3．一般光源（介于小光源和大光源之間）的眩光4．不均勻的間接照明的眩光上述公式適用于要求UGR=19的情況，對(duì)于其他UGR值，需要乘以下列系數(shù)：UGR=13時(shí)，乘以0.3；UGR=16時(shí)，乘以0.6；UGR=22時(shí)，乘以1.6使用鏡面反射器和鏡面格柵時(shí)，其亮度在實(shí)際投影面上有相當(dāng)變化，對(duì)此類燈具我們需要確定其有效亮度L，比較合理的定義可以建立在假設(shè)最大光強(qiáng)（Imax）的方向上全部閃亮。5．復(fù)雜光源的眩光（1）漫射光源。對(duì)于此類燈具