室內(nèi)照明設(shè)計方案技巧及其科學(xué)計算方法

室內(nèi)照明設(shè)計技巧及其科學(xué)計算方法一、室內(nèi)照明設(shè)計及方式1、簡介目前室內(nèi)常用的幾種照明方式，根據(jù)燈具光通量的空間分布狀況及燈具的安裝方式，室內(nèi)照明方式可分為五種：照明方式的選擇：2、直接照明光線通過燈具射出，其中90%-100%的光通量到達(dá)假定的工作面上，這種照明方式為直接照明。這種照明方式具有強(qiáng)烈的明暗對比，并能造成有趣生動的光影效果，可突出工作面在整個環(huán)境中的主導(dǎo)地位，但是由于亮度較高，應(yīng)防止眩光的產(chǎn)生。如工廠、普通辦公室等。3、半直接照明半直接照明方式是半透明材料制成的燈罩罩住光源上部，60％—90％以上的光線使之集中射向工作面，10％-40%被罩光線又經(jīng)半透明燈罩?jǐn)U散而向上漫射，其光線比較柔和.這種燈具常用于較低的房間的一般照明。由于漫射光線能照亮平頂,使房間頂部高度增加，因而能產(chǎn)生較高的空間感.4、間接照明間接照明方式是將光源遮蔽而產(chǎn)生的間接光的照明方式,其中90％-100％的光通量通過天棚或墻面反射作用于工作面，10％以下的光線則直接照射工作面。通常有兩種處理方法，一是將不透明的燈罩裝在燈泡的下部，光線射向平頂或其他物體上反射成間接光線;一種是把燈泡設(shè)在燈槽內(nèi)，光線從平頂反射到室內(nèi)成間接光線。這種照明方式單獨(dú)使用時，需注意不透明燈罩下部的濃重陰影。通常和其他照明方式配合使用，才能取得特殊的藝術(shù)效果。商場、服飾店、會議室等場所,一般作為環(huán)境照明使用或提高景亮度.5、半間接照明半間接照明方式,恰和半直接照明相反，把半透明的燈罩裝在光源下部，60％以上的光線射向平頂，形成間接光源，10％—40%部分光線經(jīng)燈罩向下擴(kuò)散。這種方式能產(chǎn)生比較特殊的照明效果，使較低矮的房間有增高的感覺。也適用于住宅中的小空間部分，如門廳、過道、服飾店等，通常在學(xué)習(xí)的環(huán)境中采用這種照明方式，最為相宜。6、漫射照明方式漫射照明方式,是利用燈具的折射功能來控制眩光，將光線向四周擴(kuò)散漫散。這種照明大體上有兩種形式，一種是光線從燈罩上口射出經(jīng)平頂反射，兩側(cè)從半透明燈罩?jǐn)U散，下部從格柵擴(kuò)散.另一種是用半透明燈罩把光線全部封閉而產(chǎn)生漫射。這類照明光線性能柔和,視覺舒適，適于臥室.二、光源選擇1、正確、合理選用光源正確、合理選用光源，是實施綠色照明工程的重要因素。選用光源應(yīng)包括以下三個方面內(nèi)容:（一）根據(jù)場所使用特點和建筑尺寸，選用合適的光源類型；（二)根據(jù)使用要求選擇光源的顯色性和色表；(三)合理選擇與光源配套，節(jié)能效果好的電器附件.2、光源選用原則（一）滿足場所使用對顯色性的要求（二)更高光效(1m/W），達(dá)到更好的節(jié)能、環(huán)保效果；（三)合適的色溫；（四）較穩(wěn)定的發(fā)光：包括限制電壓的波動和偏移造成的光通變化，和電源交變導(dǎo)致的頻閃；（五)良好的啟點特性;(六)使用壽命更長；（七）性能價格比好。3、光源類型的選用(一)無特殊要求，應(yīng)盡量選用高光效的氣體放電燈，當(dāng)使用白熾燈時，功率不應(yīng)超過100W。(二)較低矮房間(4~4。5m以下）宜用熒光燈，更高的場所宜用HID燈。(三)熒光燈以直管燈為主,需要時（如裝飾）可用單端和自鎮(zhèn)流熒光燈（緊湊型)；直管熒光燈光效更高,壽命長,質(zhì)量較穩(wěn)定;而自鎮(zhèn)流熒光燈的優(yōu)勢是大多使用稀土三基色粉，多配用電子鎮(zhèn)流器。(四）用HID燈應(yīng)選用金鹵燈、高壓鈉燈，一般不用汞燈。金鹵燈以較好的顯色性和光譜特性，比高壓鈉燈更優(yōu)越，在多數(shù)場所,具有更佳視覺效果.（五）近年新出現(xiàn)的陶瓷內(nèi)管金鹵燈比石英管金鹵燈具有更高光效（高20%)，更耐高溫，顯色性更好（Ra達(dá)82～85），光譜較連續(xù),色溫穩(wěn)定，有隔紫外線效果。陶瓷金鹵燈的優(yōu)異性能是發(fā)展方向。（六)美國最新研制的脈沖啟動型(PulseStart)金鹵燈，比普通美式金鹵燈提高光效15～20%，延長壽命50％，改善了光通維持率，配電感鎮(zhèn)流器和觸發(fā)器即可啟動，我國已有源光亞明公司等三家引進(jìn)生產(chǎn).(七）選用金鹵燈應(yīng)注意不同系列產(chǎn)品，主要有兩大類：一是習(xí)慣稱為美式金鹵燈，即按美標(biāo)的鈧鈉燈，我國已引進(jìn)10條生產(chǎn)線，主要是這類產(chǎn)品；二是歐式金鹵燈，有飛利浦的鈉鉈銦燈和歐司朗的金鹵燈。兩類均可用，各有特點，但必須注意其啟動性能不同，配套電器附件不同。（八）直管熒光燈的管徑趨向小型，有利于提高光效，節(jié)省了制燈材料，特別是降低了汞和熒光粉用量，從T12到T8到T5,當(dāng)前主要目標(biāo)是用T8取代T12,進(jìn)一步再用T5;管徑小便于使用稀土三基色粉，從而使Ra更高（85)，光效提高了15％～20%，光衰小，壽命更長(達(dá)12000h)，用汞量少80%，更符合節(jié)能、環(huán)保要求。三、照明的布局與平均照度1、布局照明布局形式分為三種，即基礎(chǔ)照明(環(huán)境照明），重點照明和裝飾照明。在辦公場所一般采用基礎(chǔ)照明,而家居和一些服飾店等場所則會采用一些三者相結(jié)合的照明方式。具體照明方式視場景而定。2、室內(nèi)照明利用系數(shù)法計算平均照度簡介在平時做照度計算時,如果我們已知利用系數(shù)“CU”，則可以方便的利用一個經(jīng)驗公式進(jìn)行快速計算，求出我們想要的室內(nèi)工作面的平均照度值。我們通常把這種計算方法稱為“利用系數(shù)法求平均照度"，也叫流明系數(shù)法。照度計算有粗略地計算和精確地計算2種.例如，假設(shè)像住宅那樣整體照度應(yīng)該在100勒克斯（lx）的情況，而即使是90勒克斯(lx)也不會對生活帶來很大的影響。但是,如果是道路照明的話,情況就不同了。假設(shè)路面照度必須在20勒克斯(lx）的情況下,如果是18勒克斯（lx）的話，就有可能造成交通事故頻發(fā)。商店也是一樣，例如，商店的整體最佳照度是500勒克斯(lx），由于用600勒克斯（lx）的照度，所以，照明燈具數(shù)量和電量就會增加，并在經(jīng)濟(jì)上造成影響.無論是哪一種照度計算都是重要的。雖然只是粗略地估算，也會有20％-30％的誤差。所以建議在一般情況下最好采用專業(yè)的照明設(shè)計軟件進(jìn)行精確模擬計算，將誤差控制在最小范圍內(nèi)。但有時我們由于情況特殊或場地條件所限，而不能采用照明軟件模擬計算時，在計算地板、桌面、作業(yè)臺面平均照度可以用下列基本公式進(jìn)行，略估算出燈具：照度（勒克斯lx)=光通量（流明lm）/面積（平方米m2）即平均1勒克斯(lx)的照度,是1流明（lm)的光通量照射在1平方米(m2)面積上的亮度。用這種方法求房間地板面的平均照度時,在整體照明燈具的情況下,可以用下列公式進(jìn)行計算。平均照度(Eav）=

單個燈具光通量Φ×燈具數(shù)量(N)×空間利用系數(shù)（CU)×維護(hù)系數(shù)(K）÷地板面積(長×寬)

公式說明：

1、單個燈具光通量Φ，指的是這個燈具內(nèi)所含光源的裸光源總光通量值。

2、空間利用系數(shù)(CU),是指從照明燈具放射出來的光束有百分之多少到達(dá)地板和作業(yè)臺面，所以與照明燈具的設(shè)計、安裝高度、房間的大小和反射率的不同相關(guān)，照明率也隨之變化。如常用燈盤在3米左右高的空間使用，其利用系數(shù)CU可取0.6——0.75之間；而懸掛燈鋁罩，空間高度6-—10米時,其利用系數(shù)CU取值范圍在0.7——0.45;筒燈類燈具在3米左右空間使用，其利用系數(shù)CU可取0。4——0。55；而像光帶支架類的燈具在4米左右的空間使用時，其利用系數(shù)CU可取0.3-—0.5.以上數(shù)據(jù)為經(jīng)驗數(shù)值,只能做粗略估算用，如要精確計算具體數(shù)值需由公司書面提供,相關(guān)參數(shù)，在此僅做參考.

3、是指伴隨著照明燈具的老化,燈具光的輸出能力降低和光源的使用時間的增加，光源發(fā)生光衰;或由于房間灰塵的積累,致使空間反射效率降低，致使照度降低而乘上的系數(shù)。一般較清潔的場所,如客廳、臥室、辦公室、教室、閱讀室、醫(yī)院、高級品牌專賣店、藝術(shù)館、博物館等維護(hù)系數(shù)K取0.8；而一般性的商店、超市、營業(yè)廳、影劇院、機(jī)械加工車間、車站等場所維護(hù)系數(shù)K取0.7；而污染指數(shù)較大的場所維護(hù)系數(shù)K則可取到0。6左右.利用系數(shù)法

此方法用于計算平均照度

(光源光通量)(CU)（MF)

/照射區(qū)域面積

適用于室內(nèi)，體育照明

利用系數(shù)（CU):

一般室內(nèi)取0.4，體育取0。3

1.

燈具的照度分布

2.

燈具效率

3.

燈具在照射區(qū)域的相對位置

4。

被包圍區(qū)域中的反射光

維護(hù)系數(shù)MF=(LLD)X（LDD)一般取0。7~0。8

舉例

1：

室內(nèi)照明，4×5米房間，使用3×36W隔柵燈9套

計算公式:平均照度

＝光源總光通×CU×MF/面積

＝(2500×3×9）×0。4×0。8÷4÷5

＝1080

Lux

結(jié)論：平均照度1000Lux以上

舉例

2：

體育館照明，20×40米場地,

使用POWRSPOT

1000W金鹵燈

60套

平均照度

＝光源總光通×CU×MF/面積

＝（105000×60)×0。3×0.8÷20÷40

＝1890

Lux

結(jié)論：平均水平照度1500Lux以上

垂直照度1000Lux以上(視安裝位置)1967年法國第十三屆國際計量大會規(guī)定了以

坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分別作為發(fā)光強(qiáng)度、光亮度、光通量和光照度等的單位,為統(tǒng)一工程技術(shù)中使用的光學(xué)度量單位有重要意義。為使您了解和使用便利,以下將有關(guān)知識做一簡單介紹：

1。

燭光、國際燭光、坎德拉（candela)的定義

在每平方米101325牛頓的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，面積等于1/60平方厘米的絕對“黑體”（即能夠吸收全部外來光線而毫無反射的理想物體)，在純鉑（Pt）凝固溫度（約2042K獲1769℃）時，沿垂直方向的發(fā)光強(qiáng)度為1

坎德拉.并且，燭光、國際燭光、坎德拉

三個概念是有區(qū)別的，不宜等同。從數(shù)量上看,60

坎德拉等于58。8國際燭光，亥夫納燈的1燭光等于0。885國際燭光或0.919坎德拉。

2.

發(fā)光強(qiáng)度與光亮度

發(fā)光強(qiáng)度簡稱光強(qiáng)，國際單位是candela(坎德拉)簡寫cd。Lcd是指光源在指定方向的單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量。光源輻射是均勻時,則光強(qiáng)為I=F/Ω,Ω為立體角，單位為球面度（sr），F(xiàn)為光通量，單位是流明,對于點光源由I=F/4

。光亮度是表示發(fā)光面明亮程度的，指發(fā)光表面在指定方向的發(fā)光強(qiáng)度與垂直且指定方向的發(fā)光面的面積之比，單位是坎德拉/平方米.對于一個漫散射面，盡管各個方向的光強(qiáng)和光通量不同，但各個方向的亮度都是相等的.電視機(jī)的熒光屏就是近似于這樣的漫散射面，所以從各個方向上觀看圖像，都有相同的亮度感.

以下是部分光源的亮度值：單位cd/m2

太陽：1.5x10

；日光燈：（5—10）x103；月光（滿月)：2.5x103;黑白電視機(jī)熒光屏：120左右；彩色電視機(jī)熒光屏：80左右。

3。

光通量與流明

光源所發(fā)出的光能是向所有方向輻射的，對于在單位時間里通過某一面積的光能，稱為通過這一面積的輻射能通量.各色光的頻率不同，眼睛對各色光的敏感度也有所不同,即使各色光的輻射能通量相等，在視覺上并不能產(chǎn)生相同的明亮程度，在各色光中，黃、綠色光能激起最大的明亮感覺.如果用綠色光作水準(zhǔn),令它的光通量等于輻射能通量，則對其它色光來說，激起明亮感覺的本領(lǐng)比綠色光為小，光通量也小于輻射能通量。光通量的單位是流明，是英文lumen的音譯，簡寫為lm.絕對黑體在鉑的凝固溫度下，從5。305x103cm2面積上輻射出來的光通量為1lm。為表明光強(qiáng)和光通量的關(guān)系，發(fā)光強(qiáng)度為1坎德拉的點光源在單位立體角（1球面度)內(nèi)發(fā)出的光通量為1流明。一只40W的日光燈輸出的光通量大約是2100流明。

4。

光照度與勒克斯

光照度可用照度計直接測量。光照度的單位是勒克斯，是英文lux的音譯,也可寫為lx.被光均勻照射的物體,在1平方米面積上得到的光通量是1流明時，它的照度是1勒克斯。有時為了充分利用光源,常在光源上附加一個反射裝置，使得某些方向能夠得到比較多的光通量，以增加這一被照面上的照度.例如汽車前燈、手電筒、攝影燈等。

以下是各種環(huán)境照度值：單位lux

黑夜：0。001—0.02；月夜：0。02—0.3；陰天室內(nèi):5—50；陰天室外:50-500;晴天室內(nèi)：100-1000；；閱讀書刊時所需的照度：50—60;家用攝像機(jī)標(biāo)準(zhǔn)照度：1400為了讓大家能更清晰的理解以上計算公式，下面舉一我司實際工程案例：案例：東莞某機(jī)械加工生產(chǎn)車間長為58m、寬為18m、高為8m，矩形，員工作業(yè)臺面為0.8m。頂棚混合水泥土結(jié)構(gòu),墻壁刷成白色。經(jīng)各方面綜合考慮現(xiàn)推薦采用我司懸掛燈PAK—H01-250L-AP—LJ配250W金鹵光源作為照明使用，經(jīng)查《建筑照明標(biāo)準(zhǔn)手冊》,400Lx照度即可達(dá)到該車間照明需求.試計算需多少套燈具?解：根據(jù)室內(nèi)計算公式：E＊=（Φ×N×CU×K）/(A×B)查資料得各參數(shù)：(1）、250W單端涂粉形金鹵光源的總光通量為：Φ=18500；（2）、CU取=0。65;K=0.7將以上各參數(shù)代入公式得：N=49(套)以下是五個主要類型的商店照明設(shè)計要求：類型描述照明要求食品超市一般照明照度水平500～1000Lux商品的垂直照度水平750~1500Lux重點照明系數(shù)1:3