灯光照明设计(含国家设计执行标准)

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文档简介

.,照明光照设计,1概述2照明种类3照明质量评价4照明控制5城市夜景照明,.,1概述,光照设计我国有关照明设计的规范、标准：建筑照明设计标准（GB50034-2004）,.,一、光照设计的内容照度的选择光源的选用灯具的选择和布置照明计算眩光评价方案确定照明控制策略和方式及其控制系统组成以文本、图样形式形成照明方案,1概述,.,二、光照设计的目的在量的方面，要解决合适的照度(或亮度)在质的方面，要解决眩光、光的颜色、阴影等问题。便于进行视觉作业促进安全和防护引人注目的展示环境富有文化的城市夜景照明,1概述,.,三、光照设计的基本要求安全经济适用美观,1概述,.,四、光照设计的步骤1)收集原始资料2)确定照明方式和种类并选择合理的照度3)确定合适的光源4)选择灯具的形式，并确定型号5)合理布置灯具6)进行照度计算并确定光源的安装功率7)根据需要，计算室内各面亮度与眩光评价8)确定照明设计方案9)确定照明控制策略、方式和系统,1概述,.,五、光照设计的成果第一阶段为方案设计阶段包括灯具种类和数量的确定、整体设计方案、灯位布置图和工程造价及其预算。采用效果图、文本等成果体现。第二阶段为初步设计阶段根据方案，制定相应的开关、灯的回路，确定控制方案和系统的软、硬件组成。第三阶段为施工图设计阶段完成施工图的绘制、图样交底，最终完成项目的设计、施工。,1概述,.,一、照明方式(一)一般照明generallighting为照亮整个场所而设置的均匀照明。(二)分区一般照明localizedlighting对某一特定区域，如进行工作的地点，设计成不同的照度来照亮该区域的一般照明。(三)局部照明locallighting特定视觉工作用的、为照亮某个局部而设置的照明。,2照明种类,.,(四)混合照明mixedlighting由一般照明与局部照明组成的照明。,2照明种类,视觉工作对应的照度分级范围,.,民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92)中11.3.1当仅需要提高房间内某些特定工作区的照度时，宜采用分区一般照明。局部照明宜在下列情况下采用：(1)局部需要有较高的照度。(2)由于遮挡面使一般照明射不到的某些范围。(3)视觉功能降低的人需要有较高的照度。(4)需要减少工作区的反射眩光。(5)为加强某方向光照以增强质感时。,2照明种类,.,二、照明种类概述(一)根据照明使用情况分类1、正常照明normallighting在正常情况下使用的室内外照明。可单独使用，也可与应急照明、值班照明同时使用，但控制线路必须分开。2、应急照明emergencylighting因正常照明的电源失效而启用的照明。备用照明stand-bylighting作为应急照明的一部分，用于确保正常活动继续进行的照度。照度不低于一般照明的10%。,2照明种类,.,安全照明safetylighting作为应急照明的一部分，用于确保处于潜在危险之中的人员安全的照明。照度不低于一般照明的5%。疏散照明escapelighting作为应急照明的一部分，用于确保疏散通道被有效地辨认和使用的照明。主要通道上的照度不低于0.5lx。,2照明种类,.,2照明种类,.,2照明种类,.,2照明种类,.,在由于工作中断或误操作容易引起爆炸、火灾和人身事故或将造成严重政治后果和经济损失的场所，应设置应急照明。应急照明宜设置在可能引起事故的工作场所以及主要通道的出入口。应急照明必须采用能瞬时点燃的可靠光源，一般采用白炽灯或卤钨灯。当应急照明作为正常照明的一部分点燃，而且发生故障不需要切换电源时，也可用气体放电灯。,2照明种类,.,3、值班照明on-dutylighting非工作时间，为值班所设置的照明。利用正常照明中能单独控制的一部分，或利用应急照明的一部分或全部。4、警卫照明securitylighting用于警戒而设置的照明。5、障碍照明obstaclelighting在可能危及航行安全的建筑物或构筑物上安装的标志灯。按民航和交通部门的有关规定装设。,2照明种类,.,民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92)中11.3.4航空障碍灯的装设应根据地区航空部门的要求决定。(1)障碍标志灯的水平、垂直距离不宜大于45m(2)障碍标志灯宜采用自动通断其电源的控制装置。(3)障碍标志灯应装设在建筑物或构筑物的最高部位。,2照明种类,.,(二)根据照明的目的与处理手法分类1、明视照明目的：保证照明场所的视觉条件。处理手法：要求工作面上有充分的亮度，亮度应均匀，尽量减少眩光，阴影要适当，光源的光谱分布及显色性要好。教室、实验室、工厂车间、办公室等。,2照明种类,.,2、气氛照明(环境照明)目的：为照明场所造成一定的特殊气氛。处理手法：亮度按设计的需要，故意用暗光线造成气氛；有意采用亮、暗的强烈对比与变化的照明造成不同感觉，或用金属、玻璃等光泽物质，以小面积眩光造成魅力感；故意将阴影夸大，起着强调、突出强调作用；采用特殊颜色做色彩照明夸张手法。建筑物的泛光照明、城市夜景照明、灯光雕塑等。,2照明种类,.,3、按照光线的投射方向定向照明；漫射照明4、按照灯具光通量分布直接照明、半直接照明、一般漫射照明、半间接照明、间接照明,.,三、正常照明和应急照明的关系在正常情况下采用的照明为正常照明。在非正常情况下暂时采用的照明为应急照明。当照明电源故障停电使正常照明无法工作或该环境中发生火灾时为非正常情况；当照明电源正常供电并且该环境无以上非正常情况发生时为正常情况。正常照明和应急照明的区别,.,四、灯具布置（一）室内灯具布置原则1）照度合适；2）工作面上照度均匀；3）无眩光、无阴影；4）灯泡安装容量减至最少；5）安装容易，维护方便；6）美观整齐,.,（二）距高比s/h的确定灯具布置是否合理，主要取决于灯具的间距s和计算高度h（灯具至工作面的距离）的比值（称为距高比）。在h已定的情况下，s/h值小，照度均匀性好，但经济性差，s/h值大，则不能保证照度的均匀度。通常每个灯具都有一个“最大允许距高比”。参见表6-2，6-3.,.,一、评价指标(一)照度水平照度是决定物体明亮程度的直接指标。民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92)中各场所的照度标准。建筑照明设计标准(GB50034-2004)中的5照明标准值。“照度标准”中给出的照度值是指各种工作场所参考平面的评价照度值。,3照明质量评价,.,(二)亮度分布亮度分布是照度设计的补充，是舒适视觉的必要条件。为避免顶棚显得太暗，顶棚照度不应低于作用照度的1/10；工作房间内的墙壁或隔断的反射比最好在50%70%之间；地板的反射比在20%40%。适当增加作业对象与作业背景的亮度之比。,3照明质量评价,.,(三)照度均匀度为了减轻人眼对因照度的极不相同的频繁适用所造成的视觉疲劳，室内照度的分布应该具有一定的均匀度。包括两方面：工作面上照明的均匀性工作面与周围环境(墙、顶棚、地板等)的亮度差别。,3照明质量评价,.,照明均匀度常用给定工作面上的最低照度与平均照度之比来衡量，即Emin/Eav。最低照度是参考面上某一点最低照度，平均照度是整个参考面上的平均照度。工作区域内一般照明的均匀度应不低于0.7，工作房间内交通区的照度不宜低于工作面照度的1/5。,3照明质量评价,.,(四)照度稳定性提高照明稳定性，采取以下措施照明供电线路与负荷经常变化大的电力供电线路分开，以减少负荷变化引起的电压波动。或采取稳压措施。灯具安装注意避开工业气流或自然气流引起的摆动。被照物体处于转动状态的场合，避免使用有频闪效应的交流气体放电灯。,3照明质量评价,.,(五)降低眩光眩光是由光源和灯具等直接引起的，也可能是光源通过反射比高的表面，特别是像抛光金属那样的镜面反射引起的。被视物与背景的亮度比超过1:100就容易产生眩光；当被视物亮度超过16cd/m2时，在任何条件下都会产生眩光。我国规定民用建筑照明对直接眩光限制的质量等级分为三级。,3照明质量评价,.,抑制眩光的措施：降低光源的亮度，降低灯具的表面亮度。采用磨砂玻璃、漫射玻璃或格栅。局部照明的灯具采用不透明的反射罩，且灯具的保护角30；若灯具的安装高度低于工作者的水平视线时，应限制在1030之间。选择好灯具的悬挂高度。,3照明质量评价,.,玻璃水晶灯，可以大大减少眩光。1000W金属卤化物灯有紫外线防护措施时，悬挂高度可适当降低。灯具安装选用合适的距高比。,3照明质量评价,灯具间最有利的距高比,.,适当利用眩光，以烘托独特的气氛。如迪斯科舞厅的灯光设计,3照明质量评价,荧光灯的最大允许距高比,.,(六)光源的颜色和显色性在需要正确辨色的场所(如某些实验室、生产车间和珠宝金饰商店)应采用显色指数较高的光源，如白炽灯、日光色荧光灯、日光色镝灯等。,3照明质量评价,.,二、照明的表达法照度质量指标平面照度垂直面照度平均球面（标量）照度照度矢量柱面照度,3照明质量评价,.,(一)平均球面照度1、定义：表示空间照度的量值，表示位于空间某点处一个无限小的球面上的平均照度，亦称标量照度。,3照明质量评价,.,2、公式点光源S在空间计算点P处产生的平均球面照度。,3照明质量评价,平均球面照度,Es平均球面照度，单位为lxI点光源的光强,单位为cd点光源的光通量，单位为lmA球体的截面面积，单位为m2r球体半径，单位为ml光源至计算点的距离，单位为m,.,3照明质量评价,Es与测量球的大小无关，只与光源的光强I成正比，与光源到计算点的距离平方成反比。当光源入射方向与受照面法线间的夹角=0时，Eh同一点的水平面照度3、适应范围适用于不需要指明受照面的方向，而要求得到无方向的空间照度。如，在航空港、火车站的候车室，休息室等场所，作照明效果评价比平面照度更能反映实际情况。,.,(二)平均柱面照度1、定义：指位于空间某点处的一个小圆柱体侧表面上的平均照度，它表示位于空间某点处的垂直面照度。,3照明质量评价,.,2、公式点光源S在圆柱体侧表面计算点P处的平均柱面照度。,3照明质量评价,平均柱面照度,Ec平均柱面照度，单位为lxI点光源的光强,单位为cd点光源的光通量，单位为lmA柱体侧面表面积，单位为m2r柱体半径，单位为mh柱体半径，单位为ml光源至计算点的距离，单位为m,.,3照明质量评价,Ec与所取的圆柱体的表面积无关，只与光源的光强I、光强与垂直圆柱体的轴线之间夹角的正弦成正比，与光源到计算点之间的距离平方成反比。3、适应范围适用于以显现人的仪表为主的场合，如，会议厅、礼堂。在国外已作为标准采纳。,.,设计实例：,.,.,.,.,4照明控制,近年来，在照明领域人们通过科学、合理的利用现代控制方法，真正实现了照明的技术美与艺术美。现代照明控制的作用主要表现在以下几个方面：1、照明控制营造良好的光环境2、延长照明系统寿命3、节约能源4、防止光污染、保护环境,.,一、照明控制策略（一）昼光控制；（二）时间表控制；可预知时间表和不可预知时间表控制（三）局部光环境控制；（四）平衡照明日负荷曲线控制（五）维持光通量控制；（六）明暗适应补偿；,.,一、照明控制策略“以人为本”的设计理念1、昼光控制昼光照明控制器由光敏传感器、开关或调光装置组成，随天然采光的变化，自动调节电灯开启的数量。当昼光提供的照度增加时，关闭一定量的电灯。通常用在办公建筑、机场、集市和大型廉价商场等。,4照明控制,.,2、时间表控制分为可预知时间表控制和不可预知时间表控制。对于每天使用内容及使用时间变化不大的场所，采用可预知时间表控制，定时控制方式。适用于普通办公室、按时营业的百货商场、餐厅或按时上下班的厂房。对于每天使用内容及使用时间经常变化的场所，采用不可预知时间表控制。采用人体活动感应开关控制方式。适用于会议室、复印中心、档案室等。,4照明控制,.,3、局部光环境控制指按个人要求调整光照。考虑个人的视觉差异、爱好等需要。通过遥控技术实现。优点：能赋予工作人员控制自身周围环境的权力感，有助于工作人员心情舒畅，提高工作效率。,4照明控制,.,4、平衡照明日负荷曲线控制“实时电价”电价随一天中不同的时间而变化。电能需求低谷时段用电，以平衡日负荷曲线。“峰谷分时电价”将电价分为峰时段、平时段、谷时段，电能需求高峰时电价贵，低谷时电价廉。在电能需求高峰时电价贵，低谷时储蓄一部分电能，目前已经研制出的用电设备可在夜晚充电蓄能，白天自动放电。,4照明控制,.,二、照明控制方式（一）静态控制开关控制；跷板开关控制断路器控制定时控制光电感应开关控制人员占用传感器控制（二）动态控制调光控制；a.调光控制的意义b.不同光源的调光控制,.,二、照明控制方式1、静态控制开关控制跷板开关控制断路器控制人员占用传感器控制：与调光技术并用，不仅可控制灯的开关状态，还可控制空间的照度水平。定时控制光电感应开关控制声控开关控制,4照明控制,.,2、动态控制调光控制“调光”即是改变光源的光通量输出。调节电位器。控制可控电力电子器件的导通角调节负载的输入电压、输入功率，使光通量发生变化。热辐射光源。可调光电子镇流器荧光灯调光技术PWM方式。金卤灯不宜调光。智能调光系统采用微处理器智能调节。,4照明控制,.,三、照明控制系统,（一）照明控制系统的分类：手动控制系统；自动控制系统；（开关；调光器）（时钟元件、光电元件及两者）控制层次光源的控制；房间的控制；楼宇的控制自动调光控制系统；（电脑调光控制技术：采用微处理器进行控制）控制方案考虑节能、运行费用、避免眩光和光污染,.,（二）系统组成1.调光模块2.控制面板3.PC机4.智能开关控制器5.其他部件，如网关、遥控器、传感器等。,.,（三）相关协议1.DALI协议DALI（DigitalAddressableLightingInterface），即数字式可寻址照明控制接口标准，定义了实现各种智能照明控制模块之间数字通信的接口标准。2.TCP/IP（传输控制协议/网际协议）,.,3.X-10、PLC-BUS和HBS协议4.EIB协议5.C-Bus协议6.Dynet协议7.ZigBee无线网络系统和电力线载波系统,.,三、照明控制方式(一)照明控制系统的分类1、手动控制系统开关或调光器或两者共同实现。墙上的控制面板遥控器,4照明控制,.,2、自动控制系统时钟元件或光电元件或两者共同实现。室内不被占用时，时钟可用来避免灯仍亮着的浪费现象；光电元件能监测昼光水平，并在自然光充足时关掉(或调节)靠近窗的灯具。,4照明控制,.,（二)控制层次照明控制包含以下三种中的一种或多种。在一个光源在一个空间或房间内在整个大楼内，分别有光源的控制、房间的控制和楼宇的控制三个层次。,4照明控制,.,光源的控制光源独立，它的开关和调节由“监视”办公室的传感器控制。房间的控制一个房间的照明控制有一个单一的系统通过传感器或从开关、调光器来的控制信号实现。需要更多的安装工作，在建筑施工阶段应提供安装设备，适用于新大楼。,4照明控制,.,楼宇的控制最复杂的照明控制系统，包括大量的分布于大楼各个部分并与总线相连的照明控制元件、传感器和手动控制元件。集中控制各个控制单元通过总线传递信息。分区控制楼宇照明控制系统可集成于整个大楼的集中管理系统中。,4照明控制,.,（三)控制方案意义通过计算机系统预先编程控制，根据确定的照明主题，利用光和影，进行艺术的设计和创新，营造出夜间光环境，吸引人们驻足观赏、休闲娱乐，成为一道亮丽的风景线。,4照明控制,.,（三)控制方案原则考虑节能、运行费用、避免眩光和光污染等因素，采用高光效、低功耗、易维护的节能照明新产品，如一体化节能灯、国际专利的专用T5荧光灯具、发光二极管(LED)。常采用分布式智能照明控制系统实现控制方案。,4照明控制,.,(四)自动调光控制系统分布式照明控制系统系统组成：引入现场总线技术，如CAN9(ControlAreaNetwork)总线LONW(LocalOperatingWorks)总线调光模块、控制面板、液晶显示触摸屏、智能传感器、编程插口、时钟管理器、手持编程器和PC监控机等部件组成。,4照明控制,.,工作原理：将专用的微处理器置入传统的测量控制设备，具有数字计算和数字通信能力。采用带屏蔽层的双绞线将多个测量控制设备连接成网络设备，控制回路的通断，以达到开、关的目的。产品：澳大利亚邦奇公司Dynalite荷兰Philips公司HELIO,4照明控制,.,基于总线技术的智能照明控制系统美国LUTRON电子公司，采用集中、分布式相结合的控制网络结构。智能照明控制系统实现通过Modem与公共交换电话网(PSTN)进行远程控制，使用异地计算机或电话远程控制一个照明系统的工作；通过快速以太网(Ehternet)与大楼自动控制系统(BAS)的连接，实现整个大楼的智能控制。,4照明控制,.,四、绿色照明“绿色照明计划”1991年由国际上提出，我国自1

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