关于照明设计.docx
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关于照明设计
一、基本方案构思阶段
·认识理解建筑方案、功能、性质
·调查研究类似的案例
·构思光环境的基本方案
·确立照明的初步方式
二、初步设计阶段
·空间、功能的划分
·光的布局、区域的界定
·确定照明控制方法
·照明器具的初步设计
·采用照明手法及形式
三、深化设计阶段
·选择灯具．确定光源、灯具布 置及安装方法
·确定光的强度。
辉度、照度等
·电路设计——绘制施工图
四、施工阶段
·灯具的最终确定
·现场灯光的确认和调整
·光强度的测定、调整
光通量 luminous flux ?
流明（LUMEN） IM 光源每秒钟所发出能量的总和，简单的说为发光量
光强 luminous intensity I 坎德拉（CANDELA） cd 发光强度，在某一特定立体角内所发射光的量．
照度 illuminance E 勒克斯（LUX） lx 单位面积内所入射光的量，即光通量除以面积（m2）
亮度 luminace L 坎／米２ cd/m2 某方向反射光的强度．照度和亮度分别为入射和反射光之强度．
平均寿命
h（小时） 指一批灯泡点灯至一半数量损坏不亮的小时数．
经济寿命
h（小时） 同时考虑灯泡之损坏和光束输出衰减的情况下，其综合光通量输出减至一特定比例的小时数，此比例在室外光源为７０%，室内光源为８０%．
色温：
光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。
因为大部分光源所发出的光皆通称为白光，故光源的色表温度或相关色温度即用以指称其光色相对白的程度，以量化光源的光色表现。
根据Max Planck的理论，将一具完全吸收与放射能力的标准黑体加热，温度逐渐升高光度亦随之改变；CIE色座标上的黑体曲线（Black body locus）显示黑体由红——橙红——黄——黄白——白——蓝白的过程。
黑体加温到出现与光源相同或接近光色时的温度，定义为该光源的相关色温度，称色温，以绝对温K（Kelvin，或称开氏温度）为单位（K=℃+273.15）。
因此，黑体加热至呈红色时温度约527℃即800K，其他温度影响光色变化。
光色越偏蓝，色温越高；偏红则色温越低。
一天当中画光的光色亦随时间变化：
日出后40分钟光色较黄，色温3,000K；正午阳光雪白，上升至4,800-5,800K，阴天正午时分则约6,500K；日落前光色偏红，色温又降至纸2,200K。
其他光源的相关色温度。
因相关色温度事实上是以黑体辐射接近光源光色时，对该光源光色表现的评价值，并非一种精确的颜色对比，故具相同色温值的二光源，可能在光色外观上仍有些许差异。
仅冯色温无法了解光
源对物体的显色能力，或在该光源下物体颜色的再现如何
不同光源环境的相关色温度
光源 色温
北方晴空 8000-8500k
阴天 6500-7500k
夏日正午阳光 5500k
金属卤化物灯 4000-4600k
下午日光 4000k
冷色营光灯 4000-5000k
高压汞灯 3450-3750k
暖色营光灯 2500-3000k
卤素灯 3000k
钨丝灯 2700k
高压钠灯 1950-2250k
蜡烛光 2000k
光源色温不同，光色也不同，色温在3300K以下有稳重的气氛，温暖的感觉；色温在3000--5000K为中间色温，有爽快的感觉；色温在5000K以上有冷的感觉。
不同光源的不同光色组成最佳环境，如表：
色 温 光 色 气氛效果
>5000K 清 凉
（带蓝的白色） 冷的气氛
3300-5000K 中 间
（白） 爽快的气氛
<3300K 温 暖
（带红的白色） 稳重的气氛
1. 色温与亮度 高色温光源照射下，如亮度不高则给人们有一种阴气的气氛；低色温光源照射下，亮度过高会给人们有一种闷热感觉。
2. 光色的对比 在同一空间使用两种光色差很大的光源，其对比将会出现层次效果，光色对比大时，在获得亮度层次的同时，又可获得光色的层次。
最后……
光源对物体的显色能力称为显色性，是通过与同色温的参考或基准光源（白炽灯或画光）下物体外观颜色的比较。
光所发射的光谱内容决定光源的光色，但同样光色可由许多，少数甚至仅仅两个单色的光波纵使而成，对各个颜色的显色性亦大不相同。
相同光色的光源会有相异的光谱组成，光谱组成较广的光源较有可能提供较佳的显色品质。
当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的色差（color shift）。
色差程度愈大，光源对该色的显色性愈差。
演色指数系数（Kaufman）仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法。
显色分两种
忠实显色：
能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数（Ra）高的光源，其数值接近100，显色性最好。
效果显色：
要鲜明地强调特定色彩，表现美的生活可以利用加色的方法来加强显色效果。
采用低色温光源照射，能使红色更加鲜艳；采用中等色温光源照射，使蓝色具有清凉感；采用高色温光源照射，使物体有冷的感觉。
显色指数与显色性的关系
当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的color shift.
色差程度越大，光源对该色的显色性越差。
演色指数系数（Kau fman）仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法。
白炽灯的显色指数定义为100，视为理想的基准光源。
此系统以8种彩度中等的标准色样来检验，比较在测试光源下与在同色温的基准下此8色的偏离（Deviation）程度，以测量该光源的显色指数，取平均偏差值Ra20-100，以100为最高，平均色差越大，Rr值越低。
低于20的光源通常不适于一般用途。
指数（Ra） 等级 显色性 一般应用
90-100 1A 优良 需要色彩精确对比的场所
80-89 1B 需要色彩正确判断的场所
60-79 2 普通 需要中等显色性的场所
40-59 3 对显色性的要求较低，色差较小的场所
20-39 4 较差 对显色性无具体要求的场所
220V白炽灯泡瓦数与流明的换算
10W——65lm
15W——101lm
25W——198lm
40W——340lm
60W——540lm
100W——1050lm
150W——1845lm
200W——2660lm
300W——4350lm
500W——7700lm
1000W——17000lm
日光灯管的换算
15W＝490lm－560lm
20W＝700lm－800lm
30W＝1160lm－1400lm
40W＝1700lm－1920lm
一. 光与电磁波：
光是一种电磁波，速度为：
30×10000 km/s
波长为780～380nm（纳米）。
1纳米=10的-9次方米
二. 光谱与颜色：
光谱：
红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
红外线波长：
620～780nm。
紫外线的波长：
380～420nm。
如下图：
波长780～620～590～560～490～450～420～380nm
太阳光：
波长是780～380nm，纯白色。
白炽灯：
波长为780～400nm，缺少紫光，故合成后光色略偏红黄。
荧光灯：
波长为750～310nm，缺少红光，故合成后略带青色或呈青白色。
三. 灯具的主要作用：
1. 固定和保护灯；
2. 控制和分配灯光，突现所需的光分布；
3. 装饰与美化环境；
四. 照明灯具的光特性：
照明灯具的光特性主要用三项技术数据来说明，即：
1. 发光强度的空间分布；
2. 灯具效率；
3. 亮度分布或灯具遮光角；
五. 发光强度的空间分布
任何灯具在空间各方向上的发光强度都不一样，我们可以用数据或图形把照明灯具发光强度在空间的分布状况记录下来，通常我们用纵坐标来表示照明灯具的光强分布，以坐标原点为中心，把各方向上的发光强度用矢量标注出来，连接矢量的端点，即形成光强分布曲线，也叫配光曲线。
因为大部份的灯具的形状是轴对称的旋转体，其发光强度在空间的分布也是轴对称的。
所以，通过灯具轴线取任一平面，以该平面内的光强分布曲线来表明照明灯具在整个空间的分布就够了。
如果照明灯具发光强度在空间的分布是不对称的，例如长条形的荧光灯具，则需要用若干测光平面的光强度分布曲线来说明空间光分布。
取同灯具长轴相垂直的通过灯具中心下垂线的平面为C0平面，与C0平面垂直且通过灯具中心的下垂线的平面为C90平面。
至少要用C0、C90两个平面的光强分布说明非对称灯具的空间配光。
为了便于对各种照明灯具的光分布特性进行比较，统一规定以光通量为1000流明（lm）的假想光源来提供光强分布数据。
因此，实际光强应是测光资料提供的光强值乘以光源实际光通量与1000之比。
照明灯具的光强分布是利用灯具的反光罩、透光棱镜、格栅或散光罩控制灯光实现的。
反射罩是灯具的基本控光部件，它的反射比越高，规则反射越强,控光能力越显著。
阳极氧化或抛光氧化铝、不锈钢板是常用的镜面发射材料。
按照规则反射定律对铝反射罩的几何形状、尺寸进行周密设计，安装时注意光源精确定位，便能获得各种需要的光分布。
格栅主要起遮蔽光源，减少直接眩光的作用。
透过格栅的光分布一般比较狭窄。
六. 照度与空间发光强度分布
照明灯具的布置和照度计算是照明设计的重要组成部份，直接影响照明设计质量。
点光源照度计算：
E
=
F
=
IQ·CoSQ
=
IQ·CoS
2
Q
2
ΔS
D
2
h
2
式中：
E ：
照度
ΔS：
受光面积
F ：
光通量
IQ :
发光强度
公式表明：
点光源所产生照度和它到受照面的距离的平方成反比，和入射角的余弦成正比，和反光强度成正比。
当光源尺寸小于它到受照面距离的1/10时即视为点光源。
七. 灯具概算图
灯具概算图表达了单位面积使用灯具数量的关系。
通常灯具概算图给出同一灯具几种不同的悬挂高度，当工作面照度要求为100Ix时，某种平面面积所需灯具的数量，作为选择灯具的依据。
假如要求正确工作面的照度不是100Ix时，则实际所需灯具数量为概算图上给出数量乘以实际照度与100Ix之比。
八. 名词解释：
1. 光通量：
单位时间光源向空间发出的、使人产生光感觉的能量。
设光源在t秒内总共辐射出的光能是W，我们就把辐射出来的光能W与辐射所经过的时间t之比称为光通量。
光通量是衡量光源发光多少的一个指标。
以F表示，单位为光瓦。
光瓦单位太大，常用流明（lm）作为实用单位，它们的关系是1光瓦=683流明（lm）。
1lm=1cd·sr
例：
普通40W荧光灯的光通量为2200流明（100小时）
国产白炽灯每消耗1W电能所产生的光通量约为12.5lm（4tlm）
2. 发光强度：
是光通量的空间密度，即单位立体角的光通量，也就是衡量光源发光强弱程度的量。
单位为坎德拉（cd）。
一支蜡烛的发光强度约为1cd。
国产100W普通白炽灯的发光强度约为100cd。
3. 光照度（简称照度）：
是受光表面上光通量的面密度，即单位面积的光通量。
故照度是表示受光表面被照亮程度的一个量。
以E表示，单位为勒克斯（Lx）。
例：
自然光的照度大约如下：
100000Lx 晴天的阳光直射下
10000Lx 晴天时背阴处
20 Lx 晴天时室内角落
0.2 Lx 月夜
100～200 Lx 一般办公室要求的照度
一般学习的照度应不少于75Lx
在40W普通灯泡正下方1m处的照度约为30Lx
40W荧光灯正下方1.3m处的照度约为90Lx
4. 光亮度（简称亮度）：
单元表面在某一方向上的光强密度，它等于该方向上的发光强度和此表面在该方向上的投影面积之比。
即被视物体在视线方向单位投影面上的发光强度称为该物体表面的亮度。
亮度往往是表示某个方向上的亮度。
以B表示，单位：
坎德拉每平方米，符号：
cd/㎡。
或尼特（nt）、熙提（sb）。
1nt尼特=1cd/㎡，1sb熙提=10000nt尼特。
用公式表示如下：
B
=
IQ
ΔS·CoSQ
40W荧光灯的表面照度为7000cd/㎡
白炽灯的灯丝亮度约为400×10
4
太阳亮度约为20×10
8
cd/㎡
一般阴天天空亮度平均值为2000cd/㎡
5. 光效：
光源的发光效率，就是光源所发生的光通量和它所消耗的电功率之比，简称光效。
单位：
流明/瓦，符号：
lm/W
一般白炽灯泡的光效约为7～20lm/W
直管形荧光灯的光效约为30～60lm/W,所以使用荧光灯比使用白炽灯更能节约能源。
九. 光色与失真
光色是衡量光源质量的一个重要指标。
含：
1. 色表：
人眼直接观察发生的光线所看到的颜色。
2. 显色性：
光线照射到物体表面上所产生的客观效果。
3. 显色指数：
灯光下所显示的颜色与阳光下的颜色相比较之数值。
4. 色温：
是表示炽热发光物体具有的颜色。
十. 科学合理的照明
1. 亮度对比
当周围亮度与中心亮度相等时，或周围稍暗时，视力最好。
2. 眩光
在视环境内，若有亮度极高的物体或强烈的亮度。
分直射眩光和反射眩光。
直射眩光是由光源发出的光线直接射到人眼所造成的。
眩光引起视觉不舒适的原因有：
① .高度的刺激使瞳孔缩小；
② .由于角膜或晶体等眼内组织产生光散射，在眼内形成光幕；
③ .视幕受高亮度的刺激，使适应状态破坏。
直射眩光的强弱与光源有关，以下情况眩光最显著：
① .光源周围暗，眼睛适应越暗，眩光越显著。
② .光源亮度越高，眩光越显著。
③ .光源越接近视线，眩光越显著。
④ .光源的表面积越大，光源数目越多，眩光越显著。
一般亮度超过160000cd/㎡就有不舒适的眩光产生。
避免方法：
控制光源的光线投射方向，使光源不能直接射向人眼，这就要求灯具（或灯罩）具有一定的保护角。
有的灯具用透明格栅式或半透明罩来遮住光源，由于发光面积增大而使每个发光的亮度降低，光线就变得柔和而不刺眼。
1、为什幺荧光灯不能作为调光灯使用？
普通线路的节能灯（包括电子镇流器）工作电压有一定的范围，比如220V节能灯的工作电压通常在190V到240V之间，超过这个范围灯将不能可靠工作。
调光灯具中的调光器通常是将工作电压从0V到220V之间调整，这对电阻性负载如普通白炽灯的工作是没有任何影响的，但对节能灯来讲，0V-190V的低压段会导致灯启动困难甚至烧毁。
2、低于-10℃或高于50℃的环境会对灯的使用寿命产生不良影响，原因是什么？
低温对使用寿命的影响主要表现为灯启动困难和光输出低。
当环境温度低于-10度时，灯管内的汞蒸汽压过低，气体放电非常困难，灯管将无法正常启动，此时电子线路还在工作，元器件将无法承受过大的功率而烧毁。
环境温度低时，即便能启动，灯的光输出也会很低，满足不了照明要求。
需要提到的是，高性能的电子镇流器有保护线路，当灯启动不了时会自动关闭以保护元器件不被损坏。
高温对使用寿命的影响主要表现为灯的寿命大大降低。
通常元器件的最高工作温度为105度（如电解电容在105度时的寿命为1000小时），当环境温度高于50度时，塑料壳内的环境温度将会更高，加之灯管烘烤和元器件自身发热，封闭在内的电子元器件温度甚至会超过100度，元器件将无法长时间承受高温而烧毁。
另外，环境温度过高，灯的光输出也会大大下降。
3、为什么荧光灯不宜用于有水或潮湿的环境？
对湿度有什么要求？
当节能灯用于有水或潮湿的环境下时，灯的周围及内部就会有水或水蒸气。
一是会引起灯头生锈而接触不良；二是引起元器件及线路板生锈而线路损坏；三是会引起元器件及线路板绝缘能力降低而击穿；四是会引起电路短路。
4、为什么不能在化学腐蚀气体、液体存在的场合中使用荧光灯？
在化学腐蚀气体、液体存在的场合中使用，会引起灯头、导丝、元器件严重氧化，灯的寿命无法保证。
5、为什么单个开关控制灯数不能过多？
多个开关为什么不能同时合闸？
应怎样控制？
控制的最佳参数怎么选择？
单个开关控制灯数过多，当合闸和关灯时会对开关产生非常大的冲击，严重时会引起跳闸。
另外，过多的灯一起开关时的冲击有可能损坏荧光灯。
推荐每个开关控制在300W左右（考虑到功率因数，此时每个开关工作电流有3安培，合闸瞬间冲击电流可达到12安培），比如2只140W的荧光灯，3只105W的荧光灯……。
6、荧光灯使用的正常电压标称是多少？
电网电压产生波动时，允许的波动范围是多少？
电压过低会产生什么问题？
电压过高又会产生什么问题？
国外标称电压（分地区和国别）是多少？
中国节能灯的工作电压是220V/50Hz.
电网电压产生波动时，允许的波动范围是±10%.
电压过低会使灯的启动困难，严重时烧毁。
电压过高会时灯的功率升高，灯的工作温度升高，严重时元器件因过热而损坏。
国外标称电压：
100V/50HZ/60Hz:
日本
120V/60Hz:
美国，加拿大，台湾,秘鲁….
127V/50Hz:
印尼，南美洲地区….
220V/50Hz:
中国，泰国，约旦….
230V/50Hz:
欧洲，新加坡，新西兰，印度….
240V/50Hz:
英国，澳大利亚，菲济，科威特….
注：
有些国家有两种电压，如南美地区。
7、为什么荧光灯应避免在有较大感性负载的场合中使用？
感性负载的电器或组件指的是什么？
感性负载启动或关闭的瞬间会产生非常高的电压，当灯与其在同一电网上时，瞬间上千伏的电压加在灯上足以造成损坏，因此灯应远离大的感性负载。
大的感性负载主要是指升降机、工厂中的生产机械、鼓风机等设备中的马达。
8、什么是平均寿命？
平均寿命及光电参数的测试条件是什么？
国标是多少？
平均寿命是指灯的光通维持率达到国家标准规定的要求并能继续燃点至50%的灯达到单只灯寿命时的累计时间（即50%的灯失效时的寿命）。
国家标准规定的电子节能灯寿命测试条件：
15~40℃ 避免通风过大；50Hz±0.5%、220V±2%、灯头朝上;24h内开关8次（2h45min开/15min关）.
国家标准规定的单端荧光灯寿命测试条件：
15~50℃ 无风环境、灯头朝上；50Hz±0.5%、220V±2%。
国家标准规定的平均寿命为：
5000h.
9、什么是绿色照明？
绿色照明是通过科学的照明设计、采用效率高、寿命长、安全、性能稳定的节能电器产品，包括高效节能光源、高效节能附件（如镇流器）、高效节能灯具以达到高效、舒适、安全、经济、有益环境和提高人们工作和生活的质量以及有益人们身心健康、并体现现代文明的照明系统。
绿色照明旨在节约能源、保护环境、提高人类的照明质量。
10、高功率荧光灯如何分类？
荧光灯可分为分体式端荧光灯和自镇流荧光灯两大类。
分体式荧光灯是灯管与电子镇流器分开的，由于电子镇流器为一独立电器盒，可设计较为精密之电路，并装配较多的电路监测及保护组件，所以寿命可长达3年以上；又因灯管为消耗品，寿命往往比镇流器短许多，故灯管损坏时仅需更换灯管，即可继续使用，是最不浪费资源的绿色光源。
自镇流荧光灯自带镇流器、启动器等全套控制电路，并装在有爱迪生（Edison）螺旋灯头或插口式灯头。
电路一般封闭在一个外壳里，由于外壳壳空间有限，灯组件中的控制电路极为简单，无法设计良好保护方式，且由于镇流器组件与灯管过于接近，导致镇流器受热过高，都造成了自镇流荧光灯售命较短的情况。
而自镇流荧光灯于灯管损坏时，镇流器也同时报废，就资源节约考虑是不环保的。
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11、何为光通量？
光通量与功率的关系？
同功率不同种类灯光通量的对比？
光通量与照度的关系？
光通量---光源发射并被人的眼睛接收的能量之和即为光通量。
单位：
流明（lm）。
一般情况下，同类型的灯的功率越高，光通量也越大。
各种类型灯的光通量参见说明书。
同一场合光通亮高的光源照度必然是高的，但光通量与照度没有必然的联系。
对某一光源而言，在被照面上的照度取决于灯具的形状、尺寸、反光效率、与灯的匹配，还取决于高度、房间墙壁反光率等诸多因子。
12、何为照度？
照度高低对视觉的影响？
各种场合的照度推荐值？
照 度-----单位被照面上接收到的光通量称为照度。
如果每平方米被照面上接收到的光通量为1（lm），则照度为1（lx）。
单位：
勒克斯（lx）。
1勒克斯（lx）相当于每平方米被照面上光通量为1流明（lm）时的照度。
夏季阳光强烈的中午地面照度约5000 lx，冬天晴天时地面照度约2000 lx，晴朗的月夜地面照度约0.2 lx。
室外照明推荐的维持照度值范围:
照度范围（lx） 评价的平面 应用场所
1~10 水平 舒适环境、普通仓库
垂直 保安、比较随意的体育训练场所
10~15 水平 货物装卸、要求不高的工作地区、车库
50~100 水平 要求严格之工作地区、体育活动、运动场
垂直 航空服务区、广告
100~150 水平 俱乐部和竞赛性运动、销售区
垂直 广告、体育比赛
500~1000 垂直 有观众的体育比赛
1000~2000 垂直 电视直播的体育比赛
13、何为光效？
举例常规（常用）灯种的发光效率？
光 效-----光源将电能转化为可见光的效率，即光源消耗每一瓦电能所发出的光，数值越高表示光源的效率越高。
从经济（能效）方面考虑，光效是一个重要的参数。
单位：
流明/瓦（lm/w）。
白炽灯：
8-14lm/W 单端荧光灯：
55-80 lm/W
高压钠灯：
80-140 lm/W 自镇流荧光灯：
50-70 lm/W
金卤灯：
60-90 lm/W 卤钨灯：
15-20 lm/W
14、何为色温？
何为冷光色、暖光色？
它们的色温是什幺？
白炽灯的色温、日光灯的色温、钠灯的色温？
色 温-----当光源所发出的光的颜色与“黑体”在某一温度下辐射的颜色相同时，“黑体的温度就称为该光源的色温。
“黑体”的温度越高，光谱中蓝色的成分则越多，而红色的成分则越少。
例如：
白炽灯的光色是暖白色，其色温为2700K左右，而日光色荧光灯的色温则是6400K左右。
单位：
开尔文（K）。
白炽灯的色温一般在2700K左右、日光灯的色温在2700-6400K左右、钠灯的色温在2000K左右。
15、何为显色指数？
常用灯种的显色指数作对比，显色指数低产生的结果是什么？
举例显色指数较高灯、显色指数较低灯对同一物体在不同显色指数下看到的结果是什么？
显色指数-----衡量光源显现实照物体真实颜色 能力的参数。
显色指数高（0-100）的光源对颜色的再现越接近自然原色。
显色指数低导致颜色失真。
以下是常用灯种的显色指数：
白炽灯：
>95 管型荧光灯：
65-80
三基色稀土荧光灯：
80左右 高压钠灯：
25-50
金卤灯：
70-90
16、家庭怎样配置荧光灯？
（例如客厅、卧室、书房、厨房、卫生间、走道）
10年前颁布的《民用建筑照明设计标准》GBJ133-90已偏低，现在装饰后的住宅的照度应提高一个档次才能达到住户满意的效果。
（1） 客厅：
现行标准：
（指GBJ133-90）一般活动时分为20-30-50LX三档，建议提高为100-150-200LX三档装灯，平均为75LX为宜。
（2） 卧室：
现行标准为20-30-50LX三档，建议提高为
升级会员 