建筑光学第九章分析报告.ppt

第九章 建筑照明 人工光源 灯具 人工环境设计 光环境实例 人们对天然光的利用，受到时间和地点的限制。建筑物内不仅在夜间必须采用人工照明，在某些场合，白天也要用人工照明。建筑设计人员应掌握一定的照明知识，以便能在设计中考虑照明问题，并能进行简单的照明设计。 在一些大型公共或工业建筑设计中，能协助电器专业人员按总的设计意图完成照明设计，使建筑功能得到充分发挥，并使室内显得更加美观。 光源的基本特性 从照明应用的角度对光源的性能有以下要求： ①高光效——用少量的电获得更多的光； ②长寿命——耐用，光通衰减小； ③光色好——有适宜的色温和优良的显色性能； ④能直接在标准电源上使用； ⑤接通电源后立即燃亮； ⑥形状小巧，结构紧凑，便于控光。 3．寿命 灯的寿命以小时计，通常有两种指标： （1）有效寿命——灯在使用过程中光通量逐渐衰减。从灯开始使用至灯的光通量衰减到初始额定光通量的某一百分比（通常是70% ～80% ）所经过的点燃时数叫有效寿命。超过有效寿命的灯继续使用就不经济了。白炽灯、荧光灯多采用有效寿命指标（图4－3）。 （ 2）平均寿命——一组试验样灯从点燃到有50%的灯失效（50%保持完好）所经历的时间，称为这批灯的平均寿命。高强放电灯常用平均寿命指标（图4－4）。 图9－1 灯的光衰曲线 图9－2 灯的寿终曲线 4．平均亮度 灯的发光体的平均亮度以cd/m2表示。 5．灯的色表 指灯光颜色给人的直观感受，有冷、暖与中间色之分，以色温或相关色温为数量指标。 6．显色指数 显色性能的定量指标。 7．灯的启燃与再启燃时间 8．电特性 电源电压波动对灯的其他参数的影响。 1、普通白炽灯 普通白炽灯的基本组成部分是灯丝、外玻壳、充入气体与灯头（图9－3）。 2．卤钨灯 图9－4 管状的碘钨灯 图9－6反射性白炽灯 a----抛物面反射型白炽灯； b----椭球面反射型白炽灯 2、高压汞灯 高压汞灯的构造如图9-8所示。灯管用石英玻璃制造，内充一定数量的汞和少量氩气，灯管内的压力为2～6个大气压。在主电极附近有一个辅助电极帮助灯启燃，所以除镇流器外，不需要另加启动设备。 汞灯启动需要4～7分钟才能达到全光通。一旦熄灭，再启动也需要同样长的时间。光效高、寿命长、光色差，使其通常仅用于街道、施工现场等场所。 金属卤化物的品种很多，但是好的颜色一致性问题尚未得到很好的解决，这限制了它的应用．目前，金属卤化物灯主要用在体育照明、广场照明，它能发出近似日光的强烈白光． 图9－9 高压钠灯结构 5、紧凑型荧光灯（节能型荧光灯） 6、其它放电光源 钠灯、氙灯、无电极荧光灯（QL灯）等参见教材及其它资料。 小 结 1、现在照明通用的电光源有两大类：一类是热辐射光源，有白炽灯、卤钨灯。另一类是气体放电光源，包括低压荧光灯和高强度气体放电灯（HID灯），其中有高压钠灯、金属卤化物灯和高压汞灯等。热辐射光源的电光转换效率很低，未来的趋势是被小型气体放电灯代替。 2、光效、寿命和显色性是电灯首要的技术指标。从现有灯种的性能来看，紧凑型荧光灯最具发展前途。金属卤化物灯在完善地解决光色，一致性问题以后，可能会有更快的发展。 3．表9－9（P210）列出光环境照明常用电光源的性能和最近的发展。其它详细情况可参见其它资料。 第二节 灯具 灯具是光源、灯罩及其附件的总称。灯具可分为装饰性灯具和功能性灯具两大类，因此灯具的作用有： ①固定和保护灯，将灯与电源连接； ②控制和分配灯光，实现需要的光分布； ③美化环境。 一、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： ①配光曲线； ②遮光角； ③灯具效率。 1．配光曲线 通常，我们用极坐标图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在三维空间里用失量表示出来，连接矢量的端点，即构成一个封闭的光强体。当光强体被通过轴线的平面截割时，在平面上获得一封闭的交线。此交线以极坐标的形式绘制在平面图上，就是灯具的配光曲线，见图9－11。 图9－11 光强体与配光曲线 为了使用方便，通常配光曲线均按光源发出的光通量为1000lm来绘制。当实际光源发出的光通量不是1000lm时，对查出的发光强度，应乘一修正系数，即实际光源发出的光通量与1000lm之比。 图9－12是扁圆吸顶灯的外形和它的配光曲线。对于非对称配光的灯具，则用一组曲线来表示不同垂直剖面的配光情况。荧光灯灯具常用二根曲线分别给出平行于灯管（“‖”符号）和垂直于灯管（“⊥”符号）剖面的光强分布 图9－12 扁圆吸顶灯外形及其配光曲线 【例9－1】有两个扁圆吸顶灯，距工作面4.0m，