建筑光学第十五章建筑照明

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1、15-1电光源15-2室内工作照明15-3室内外环境照明设计第十五章建筑照明电灯发展经历了两个时期：第一个时期，从1879年到本世纪三十年代末的前五十年，这是白炽灯发明、改进和成熟的时代；第二个时期，三十年代末开始的是开发气体放电灯的时代，荧光灯的普及应用，是低压气体放电灯的时代；六十年代中期发明金属卤化物和高压钠灯为开端，由此进入了高压气体放电灯的照明时代。现代人工光环境的设计理论和应用技术是在电灯发展的第二个时期，高光效、多品种的气体放电灯问世以后才逐渐形成和完善的。15-1电光源一、热辐射光源（一）普通白炽灯（二）卤钨灯（三）反射型白炽灯二、气体放电光源（一）荧光灯（二）高压汞灯（三）

2、金属卤化物灯（四）高压钠灯三、灯具（一）灯具的光特性（二）灯具分类从照明应用角度对灯的性能要求：高光效—用少量的电获得更多的光；长寿命—耐用，光通衰减小；光色好—有适宜的色温和优良的显色性能；能直接在标准电源上使用；接通电源后立即燃亮；形状小巧，结构紧凑，便于控光。电光源的主要性能指标：光通量：表征灯的发光能力，以流明值表示。光效：灯发出的光通量与它消耗的电功率之比。寿命：有效寿命和平均寿命。平均亮度：灯的发光体的平均亮度，以表示。灯的色表：指灯光颜色给人的直观感受，以色温或相关色温为数量指标。显色指数：显色性能的定量指标。灯的起燃与再起燃时间。电特性：电源电压波动对灯的其它参数的影响。这些

3、特性是评判灯的质量与确定灯的合理使用范围的依据。一、热辐射光源（白炽灯）：热辐射光源发出的光是电流通过灯丝，将灯丝加热到高温而产生的。（一）普通白炽灯：组成：灯丝，外玻壳，充入气体与灯头灯部分。如图15-1。灯丝特点：现代白炽灯灯丝用熔点高（）蒸发速度较慢的钨制造。平均光效：只有左右；平均寿命：约为1000小时；通电即亮，显色性好，便于控光，价格便宜。电源电压的变化对白炽灯的工作性能有比较显著的影响，二者关系如图15-2。（二）卤钨灯将卤素元素（碘或溴）填入，它能和游离的钨合成气态碘化钨或溴化钨，它们靠近高温的钨丝时分解，钨附着在钨丝上。如此循环，消除了灯泡黑化，延长寿命，光效提高到20lm

4、/W以上。卤钨灯管壁由耐高温的石英玻璃制造，使用时必须水平放置特点：在玻壳内表面有一层金属反射镀膜，使灯光射向预定的方向。这种反射器一般不会受到任何损伤、腐蚀或污染，因此使灯能保持高光输出。同时还可简化灯具设计。（三）反射型白炽灯：椭球形的反射面代替抛物面的改进。如图15-5。灯管两电极加上电压后产生气体放电，放电产生紫外线，紫外线激发管壁上的荧光粉发出可见光。直管型荧光灯的构造（如图）。二、气体放电光源（一）荧光灯：气体放电灯没有灯丝，它是借助两极之间气体激发而发光，称为冷光源。荧光粉的成分决定灯的光效和颜色。目前，我国规定的荧光灯颜色仅有日光色（9500K）、冷白色（4300K）、暖白色

5、（2900K）三种。平均光效60lm/w，寿命5000小时，显色指数90%以下（与光效矛盾）。三基色窄带荧光灯：光效90，显色指数85%以上。橙红（611nm）、绿（543nm）、蓝（450nm），窄带谱荧光粉。其它形状荧光灯如图。荧光灯线路如图。荧光灯的性能参数受电压变化的影响较小，但它的光效值随环境温度的变动而波动；另外开关次数对灯的使用寿命（一般5000小时）也有较大影响。节能的小型荧光灯（紧凑型荧光灯）如图SL灯和PL灯，其性能见表。结构如图。特点：发光呈蓝白色，包括黄、绿、蓝色线状光谱辐射，但缺乏红色，所以一般照明用的高压汞灯均在外玻壳内壁涂荧光粉以补充红色，改善灯的显色性。功率范

6、围在之间，光效约，寿命为。（二）高压汞灯：结构类似于高压汞灯，只是在放电管内又添加了金属碘化物。金属卤化物灯与汞灯相比，不但提高了光效，显色性也有很大改进。（三）金属卤化物灯：（四）高压钠灯：结构如图。是目前一般照明应用的电光源中光效最高（）、寿命最长（）的灯。三、灯具：灯具：光源、灯罩及附件的总称。分装饰灯具和功能灯具。（一）灯具的光特性：配光曲线：其上的每一点表示灯具在该方向上的发光强度。因此，知道灯具对计算点的投光角，就可查到相应的发光强度，利用公式可求出点光源在计算点上形成的照度。如图。1.配光曲线和空间等照度曲线空间等照度曲线：（如图）只要知道灯的计算高度和计算点力灯具的水平距离，

7、就可查出照度。2.消除眩光保护角：指灯罩边和发光体边沿的连线与水平面所成的夹角，如图。计算公式保护角光源亮度超过时，人眼就不能忍受。灯具效率：灯具发出的光通与光源光通之比，即取决于灯罩开口的大小和灯具材料的反光、投管系数。一般由实验得。3.灯具效率灯具通常按总光通在空间的上半球和下半球的分配比例分类的。一般可以分为直接、半直接、均匀漫射、半间接、间接等五种类型。各类灯具的光通分布见表。（二）灯具分类：特点：灯