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室内照明设计原理
室内照明设计原理

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工业技术

  • 电子书积分:8 积分如何计算积分?
  • 作 者:石晓蔚著
  • 出 版 社:淑馨出版社
  • 出版年份:1996
  • ISBN:9575314905
  • 页数:142 页
图书介绍:
《室内照明设计原理》目录

光的性质 1

1 基本概念 1

辐射能频谱 2

图1-1 辐射能频谱:可见光谱波长380~770 nm。 4

光的活动 5

图1-2 物体表面反射的光进入人眼形成视觉。 5

图1-3 光反射:(a)镜反射;(b)定向扩散反射;(c)漫反射。 6

图1-4 光透射:(a)镜透射;(b)定向扩散透射;(c)漫透射。 6

常用术语 7

图1-5 光折射:光由密度小的介质进入密度大者,折射角r小于入射角i。(IES Lighting Handbook-Reference Volume,1984) 7

图1-6 偏光:使原朝各方向振动的光波变为只朝单一平面行进。(Philips Lighting) 7

图1-7 光通量、发光强度、照度与亮度之关系。 7

图1-11 亮度L=I/A 8

图1-9 发光强度I=φ/Ω 8

图1-10 照度E=φ/A 8

图1-8 光通量φ 8

图1-12 亮度L1=ρ1Eh/π;L2=ρ2Ev/π。 9

2 光与色彩 11

图2-1 光谱能量分布图:(a)正午昼光;(b)萤光灯;(c)白炽灯。(IESNA LightingEducationED-100,1989) 13

彩色光谱 13

图2-2 红色玻璃仅让红色光波通过,其余光波均被吸收。(IESNA Lighting Education ED-100,1989) 14

图2-3 红色表面须反射红色光才显红色;绿光缺乏红色波长可供反射,故使物体呈黑或灰色。 14

图2-4 物体色取决于反射波长的相对比例:(a)无彩色;(b)有彩色。 14

色彩视觉 14

图2-5 同时性对比:(a)明度对比;(b)彩度对比。 16

色光的混合 16

图2-6 加法混色:光的主色与次色。 16

图2-7 减法混色:颜料的主色与次色。 17

光源的色彩特性 17

图2-8 色座标图:黑体曲线用以比对光源的相关色温度。(Philips Lighting) 18

图2-9 演色向量系统:(a)包含215个测点;(b)向量长度为色差大小,箭头代表偏差方向。(Philips Lighting,1993) 19

光色的心理效果 20

3 视觉与感知 21

图3-1 人眼构造与相机的类比。 23

眼睛与视觉 23

图3-2 物体经水晶体折射为倒立影像,投映于视网膜。 24

生理因素 25

图3-4 人眼视野:上下共130°;左右共180°;白色区域为双眼同时看见的部份。(IES Lighting Handbook-Reference Volume,1984) 25

图3-3 光谱光效曲线:明视觉与暗视觉敏感曲线。(IES Lighting Handbook-Reference Volume,1984) 25

物理因素 26

图3-5 同距离时,物体愈大愈易观看。 26

图3-6 物体与背景的亮度对比愈大愈易观看。 26

图3-7 直接眩光区:垂直面45°~85°。 27

图3-8 失能眩光:因窗外昼光过强,造成电脑操作者无法阅读萤幕。 27

年龄效应 28

图3-11 反射:天花板灯具在橱窗玻璃造成干扰的反射影像。 28

图3-12 反光:铜版纸表面反光,降低字体的能见度。 28

图3-9 不舒适眩光:视野中明亮的灯具所引起的视觉不适。 28

图3-10 (a)灯具直接眩光;(b)桌面反光;(c)萤幕反光。 28

4 人工光源 31

概述 33

图4-1 光束角与布光角:说明散光或集光的布光特性。 35

白炽灯系 36

图4-2 白炽灯构造 36

图4-3 白炽灯泡形状分类(IESNA Lighting Education-Fundamental Level,1993) 37

图4-4 白炽灯泡灯头形状(Osram) 38

图4-5 黑化作用肇因于蒸发的钨随电流移动,附著于灯壁。 39

图4-6 电压对白炽灯的影响(IESLighting Handbook-Reference Volume,1984) 40

图4-7 线型钨丝灯(合敬) 41

图4-8 反射灯泡(R)(Phlips Lighting) 41

图4-9 椭圆形反射灯泡(ER):消除筒灯内不必要的光浪费。 41

图4-10 半球形反射灯泡(BR):须配合使用灯具反射罩。(Philips Lighting) 41

图4-13 MR灯反射罩涂布双向性涂层,可抽离红外线辐射。 42

图4-11 抛物形铝反射灯泡(PAR)(Phoenix Electric Co.) 42

图4-12 多面反射灯泡(MR)(Phoenix Electric Co.) 42

图4-14 囊型石英卤素灯泡(JC)(Philips Lighting) 43

图4-15 双泡型卤钨灯泡(Phoenix Electric Co.) 43

图4-16 单头型石英卤素灯泡(JD)(Phoenix Electric Co.) 43

图4-17 双头型石英卤素灯泡(J)(Phoenix Electric Co.) 43

图4-18 铝反射灯泡(AR)外观与剖面。(Osram) 45

萤光灯系 45

图4-19 萤光灯构造(Philips Lighting) 46

图4-20 萤光灯形状种类(IESNA Lighting Education-Fundamental Level,1993) 47

图4-22 标准萤光灯光谱能量分布图(Philips Lighting) 48

图4-21 萤光灯起动回路:(a)预热启动;(b)快速起动。(Philips Lighting) 48

图4-24 反射型萤光灯剖面图(Philips Lighting) 49

图4-23 三波长萤光灯光谱能量分布图(Philips Lighting) 49

图4-25 点灭频率影响萤光灯寿命:(a)预热起动型;(b)快速起动型。(IESNA Lighting Handbook-Reference and Application,1993) 50

图4-26 萤光灯流明维护曲线:(a)三波长萤光灯管;(b)双涂层三波长灯管;(c)传统萤光灯管。 50

图4-27 周围温度影响萤光灯光输出与发光效率。(IESNA,Lighting Handbook-Reference andApplication,1993) 51

图4-28 精巧型萤光灯:(a)形状种类;(b)构造。(IESNA,IESNA Lighting Education-Fundamental Level,1993) 52

图4-29 细型萤光灯管(中)约等同于香烟的直径。(松下电工) 54

冷极管 57

图4-30 霓虹灯管的安装 58

图4-31 水银灯构造(IES Lighting Handbook-Reference Volume,1984) 58

高强气体放电灯系 58

图4-32 HID光源点灯位置标示(Osram) 59

图4-33 HID光源寿命评定:经济寿命定义为平均寿命的60%。(Venture Lighting) 59

图4-35 HID光源生命周期的色差十分明显。(中正国际机场) 60

图4-34 HID光源(400W)的流明维护曲线(IES Lighting Handbook-Reference Volume,1984) 60

图4-36 HID灯泡形状(IESNA Lighting Education-Fundamental Level,1993) 61

图4-37 复金属灯光谱能量分布图(Philips Lighting) 62

图4-38 双头型复金属灯(Phoenix Electric Co.) 63

图4-40 高压钠灯光谱能量分布图(Philips Lighting) 64

图4-39 高压钠灯构造(IES Lighting Handbook-Reference Volume,1984) 64

图4-41 白色高压钠灯能量分布图(Philips Lighting) 65

图4-42 PAR型与单头T型复金属灯泡(Philips Lighting) 66

其它光源 67

图4-43 钠灯与氙灯的混合灯种可切换二种色温(Osram) 67

图4-44 低压钠灯光谱能量分布图(Philips Lighting) 68

图4-45 黑灯管(Philips Lighting) 68

图4-46 黑灯管照明的萤光效果(a)正常照明下(b)黑灯管照明下。(Philips Lighting) 68

图4-47 感应灯外观与构造:(a)萤光涂层灯泡;(b)感应线圈;(c)高频电子式安定器。(Philips Lighting) 69

5 灯具与照明系统 71

控光构件 73

图5-4 球面反射罩(Philips Lighting) 74

图5-5 不对称反射罩(Philips Lighting,Lighting Manual) 74

图5-1 反射罩须配合灯泡尺寸及发光中心点设计。 74

图5-3 椭圆反射罩(Philips Lighting) 74

图5-2 抛物面反射罩(Philips Lighting) 74

图5-6 使用喷砂玻璃仍可见光源模糊影像。(英国伦敦) 75

图5-7 白色压克力可使表面亮度均匀。(德国海德堡McDonald's) 75

图5-9 透镜:(a)凸透镜;(a)凹透镜。 76

图5-10 Fresnel Lens:(a)锯齿状减少厚度;(b)控光方式。 76

图5-11 遮光构件:(a)遮光板;(b)格栅。 76

图5-8 棱纹板 76

布光形式 77

图5-12 遮光角:(a)磨砂灯泡;(b)萤光型HID灯泡;(c)清光型HID灯泡(以弧光管底部为准)。 77

图5-13 截光角;光源截光角;格栅截光角;光学截光角。(IES Recommended Practice for Lighting Offices Containing Computer Visual Display Terminals,1989) 77

图5-14 抛物状反射格栅(Philips Lighting) 77

图5-15 直接—间接照明兼具直接与间接型灯具的优点。(英国伦敦Tate Gallery) 78

图5-16 直接—间接照明兼顾向上与向下照明功能。(德国海德堡) 78

图5-17 全漫射照明利用半透明灯罩材料降低刺眼亮度。(德国海德堡Benetton) 78

配光资料 78

图5-18 灯具配光资料:(a)配光曲线;(b)亮度分布表;(c)灯具效率;(d)利用系数表;(e)维护系数;(f)间距标准。(Lighting Products,Inc.) 79

图5-19 灯具的配光曲线与眩光限制曲线。(Philips Lighting) 80

灯具种类 81

图5-20 选择嵌灯时须考虑天花板上空间是否能容纳嵌灯深度。(Thorn Lighting) 81

图5-21 半嵌入式灯具藉突出部份彰显其灯具造型。(德国法兰克福Zeilgalerie) 81

图5-22 轨道电流在绝缘鞘状金属构件中通过。(Thorn Lighting) 82

图5-23 不同类型光源可应用于同支轨道。(英国伦敦) 82

图5-24 弧形轨道可组合成活泼的视觉效果。(英国伦敦Design Museum) 82

图5-25 钢丝轨道(昱亮有限公司提供) 82

图5-26 钢丝型线灯可随需要作垂直向设置。(英国伦敦) 83

图5-27 使光线向上、向下投射之壁灯。(德国法兰克福Zeilgalerie) 83

图5-28 吊灯应适当控制表面亮度或具有良好的侧向遮光。(德国海德堡) 83

图5-29 活动灯具包括台灯及立灯,可增补局部照度。(德国海德堡) 83

图5-30 眩光控制配件 84

图5-31 局部遮光罩可防止光线朝某方向照射。 84

图5-32 遮光罩表面沟纹设计 84

图5-34 光束效果配件 85

图5-35 遮光活叶可控制投光范围大小。(德国法兰克福Schirn Art Gallery) 85

图5-33 格栅鼓型:(a)遮光百叶;(b)蛋架型格栅;(c)楔型格栅 85

照明系统 86

图5-36 照墙灯:(a)光源斜置(合敬);(b)内凹导光反射罩(Philips Lighting);(c)不对称反射罩。 87

图5-37 照墙灯标示图例(合敬) 87

图5-38 向上式照明灯具通常布光较广。(英国伦敦Natural History Museum) 87

图5-39 上照灯提供少部份下照光(Thorn Lighting) 88

图5-40 工作照明可区划个人领域。(德国法兰克福Museum ofApplied Arts) 88

图5-41 投射照明可强调视觉焦点以吸引注意。(德国法兰克福Museum ofModern Art) 89

图5-42 模组式线型照明系统(Philips Lighting) 90

图5-43 完全反射原理 90

图5-44 (a)玻璃纤维;(b)塑胶纤维;(c)单一塑胶光纤;剖面结构:(1)中央核心;(2)套管。(Philips Lighting) 91

图5-45 光纤照明系统:(a)光源及反射罩;(b)滤镜;(c)光输入端;(d)个别缆线;(e)光输出端。(Philips Lighting) 91

图5-46 端头发光型光纤(Philips Lighting) 91

图5-47 光纤输出端灯具:(a)仅使用透镜控光;(b)使用滚球型承轴调整方向。(英国伦敦Natural Histor Museum) 92

图5-48 侧边发光型光纤(Philips Lighting) 93

图5-49 侧边发光型光纤光盒的安装长度限制 93

图5-50 光管外层棱面结构可二度反射光线回管内 93

图5-51 基本光管:利用镜子改变光行进方向 94

图5-52 线型光管:(a)光源;(b)反射罩;(c)光学薄膜;(d)漫反射膜;(e)支撑管;(f)镜子。 95

图5-53 扁平灯箱:(a)面板;(b)箱体;(c)漫反射膜;(d)底板;(e)灯盒;(f)反射罩;(g)灯管;(h)光学薄膜(i)内侧镜。 95

图5-54 紧急照明及出口标示灯(美国Dual-Lite,Inc.提供) 95

6 照明的质与量 97

照明品质 99

图6-1 人眼所能接受的亮度值愈接近中心视线愈低。 99

图6-2 对应于作业面的天花板反光区内避免配置灯具。 100

图6-3 屏风造成桌面阴影(The NBL Guide to Energy-Efficient Lighting Systems)。 101

图6-4 焦点/背景亮度比愈大,戏剧性效果愈强。(英国伦敦Natural History Museum) 101

照度选取 102

图6-5 作业面、紧邻周遭与近/远处明/暗面的亮度比。 102

照明计算 106

图6-6 灯具距作业面的高度:HRC 107

图6-7 测点与灯具的距离、朝向,影响照度多寡。(IESNA Lighting Education-Fundamental Level,1993) 112

图6-8 Ep=? 112

图6-9 Eh=?×cosα 112

图6-10 Ev=?×sinα×cos2α 112

图6-11 Ev=?×sinα×cos2α×cosβ3 112

图6-12 范例5 113

图6-13 范例6 113

图6-14 1″×4″OA灯具配光曲线(Philips Lighting) 113

图6-15 Eh=? 114

照明设施管理 115

照明维护 117

图7-1 维护因素:(a)光源流明衰减(LLD);(b)光源烧坏(LBO);(c)灯具灰尘衰减(LDD);(d)室内表面衰减(RSDD)。 118

图7-2 定期维护与未维护的照度衰减比较。(Philips Lighting) 118

维护计划 119

图7-3 HID光源整批更换与零星更换的平均照度比较。(Venture Lighting) 120

图7-4 清洁时程:(a)均等间隔;(b)等照度间隔。 121

照明控制 122

图7-6 调色照明控制原理(松下电工) 123

图7-7 中央控制系统:(a)主控制器;(b)基本构成。(松下电工) 123

图7-5 多回路记忆调光器:(a)主控制器(松下电工);(b)基本构成 123

图7-8 将灯内光源分成二组开关回路,可提供100%及50%二种照度。(IES Lighting Handbook-Application Volume,1987) 124

图7-9 红外线感光器:使用焦热电现象侦测器感应人体自然释出的热辐射。 124

图7-10 超音波感光器:利用人耳无法听见的声波触及物体表面反射后的波形变化侦测。 125

图7-12 昼光调节原理(NEMA Guide to Lighting Controls,1992) 126

图7-13 昼光调节控制系统:(a)灯具;(b)电子式安定器;(c)感光器;(d)光输出控制器;(e)照度选择面板;(f)时程控制器;(g)个别调光器。(Thorn Lighting) 126

图7-11 结合使用感知与昼光调节的灯具(Thorn Lighting) 126

图7-14 常用光源的流明衰减比较(U.S.Department ofEnergy) 127

图7-15 典型工作天的照明时程 128

图7-16 预定时程控制(NEMA Guide to Lighting Controls,1992) 128

图7-17 电力需量控制 128

图7-18 整合式照明控制系统(Philips Lighting) 129

图7-19 不同照明控制系统节能功效比较(资料引自:Rubinstein,1991) 129

能源管理 130

图7-20 工作环境室内表面反射率建议值(The NLB Guide to Office Lighting andProductivity,1989) 131

附录 133

附录一:照度建议 133

附录二:灯具维护系数 137

参考书目 139

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