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第8章 绪论(7)

除了下方,侧面也发光的照明器:

Acosθ=Ahcosθ+Avsinθ(1.38)

式中:Ah——照明器下方发光面面积(m2);Av——照明器侧面发光面面积(m2)。

将照明器在不同观察方向上的亮度Lθ与观察方向垂直角θ间的关系Lθ=f(θ)称为照明器的亮度分布。

2)照明器的保护角

引起不舒适眩光的原因之一是照明器亮度太高,在小范围内,亮度高对人影响不大,而垂直角45毅以上的照明器亮度对人影响较大,因此应限制大角度范围光的亮度分布。

灯罩可为灯具设置保护角,限制大角度的光亮度。

照明器保护角酌实质上反映灯具遮挡光源直射光的范围,又称为遮光角。保护角酌是光源的发光体与灯具出光口下缘的连线与水平线之间的夹角。

一般灯具的保护角越大,则配光曲线越狭小,在要求配光分布宽广且又要避免直接眩光时,应该在灯具开口处用能够透射光线的玻璃灯罩,或用各种形状的格栅罩住光源。酌一般选在15毅~30毅之间。

1.3.3照明器的效率

照明器输出的光通量与照明器内光源在无约束条件下点燃时输出的光通量之比称为照明器的效率。该值与灯具形状、所用材料和光源在灯具内的位置有关。

1.3.4照明器的分类

照明器通常按照明器的光通量在上下空间的分配比例进行分类,或者按照明器的结构特点分类,或者按照明器的安装方式分类,等等。国际照明委员会(CIE)推荐以照明灯具光通量在上下空间的分配比例进行分类的方法,已为国际照明界普遍接受。

1)按防触电保护方式分类

为了电气安全,灯具所有带电部分必须采用绝缘材料等加以隔离。灯具的这种保护人身安全的措施称为防触电保护。根据防触电保护方法,灯具可分为0、玉、域、芋共4类。

2)按灯具的防尘、防水等级分类

当人、工具或尘埃等固体异物触及或沉积在灯具的带电部件上时可能引起触电、短路等危险,当雨水或灯具周围其他水进人灯具内可能影响光源的正常工作甚至造成漏电、短路危险,有多种外壳防护方式起到保护电气绝缘和光源的作用。不同的方式达到不同的效果,相应于不同的防尘、防水等级。目前,采用特征字母IP后面跟2个数字来表示灯具的防尘、防水等级。第1个数字表示对人、固体异物或尘埃的防护能力;第2个数字表示对水的防护能力。例如,防护等级为“IP64冶的灯具表示能防止尘埃进入灯具内部及确保任何方向溅水都不会造成有害影响。

3)按安装方式分类

(1)吸顶型

照明器吸附在顶棚上,适用于顶棚比较光洁而且房间不高的建筑内。这种安装型式常能有一个较亮的顶棚,使房间有总体的明亮感,但易产生眩光,光利用率可能不高。

吸顶型照明器应用比较广泛。吸顶式的发光带适用于计算机房、变电站等;吸顶式荧光灯适用于照度要求较高的场所;封闭式带罩吸顶灯适用于照度要求不很高的场所,它能有效地限制眩光,外形美观,但发光效率低;吸顶裸灯泡适用于普通的场所,如厕所、仓库等。

(2)嵌入顶棚型

照明器的大部分或全部陷在顶棚内,只露出发光面,适用于有吊顶、低矮的房间。这种灯具能有效地消除眩光,与吊顶结合能形成美观的装饰艺术效果。

(3)悬挂型

照明器吊挂在顶棚上,是应用最广泛的一种。主要是利用吊杆、吊链、吊管、吊灯线来吊装灯具,以达到不同的效果。在商场营业厅等场所,利用吊杆式荧光灯组成一定规则的图案,不但能满足照明功能的要求,而且还能形成一定的装饰艺术效果。

(4)附墙型

照明器安装在墙壁或庭柱上,俗称壁灯,主要用于局部照明、装饰照明或不适合在顶棚安装灯具或没有顶棚的场所。

(5)嵌墙型

照明器的大部分或全部陷在墙内,只露出发光面。这种照明器常作为地脚灯,用于室内作为夜灯用,或作为走廊和楼梯的深夜照明灯,以避免影响他人的夜间休息。地脚灯主要应用于医院病房、宾馆客房、公共走廊、卧室等场所。

4)按灯具光通量分布分类

(1)根据CIE的建议,室内灯具可根据光通量在上下空间的分布划分为A、B、C、D和E这五种类型。

直接型

直接型灯具的用途最广泛。灯具由反光性能良好的非透明材料制成,如搪瓷、抛光铝或铝合金板和镀银镜面。因为90%以上的光通量向下照射,所以灯具的光通量利用率最高。

工作环境照明应当优先采用这种灯具。

半直接型

这种灯具常用半透明材料制成或采用开口的式样,它能将较多的光线直接照射到工作面上,又可使空间环境得到适当的亮度,改善房间的亮度比,具有较高的光通量利用率。如外包半透明散光罩的荧光吸顶灯和上方留有较大的通风、透光空隙的荧光灯以及玻璃菱形罩、玻璃碗形罩等灯具,都属于半直接型灯具。

直接间接型

上射光通量和下射光通量基本相等的照明器即为直接间接型。照明器向四周均匀发射光通量的型式称为漫射型,它是直接间接型的一个特例,典型的是乳白玻璃球形灯,其他各种形状漫射透光的封闭灯罩也有类似的配光。均匀漫射型灯具将光线均匀地投向四面八方,对工作面而言,光通量利用率较低。这类灯具是用漫射透光材料制成封闭式的灯罩,造型美观,光线柔和均匀。

半间接型

这类灯具上半部用透光材料制成,下半部用漫射透光材料制成。由于大部分光线投向顶棚和上部场面,增加了室内的间接光,光线更为柔和宜人。在使用过程中,上半部容易积灰尘,会影响灯具的效率。半间接型灯具主要用于民用建筑的装饰照明。

间接型

这类灯具将光线全部投向顶棚,使顶棚成为二次光源。因此,室内光线扩散性极好,光线均匀柔和,几乎没有阴影和光幕反射,也不会产生直接眩光。但光通量损失较大,不经济。

间接型灯具适用于剧场、美术馆和医院的一般照明,通常还与其他类型的灯具配合使用。

(2)英国按灯具光强在下半球的分布,分为10种类型,给出了BZ的光强分布曲线,并可用公式表示轴线光强I0的关系。

(3)按1/2照度角对灯具分类。

1/2照度角θ指灯具下方水平面上Q点照度为正下方A、B两点照度值的一半,C点与光中心的连线和照明器竖垂线之间的夹角。灯具这样布置时,被照面上即可获得均匀照度。在这种条件下的灯具安装距离L和灯具安装高度h之比(L/h)就是灯具的最大允许距高比。

1.4照明计算

1.4.1等效反射比

本章前几节讨论的都是被照点的照度,而各国制定的照度标准都是指参考面上的平均照度。一般主要探讨的是室内照明,因此参考面上的照度不仅由照明器或照明装置直接照射产生,而且还会由于室内各表面相互反射而获得。所以在平均照度计算中,室内各表面的反射比将起到极其重要的作用。

大多数房间呈长方体空间,上面是顶棚,下面是地面,四周是墙。在照度计算中最受关注的是参考面,在大多数情况下它是离地面有一定高度的假想水平面。例如我国《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)中规定人们坐着工作时的参考面是离地0.75m的水平面。

当人站着工作时,可根据CIE的推荐,把离地0.85m的水平面看做是参考面。体育馆、过道等场所则把地面看做是参考面。