照明设计手册第2章照明标准

第二章照明标准

第一节照明质量

优良的室内照明质量由以下五个要素构成：(1)适当的照度水平；(2)舒适的亮度分布；(3)宜人的光色和良好的显色性；(4)没有眩光干扰；(5)正确的投光方向与完美的造型立体感。不同的应用场合对质量要求的重点可能不同，现分别说明如下。一、照度水平1.照度为特定的用途选择适当的照度时，要考虑的主要因素是：(1)视觉功效；(2)视觉满意程度；

图2—1分辨视角、亮度对比、照度

和视觉功效关系曲线

(3)经济水平和能源的有效利用。

视觉功效是人借助视觉器官完成作业的效能，通常用工作的速度和精度来表示。增加作业照度(或亮度)，视觉功效随之提高，但达到一定的照度水平以后，视觉功效的改善就不明显了。图2—1说明标准作业的视觉功效JD(相对单位)在一定情况下，照度E、作业的实际亮度对比c和分辨视角a的关系曲线。

对于非工业区，如交通区和休息空间，不能用视觉功效来确定照度水平，而应考虑定向和视觉舒适的要求。为选择最佳照度水平进行的大量现场评价和调研表明，就照明所创造的舒适和愉悦而言的视觉满意程度，是各

类室内环境(包括工作环境)在选择适宜照度时必须考虑的重要附加因素。

在实际应用中，无论根据视觉功效还是从视觉满意角度选择照度，都要受经济条件和能源供应的制约。所以，综合上述三方面因素确定的照度标准往往不是理想的，而只能是适当的、折衷的标准。

北美照明学会(IESNA)2000年将推荐照度值分为三类，七级。第1类是简单的视觉作业和定向要求。主要是指公共空间；第Ⅱ类是普通视觉作业，包括商业、办公、工业和住宅等大多数场所；第Ⅲ类是特殊视觉作业，包括尺寸很小、对比很低，而视觉效能又极其重要的作业对象。表2—1列出了IESNA推荐的各级照度值，这种简单明了的照度级别规定可供照明设计人员选择设计照度时参考。

表2—1IESNA推荐照度分级

类别级别项目照度(1x)

I A公共空间30

B短暂访问和简单定向50

C进行简单视觉作业的工作空间100

ⅡD高对比、大尺寸的视觉作业300

E高对比、小尺寸或低对比、大尺寸的作业500

F低对比、小尺寸的作业1000

ⅢG进行接近阈限的视觉作业3000～10000

筑及各类公共建筑、工业建筑不同房间或场所的照度标准值。新标准大幅度提高了照度水平，基本上与国际接轨，详见本章第二节。

2.照度均匀度

(1)室内照明并非越均匀越好，适当的照度变化能形成比较活跃的气氛。但是，工作岗位密集的房问也应保持一定的照度均匀度。

(2)室内照明的照度均匀度通常以一般照明系统在工作面上产生的最小照度与平均照度之比表示，它不应小于0.7。

(3)工作房间中非工作区的平均照度不应低于工作区平均照度的1／3。 (4)直接连通的两个相邻的工作房间的平均照度差别也不应大于5：1。 二、亮度分布

室内的亮度分布是由照度分布和表面反射比决定的。视野内的亮度分布不适当会损害视觉功效，过大的亮度差别会产生不舒适眩光。

(1)作业区内的亮度比。与作业贴邻的环境亮度可以低于作业亮度，但不应小于作业亮度的2／3。此外，为作业区提供良好的颜色对比也有助于改善视觉功效，但应避免作业区的反射眩光。

(2)顶棚、墙和地面的亮度范围。应统筹策划反射比和照度比，因为亮度与两者的乘积成正比，所以它们的数值可以调整互补，工作房问环境亮度的控制范围参见表2—2。 表2—2工作房间的表面反射比与照度比

非工作房间，特别是装修标准高的公共建筑厅堂的亮度分布，往往根据室内环境创意决定，其目的是突出空间或结构的形象特征，渲染环境气氛或是强调某种装饰效果。这类光环境亮度水平的选择和亮度图式的设计也要考虑视觉舒适感，但不受上述亮度比的限制。 三、光色和显色性

光源的颜色质量包含光的表观颜色及光源显色性能两个方面。 (1)光的表观颜色。亦即色表，可以用色温或相关色温描述。光源色表的选择取决于光环境所要形成的氛围，例如，含红光成分多的“暖”色灯光(低色温)接近日暮黄昏的情调，能在室内形成亲切轻松的气氛，适于休息和娱乐场所的照明。而需要紧张地、精神振奋地进行工作的房间则采用较高色温的灯光为好。 我国照明设计标准按照CIE 的建议将光源的色表分为三类，并提出典型的应用场所，见.

表2—3。

生的一般印象。

表2—4各种照度下灯光色表给人的不同印象

数R以作为表示光源显色性能的指标，它是根据规定的8种不同色调的标准色样，在被测光源和参照光源照明下的色位移平均值确定的。Ra的理论最大值是100。

CIE将灯的显色性能分为4类，其中第1类又细分为A、B两组，并提出每类灯的适用场所，作为评估室内照明质量的指标，见表2—5。GB 50034--2004《建筑照明设计标准》对各类建筑的不同房间和场所都规定了Ra值。

表2—5光源显色性分类

如果灯、灯具、窗子或者其他区域的亮度比室内一般环境的亮度高得多，人们就会感受到眩光。眩光产生不舒适感，严重的还会损害视觉功效，所以工作房间必须避免眩光干扰。

1.直接眩光

它是由灯或灯具过高的亮度直接进入视野造成的。眩光效应的严重程度取决于光源的亮度和大小、光源在视野内的位置、观察者的实现方向、照度水平和房间表面的反射比等诸多因素，其中光源(灯或窗子)的亮度是最主要的。

(1)灯具亮度限制曲线CIE曾推荐灯具亮度限制曲线(见图2—2)，作为评价一般室内照明灯具直接眩光的标准和方法。CIE按照限制直接眩光的不同要求分为5个质量等级，即A一很高质量；B一高质量；c一中等质量；D一低质量；E一很低质量。

根据确定的质量等级、照度水平、灯具类型和布灯方式可以在图2—2的(a)或(b)两组灯具亮度曲线中选出一条合适的限制曲线。将此曲线同拟在设计中采用的灯具的平均亮度曲线进行对照检验，只要在最远端灯具下垂线以上45。角至临界角y(见图2—3)的范围内，灯具各个方向上的平均亮度均小于限制曲线规定的亮度极限值，则限制直接眩光的要求即可满足。7是灯具与眩光评价视点连线同灯具下垂线之间的夹角。如果灯具平均亮度曲线与图2—2中所选的那条灯具亮度限制曲线有交叉，则自交点向右引平行线可找到对应的a／h。值，只要长度a与灯具至眼睛的高度h。之比小于该值，则在此范围内的灯具亮度低于限制亮度值，选用这种灯具不会产生超出相应质量等级允许的直接眩光。

图2—2(a)中的曲线适用于评价无发光侧面的所有灯具及从纵向观看，有发光侧面的

图2—2灯具亮度限制曲线

(a)适用于：①无发光侧面的所有灯具；②从纵向看有发光侧面的长条形灯具。

(b)适用于：①有发光侧面的所有非长条形灯具；②从横向看有发光侧面的长条形灯具。长条形灯具的眩光，即图2—4中视线平行于G。。一C2。。。平面的情况。图2—2(b)曲线则适用于评价有发光侧面的所有非长条形灯具，以及从横向观看，有发光侧面的长条形灯具的

图2—3限制灯具亮度的眩光区

眩光，从横向看即图2—4中视线平行于C0o~C180平面的情况。长条形灯具是指它的发光面长宽比大于2：1的灯具。

上述评价室内直接不舒适眩光的方法仅适用于工作房间，并有以下限定条件：

1)房间形状为矩形平行六面体；

2)灯具规则地排列在房问顶部，且主轴与墙平行；

3)眩光评价的视点在地面以上1.2m高度(坐姿)，并贴近后墙居中；

4)视线主要是水平的和向下的，其方向与墙平行；

5)顶棚反射比不小于0.50，墙和家具设备的反射比不小于0.25。

此外，发光顶棚或间接照明的顶棚表面在y I>45。方向上光亮度不宜超过500cd／m2。

除限制灯具亮度外，对底面敞口和下部装透明灯罩的灯具还应检验其遮光角是否符合表2—6规定的要求。遮光角OL是光源发光体边沿一点和灯具出光口的连线延长线同水平线之间的夹角，见图2—5。按照光源亮度规定的灯具最小遮光角列于表2—6。

表2—6灯具最小遮光角

灯的亮度(kcd／m2)最小遮光角(o)灯的亮度(kcd／m2)最小遮光角(o)

1～201050～50020

20～5015≥50030

CIE 和许多国家提出的眩光计算公式并加以简化，同时，其数值对应的不舒适眩光的主观感受与英国的眩光指数一致，见表2—7，因此这一方法得到世界各国的认同。

表2—7UGR值对应的不舒适眩光的主观感受

UGR不舒适眩光的主观感受

28严重眩光，不能忍受

25有眩光，有不舒适感

22有眩光，刚好有不舒适感

19轻微眩光，可忍受

16轻微眩光，可忽略

13极轻微眩光，无不舒适感

10无眩光

1)UGR计算公式。照明场所统一眩光值的计算公式如下

式中Lb——背景亮度，cd／m2；

L——每个灯具的发光部分在观察者眼睛方向上的亮度，cd／m2；

∞——每个灯具的发光部分对观察者眼睛形成的立体角，sr；

p——每个单独的灯具偏离视线的位置指数(Guth位置指数)。

计算一个场所照明的UGR，涉及每个灯具的多项参数，计算过程非常繁琐，通常都是用计算机进行计算。欧美通用的照明计算软件DALux和AGI以及Philips等名牌照明厂商的专用照明设计软件都有UGR的计算程序。

UGR不舒适眩光评价方法的应用有以下限制条件：

a.UGR适用于简单的立方体房间一般照明设计，不适用于问接型照明和发光顶棚的不舒适眩光评价；

b.灯具发光部分对眼睛形成的立体角在0.1 SF>w>0.0003 sr的范围以内：

c.灯具为双对称配光或全对称配光，规则布置；

d.观测位置通常在纵向、横向两面墙的中点，视线水平，朝前看。

2)UGR曲线。为了便于设计人员理解和使用，CIE还提供了UGR数表和UGR曲线。前者由公式计算生成，不过仅适用于有限的简化计算条件；曲线则忽略了房问特性对背景亮度的影响和灯具位置不同所产生的眩光差异，Nfct会造成一些误差。但是，UGR曲线的形式与用法同灯具亮度限制曲线非常相似，容易掌握。UGR曲线方法也包含两张图表，见图2—6，都适用在比较明亮的房问，例如顶棚、墙面、地板空间反射比相应地为0.7、0.5、0.2。

图表I用于对顶棚和墙只有少量照明或没有照明的灯具，如某些镜面格栅灯具N-VN式灯具，有大到中等遮光角。

图表Ⅱ用于宽光束灯具或有一些上射光照亮墙和顶棚的灯具，如漫射材料的格栅灯、乳白灯罩或其他形式的灯具。

图表I和Ⅱ都标明了UGR值分别为13、16、19、22、25、28的曲线，这些曲线指的是平均UGR值。如果要求UGR最大值不大于上述某一限值，则应避免灯具亮度曲线进入相应UGR曲线的阴影区。阴影区是由曲线上75。的一点与低于该UGR值3个单位的相邻曲线上45。的一点连线封闭而成的。

两张图表的UGR曲线用以下公式表示：

图表I lg L=(29+UGR一0.3087)／8

图表Ⅱlg L=(32+UGR一0.3087)／8式中￡——灯具亮度，cd／m2；

y——从灯具下垂线与观察者视线的夹角，。。

2.反射眩光和光幕反射

它们是由光泽表面镜反射的高亮度造成的，呈现在作业区以外的称反射眩光，它对视觉造成干扰。在作业本身呈现的镜反射与漫反射重叠的现象称光幕反射，它使作业固有的亮度对比减弱，视觉功效降低。

避免反射眩光和光幕反射的有效措施是：

图2—6 UGR曲线

(a)图表I；(b)图表Ⅱ

γ一观察者眼睛至灯具的垂直距离

注：图(a)中，一个非对称镜面格栅荧光灯灯具亮度评价示例。粗线为从其横向观看的亮度，

细线为从纵向观看。正常情况下，预计平均UGR在19以下；因为横向观看

的灯具亮度曲线在y角60。以下进入了阴影区，所以在此范围内最大UGR值有可能超过19。

(1)正确安排照明光源和工作人员的相对位置，使视觉作业的每一部分都不处于、也不靠近任何光源同眼睛形成的镜面反射角内；

(2)加强从侧面投射到视觉作业上的光线；

(3)选用发光面大、亮度低、宽配光，但在临界方向亮度锐减的灯具(如蝠翼型配光的灯具)；

(4)顶棚、墙和工作面尽量选用无光泽的浅色饰面，以减小反射的影响。

五、阴影和造型立体感

一个房问的照明能使它的结构特征及室内的人和物清晰，而且令人赏心悦目地呈现出来，这个房间的整体面貌就能美化。为此，照明光线的指向性不宜太强，以免阴影浓重，造型生硬；灯光也不能过于漫射和均匀，以免缺乏亮度变化，致使造型立体感平淡无奇，室内显得索然无味。

“造型立体感”这个词用来说明三维物体被照明表现的状态，它主要是由光的主投射方向及直射光与漫射光的比例决定的。对造型立体感的主观评价主要依靠心理因素，不过以下两种物理指标可供照明设计人员预测造型效果。

(1)垂直照度与水平照度之比(Ev／Eh)：在主视线方向上Ev／Eh至少要达到0.25，获得满意的效果则需要达到0.40～0.50。

(2)平均柱面照度与水平面照度之比(Ec／Eh)：平均柱面照度是位于一点的一个极小圆柱体曲面上的照度，假定圆柱体的轴线是竖直的，其高度与直径均趋于无穷小。它实际上是空间一点在各方向的垂直照度的平均量值。

当只有自上而下的直射光线时，Ec=0，Ec／Eh=0；而当光线仅来自水平方向时，则Ec=0，Ec／Eh→∞；唯有0.3≤E c／Eh≤3的条件下，可获得较好的造型立体感。上述分析表明，Ec／Eh这一指标已包含光线方向性的因素。

第二节照明标准

根据GB 50034--2004《建筑照明设计标准》，对照度和照明质量(UGR和Ra)的标准说明如下。

一、照度分级

照度标准值应按下列数值系列取值：0.5，1，3，5，lo，15，20，30，50，75，100，150，200，300，500，750，1000，1500，2000，3000，50001x。

二、照明标准值

本标准规定的照度值均为作业面或参考平面上的维持平均照度值。以下给出居住、公共、工业建筑以及公用场所的照明标准值。

(一)居住建筑照明标准值

居住建筑照明标准见表2-8。

(二)公共建筑照明标准值公共建筑照明标准值见表2—9～表2—21。

图书馆建筑照明标准值应符合表5.2.1的规定。

表2-10商业建筑照明标准值

表2-18交通建筑照明标准值

表2-22工业建筑一般照明标准值