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推荐照度分级我国于2004年12月发布执行新的国家标准GB50034-2004《建筑照明设计标准》，其中详细规定了居住建筑及各类公共建筑、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①给定表面照度与工作面照度之比。

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。

表2—3光源的色表类别人对光色的爱好还同照度水平有相应的关系，表2—4给出各种照度水平下，不同色表的荧光灯照明所产生的一般印象。

表2—4各种照度下灯光色表给人的不同印象(2)光源显色性能。

取决于光源的光谱能量分布，对有色物体的颜色外貌有显著影响。

CIE用一般显色指数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光源显色性分类四、眩光如果灯、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。

(2)统一眩光值(UGR)。

CIEl995年提出用UGR作为评定不舒适眩光的定量指标。

UGR计算方法综合了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Ⅱγ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。