第十章 建筑电气照明
第一节 照明的基础知识
一 概述
? 照明分自然照明和人工照明两大类。
? 照明的目的就是给周围各对象以适宜的
光分布，使人们的明视觉功能发挥效力，
同时还造成舒适，高兴，心情舒畅的气
氛。
? 照明技术也为光的运用技术。
二 光的实质
光是一种电磁波
? 红外线，波长为 340μm～ 780nm。
? 可见光，波长为 780nm～ 380nm。
? 紫外线，波长为 380nm～ 10nm。
三 光度量
? 光谱光效能：衡量辐射能所引起视觉能
力的量，用 Kλ表示； 555nm最高，用 Km
表示。
? 光谱光效率,Kλ/ Km
（一）光通量
以视觉效果来评价的单位时间内辐射能
量的大小。
单位：流明（ lm);
常用符号,F
（二）发光强度
在一定方向上辐射的光通量密度，即：
单位立体角内的光通量。
单位：坎德拉 (cd)
常用符号,I
（三）照度
照射于一定表面的光通密度。
单位：勒克斯（ lx)
常用符号,E
（四）亮度
发光体在给定（视线 〕 方向单位投影面
积上的发光强度。为直接对眼睛引起感
觉的光度量。
单位：尼特（ nt)
常用符号,L
三 材料的光学特性
? 反射系数
? 透射系数
? 吸收系数
? 材料的光谱光特性：
色彩表面对光通量的发射有选择性，在
和它色彩相同的光谱区域内具有最大光
谱反射系数。
四 光和视觉
（一）视觉和视觉过程
（二）影响视觉功能的因素
? 物体亮度和环境亮度
? 亮度对比和颜色对比
? 曝光时间
? 物体大小或物体的运动
? 眩光
五 照明的质量指标
（一）照度水平
（二）眩光
? 直接眩光
? 反射眩光
（三）阴影
（四）亮度分布
2:1，呆板； 10:1，印象深； 3:1，适度。
（五）照度均匀度
工作区,CIE,0.8；国标,0.7。
（六）光的颜色
? 显色性
显色指数
Ra =100－ 80显色性优良；
Ra =79－ 50显色性一般；
Ra <50显色性差。
? 色温
<3000K，暖（带红的白色 〕,稳重的气
氛；
3000～ 5000K，中间，（白色 〕,爽快的
气氛；
>5300K，冷（带蓝的白色 〕,冷的气氛。
? 照度的稳定度
第二节 电光源
一 电光源
（一）电光源的分类
1.热辐射光源
白炽灯、卤钨灯
2.气体放电光源
? 高压气体放电灯
? 低压气体放电灯
（二）电光源的选择评价指标
? 光的数量指标
（光通量、亮度、光强、紫外线、热辐射
等 〕
? 光的质量指标
（色温、显色性光谱分布和频闪效应等 〕
? 电气指标
（额定电压、额定电流、额定功率、起动
特性和对空间电磁干扰 〕
? 经济指标
（发光效率、寿命、设备费用等 〕
? 机械特性
? 心理性指标
装饰性、美观性舒适性等
? 与使用有关的指标
普通性、互换性、光照稳定性与调光性
等。
（三）电光源
1.白炽灯
? 结构简单，成本低。
? 有高度集光性，便于光的在分配。
? 可频繁操作，对寿命无影响，使用方便。
? 显色性好（ 99－ 100〕
? 无闪烁
? 寿命短（ 1000h〕
? 光效低（ 10～ 20lm/w ）
? 受电压影响
2.卤钨灯
? 寿命提高（ 1500～ 2000h〕
? 光效提高（ 20～ 30lm/w)
? 体积小
? 显色性好
? 色温较高
? 不适于易燃易爆及多尘的场所
? 水平安装
? 耐震差
3.荧光灯
? 寿命长（ 3000h)
? 光效高（ 25～ 85lm/w)
? 光谱成分好
? 表面亮度低
? 不能频繁开闭（ 2h/次 〕
? 点燃迟
? 有闪烁和频闪效应
? 电压影响寿命（ ± ≤10％ 〕
? 受温湿度影响（ <75~80%,18~250C)
4.高压汞灯
? 光效高（ 40～ 60lm/w〕
? 寿命长（ 2500～ 5000h,国外,24000h)
? 耐震、耐热
? 起动稳定时间 4～ 8min
? 再起动稳定时间 5～ 10min
? 寿命与起动次数关系,5h/次
? 电压影响大（ ± ≤5％ 〕
? 色温 5500K,Ra,30～ 40
? 点燃位置无特殊要求
不适于频繁开关或比较重要的场所，
以及电压波动的线路。适于街道、广场
大面积照明，室内使用最好与白炽灯混
合使用。
5.金属卤化物灯
? 与汞灯相比，光效更高（ 70～ 100lm/w)
? 显色性良好 (Ra,60～ 90),光色好
? 受环境影响较小，耐震好
? 起动稳定时间 4～ 10min
? 再起动稳定时间 10～ 15min
? 电压波动影响大
? 点燃位置要求高
例,(1)钠铊铟灯 NTY－
色温 5500K，光效 80lm/w，寿命
1000～
2000h,Ra,60～ 70
广泛用于室内照明。
(2)镝灯 DDG－
色温 6000K，光效 80lm/w，寿命 500h
Ra>85
适于舞台，体育馆，大厅摄影棚等照明。
(3)钪钠灯 KNG－
色温 3800K, Ra,65～ 70
6.高压钠灯
? 光效最高 (150lm/w)
? 寿命长（ 5000h,国外 12000～ 20000h)
? 受环境条件影响小
? 透雾性好，色温 2300K
? 显色性差 (Ra,20～ 25)
? 起动稳定时间 4～ 8min
? 再起动稳定时间 10～ 20min
? 电压波动影响大 (HID中最大 <5%〕
例：新产品 NGX改进显色型 Ra,65
NGG高显色型 Ra,80
适于道路、机场、车站、码头等照明。
室内多以混光形式出现，常与汞灯混光；
与镝灯混光，可获得高光效，照度与光
色改善的好处。
7.低压钠灯
? 光效最高（ 200lm/w)
? 寿命长 (2000~6000h)
? 视觉敏感高，透雾性好
? 起动稳定时间 10min
? 再起动稳定时间 1min
? 水平点燃
? 光色、显色性差
? 受环境影响小
用于隧道、道路、厂区等多雾地区照明。
二 照明电光源性能比较和选用
（一）性能比较
? 光效高
高压钠灯、金属卤化物灯和荧光灯
? 显色性好
白炽灯、卤钨灯和荧光灯
? 寿命长
高压汞灯、高压钠灯
? 能瞬时起动，再起动
白炽灯、卤钨灯
? 受电压影响
大：高压钠灯
小：荧光灯
（二）选用
? 按照明设施目的和用途选择光源
? 按环境要求选择光源
? 按投资和年运行费选择光源
第三节 照明器（ 灯具 〕
由光源、控照器（灯罩 〕 和附件组成。
一 作用
? 重新分配光源的光通量
? 限制光源的眩光作用
? 减少和防止光源的污染
? 保护光源免遭机械破坏
? 安装和固定光源
? 起装饰作用
二 材料及类型
金属、玻璃或塑料等
反射型、透射型和折射型等
三 主要特性
（一）配光曲线
光强在空间的分布特性曲线。
室内常用极坐标法。
室外常用直角坐标法及等光强曲线法。
（二）灯具效率
为照明器输出光通量与光源光通量之比。
（三）保护角
指控照器开口边缘与发光体最远边缘的
连线与水平之间的夹角。即：控照器遮
挡光源的角度。
四 灯具
（一）分类
1.按安装方式和用途分
2,按外壳防护等级分
3,按防触电保护分
4.按光通在空间的分布分
CIE分类（上、下半球比例；室内照明
器）
? 直接照明器
窄配光、中配光、宽配光
? 半直接照明器
? 直接－间接照明器
? 半间接照明器
? 间接照明器
（二）投光灯（泛光灯 〕 按光束角分类
? 光束角
中心截面上光强降到 1/10峰值光强时的夹
角。
? 有效效率
为光束角光通量与总光通量之比。
? 光束分类
特狭光束、狭光束、中等光束、中等宽
光束、宽光束、特宽光束。
（三）道路灯按光强分布分类
? 截光型
? 非截光型
? 半截光型
五 发光装置
? 发光顶棚
? 光带
? 光梁
? 光盒
? 反光顶棚
六 灯具的选择
（一）合理的光特性
? 光强分布
? 照明器表面亮度
? 保护角
（二）按环境条件选择
（三）按触电保护要求选择
（四）经济性
? 光输出比高
? 利用系数高
? 寿命长
? 光通衰减少
? 安装维护方便
（五）外形与建筑协调
第四节 照明计算
一 概述
方法名称 特点 适于范围
用利用系数
计算
计算室内水平面上的平均照度，特别适于
反射条件好的房间
查概算曲线 一般生产及生活用房的灯数概略计算
利
用
系
数
法
单位容量法
此法考虑了直射光
及反射光两部分所
产生的照度，计算
结果为平均照度
适用于均匀一般照明，估计照明用电量
方法名称 特点 适用范围
平方反比法
采用直射照明器的场所，可直接求得水平
照度，也可乘上系数求及任意面上的照度。
方位系数法 使用线光源的场所
逐
点
计
算
法
光平面系数法
此法只考
虑直射光
产生的照
度，可以
计算任意
面上某一
点的照度 使用面光源的场所
二 平均照度计算－－利用系数法
（一）基本公式
利用系数定义：
－－每个照明器中 光源总光通量,lm；
－－照明器发出的最后落到工作面的光
通量,lm。
s
fU
?
?
?
f?
s?
目的：
Eav－－工作面平均照度,lx；
N－－照明器数；
A－－工作面面积,m2；
K－－维护系数。
A
NU KE s
av
???
（二）利用系数的有关概念
1.空间系数
? 室空间系数
? 顶棚空间系数 CCR
? 地板空间系数 FCR
wl
wlhR C R rc
?
?? )(5
2.有效空间反射比
0
0
AAA
A
ss
e ????
???
i
ii
A
A
?
????
l－－室长,m；
w－－室宽,m；
hrc－－室空间高度,m；
A0－－顶棚（或地板 〕 平面面积,m2；
As－－顶棚（或地板 〕 空间各表面的总面
积,m2；
ρ－－顶棚（或地板 〕 空间各表面的平均
反射比。
（三）确定利用系数的步骤
? 确定房间的各特征量 RCR,CCR,FCR。
? 确定 ρcc
? 确定 ρw
? 确定 ρfc,利用系数表中 ρfc=20%,否则，
修正。
? 确定利用系数 U。
三 单位容量法
第五节 照明设计
一 照明方式
（一）一般照明
（二）分区一般照明
（三）局部照明
二 照明种类
（一）正常照明
（二）应急照明
? 备用照明
照度不低于一般照明的 10％。
? 安全照明
照度不低于一般照明的 5％。
? 疏散照明
主要通道上的照度不低于 0.5lx。
（三）值班照明
（四）警卫照明
（五）障碍照明
三 照明器的布置
（一）对室内照明布置的要求，应满足：
? 规定的照度；
? 工作面上的照度均匀度；
? 光线的射向适当，无眩光，无阴影；
? 灯泡安装容量减至最小；
? 维护方便；
? 布置整齐美观，并与建筑空间相协调。
（二）高度布置
? 保证电气安全
一般车间 >2.4m，电气车间 >2m，民用建
筑无此要求,取决于房间高度。
? 限制直接眩光
按最低悬挂高度确定。
? 防止晃动
垂度 <0.7m
（三）水平布置
? 主要考虑照度均匀度
满足灯具的距高比 L/H。
? 当布置不为矩形时，有其距离的求法。
? 一般离墙距离（ 1/3~1/2)L,有工作面时，
取（ 1/4~1/3)L。
四 照明光照设计步骤
? 收集原始资料
? 确定照明方式和种类、并选择合适的
照度。
? 确定合适的光源。
? 选择照明器的型式，并确定型号。
? 合理布置照明器。
? 进行照度计算，并确定光源的安装功
率。
? 根据需要计算室内各面亮度和眩光评
价。
第一节 照明的基础知识
一 概述
? 照明分自然照明和人工照明两大类。
? 照明的目的就是给周围各对象以适宜的
光分布，使人们的明视觉功能发挥效力，
同时还造成舒适，高兴，心情舒畅的气
氛。
? 照明技术也为光的运用技术。
二 光的实质
光是一种电磁波
? 红外线，波长为 340μm～ 780nm。
? 可见光，波长为 780nm～ 380nm。
? 紫外线，波长为 380nm～ 10nm。
三 光度量
? 光谱光效能：衡量辐射能所引起视觉能
力的量，用 Kλ表示； 555nm最高，用 Km
表示。
? 光谱光效率,Kλ/ Km
（一）光通量
以视觉效果来评价的单位时间内辐射能
量的大小。
单位：流明（ lm);
常用符号,F
（二）发光强度
在一定方向上辐射的光通量密度，即：
单位立体角内的光通量。
单位：坎德拉 (cd)
常用符号,I
（三）照度
照射于一定表面的光通密度。
单位：勒克斯（ lx)
常用符号,E
（四）亮度
发光体在给定（视线 〕 方向单位投影面
积上的发光强度。为直接对眼睛引起感
觉的光度量。
单位：尼特（ nt)
常用符号,L
三 材料的光学特性
? 反射系数
? 透射系数
? 吸收系数
? 材料的光谱光特性：
色彩表面对光通量的发射有选择性，在
和它色彩相同的光谱区域内具有最大光
谱反射系数。
四 光和视觉
（一）视觉和视觉过程
（二）影响视觉功能的因素
? 物体亮度和环境亮度
? 亮度对比和颜色对比
? 曝光时间
? 物体大小或物体的运动
? 眩光
五 照明的质量指标
（一）照度水平
（二）眩光
? 直接眩光
? 反射眩光
（三）阴影
（四）亮度分布
2:1，呆板； 10:1，印象深； 3:1，适度。
（五）照度均匀度
工作区,CIE,0.8；国标,0.7。
（六）光的颜色
? 显色性
显色指数
Ra =100－ 80显色性优良；
Ra =79－ 50显色性一般；
Ra <50显色性差。
? 色温
<3000K，暖（带红的白色 〕,稳重的气
氛；
3000～ 5000K，中间，（白色 〕,爽快的
气氛；
>5300K，冷（带蓝的白色 〕,冷的气氛。
? 照度的稳定度
第二节 电光源
一 电光源
（一）电光源的分类
1.热辐射光源
白炽灯、卤钨灯
2.气体放电光源
? 高压气体放电灯
? 低压气体放电灯
（二）电光源的选择评价指标
? 光的数量指标
（光通量、亮度、光强、紫外线、热辐射
等 〕
? 光的质量指标
（色温、显色性光谱分布和频闪效应等 〕
? 电气指标
（额定电压、额定电流、额定功率、起动
特性和对空间电磁干扰 〕
? 经济指标
（发光效率、寿命、设备费用等 〕
? 机械特性
? 心理性指标
装饰性、美观性舒适性等
? 与使用有关的指标
普通性、互换性、光照稳定性与调光性
等。
（三）电光源
1.白炽灯
? 结构简单，成本低。
? 有高度集光性，便于光的在分配。
? 可频繁操作，对寿命无影响，使用方便。
? 显色性好（ 99－ 100〕
? 无闪烁
? 寿命短（ 1000h〕
? 光效低（ 10～ 20lm/w ）
? 受电压影响
2.卤钨灯
? 寿命提高（ 1500～ 2000h〕
? 光效提高（ 20～ 30lm/w)
? 体积小
? 显色性好
? 色温较高
? 不适于易燃易爆及多尘的场所
? 水平安装
? 耐震差
3.荧光灯
? 寿命长（ 3000h)
? 光效高（ 25～ 85lm/w)
? 光谱成分好
? 表面亮度低
? 不能频繁开闭（ 2h/次 〕
? 点燃迟
? 有闪烁和频闪效应
? 电压影响寿命（ ± ≤10％ 〕
? 受温湿度影响（ <75~80%,18~250C)
4.高压汞灯
? 光效高（ 40～ 60lm/w〕
? 寿命长（ 2500～ 5000h,国外,24000h)
? 耐震、耐热
? 起动稳定时间 4～ 8min
? 再起动稳定时间 5～ 10min
? 寿命与起动次数关系,5h/次
? 电压影响大（ ± ≤5％ 〕
? 色温 5500K,Ra,30～ 40
? 点燃位置无特殊要求
不适于频繁开关或比较重要的场所，
以及电压波动的线路。适于街道、广场
大面积照明，室内使用最好与白炽灯混
合使用。
5.金属卤化物灯
? 与汞灯相比，光效更高（ 70～ 100lm/w)
? 显色性良好 (Ra,60～ 90),光色好
? 受环境影响较小，耐震好
? 起动稳定时间 4～ 10min
? 再起动稳定时间 10～ 15min
? 电压波动影响大
? 点燃位置要求高
例,(1)钠铊铟灯 NTY－
色温 5500K，光效 80lm/w，寿命
1000～
2000h,Ra,60～ 70
广泛用于室内照明。
(2)镝灯 DDG－
色温 6000K，光效 80lm/w，寿命 500h
Ra>85
适于舞台，体育馆，大厅摄影棚等照明。
(3)钪钠灯 KNG－
色温 3800K, Ra,65～ 70
6.高压钠灯
? 光效最高 (150lm/w)
? 寿命长（ 5000h,国外 12000～ 20000h)
? 受环境条件影响小
? 透雾性好，色温 2300K
? 显色性差 (Ra,20～ 25)
? 起动稳定时间 4～ 8min
? 再起动稳定时间 10～ 20min
? 电压波动影响大 (HID中最大 <5%〕
例：新产品 NGX改进显色型 Ra,65
NGG高显色型 Ra,80
适于道路、机场、车站、码头等照明。
室内多以混光形式出现，常与汞灯混光；
与镝灯混光，可获得高光效，照度与光
色改善的好处。
7.低压钠灯
? 光效最高（ 200lm/w)
? 寿命长 (2000~6000h)
? 视觉敏感高，透雾性好
? 起动稳定时间 10min
? 再起动稳定时间 1min
? 水平点燃
? 光色、显色性差
? 受环境影响小
用于隧道、道路、厂区等多雾地区照明。
二 照明电光源性能比较和选用
（一）性能比较
? 光效高
高压钠灯、金属卤化物灯和荧光灯
? 显色性好
白炽灯、卤钨灯和荧光灯
? 寿命长
高压汞灯、高压钠灯
? 能瞬时起动，再起动
白炽灯、卤钨灯
? 受电压影响
大：高压钠灯
小：荧光灯
（二）选用
? 按照明设施目的和用途选择光源
? 按环境要求选择光源
? 按投资和年运行费选择光源
第三节 照明器（ 灯具 〕
由光源、控照器（灯罩 〕 和附件组成。
一 作用
? 重新分配光源的光通量
? 限制光源的眩光作用
? 减少和防止光源的污染
? 保护光源免遭机械破坏
? 安装和固定光源
? 起装饰作用
二 材料及类型
金属、玻璃或塑料等
反射型、透射型和折射型等
三 主要特性
（一）配光曲线
光强在空间的分布特性曲线。
室内常用极坐标法。
室外常用直角坐标法及等光强曲线法。
（二）灯具效率
为照明器输出光通量与光源光通量之比。
（三）保护角
指控照器开口边缘与发光体最远边缘的
连线与水平之间的夹角。即：控照器遮
挡光源的角度。
四 灯具
（一）分类
1.按安装方式和用途分
2,按外壳防护等级分
3,按防触电保护分
4.按光通在空间的分布分
CIE分类（上、下半球比例；室内照明
器）
? 直接照明器
窄配光、中配光、宽配光
? 半直接照明器
? 直接－间接照明器
? 半间接照明器
? 间接照明器
（二）投光灯（泛光灯 〕 按光束角分类
? 光束角
中心截面上光强降到 1/10峰值光强时的夹
角。
? 有效效率
为光束角光通量与总光通量之比。
? 光束分类
特狭光束、狭光束、中等光束、中等宽
光束、宽光束、特宽光束。
（三）道路灯按光强分布分类
? 截光型
? 非截光型
? 半截光型
五 发光装置
? 发光顶棚
? 光带
? 光梁
? 光盒
? 反光顶棚
六 灯具的选择
（一）合理的光特性
? 光强分布
? 照明器表面亮度
? 保护角
（二）按环境条件选择
（三）按触电保护要求选择
（四）经济性
? 光输出比高
? 利用系数高
? 寿命长
? 光通衰减少
? 安装维护方便
（五）外形与建筑协调
第四节 照明计算
一 概述
方法名称 特点 适于范围
用利用系数
计算
计算室内水平面上的平均照度，特别适于
反射条件好的房间
查概算曲线 一般生产及生活用房的灯数概略计算
利
用
系
数
法
单位容量法
此法考虑了直射光
及反射光两部分所
产生的照度，计算
结果为平均照度
适用于均匀一般照明，估计照明用电量
方法名称 特点 适用范围
平方反比法
采用直射照明器的场所，可直接求得水平
照度，也可乘上系数求及任意面上的照度。
方位系数法 使用线光源的场所
逐
点
计
算
法
光平面系数法
此法只考
虑直射光
产生的照
度，可以
计算任意
面上某一
点的照度 使用面光源的场所
二 平均照度计算－－利用系数法
（一）基本公式
利用系数定义：
－－每个照明器中 光源总光通量,lm；
－－照明器发出的最后落到工作面的光
通量,lm。
s
fU
?
?
?
f?
s?
目的：
Eav－－工作面平均照度,lx；
N－－照明器数；
A－－工作面面积,m2；
K－－维护系数。
A
NU KE s
av
???
（二）利用系数的有关概念
1.空间系数
? 室空间系数
? 顶棚空间系数 CCR
? 地板空间系数 FCR
wl
wlhR C R rc
?
?? )(5
2.有效空间反射比
0
0
AAA
A
ss
e ????
???
i
ii
A
A
?
????
l－－室长,m；
w－－室宽,m；
hrc－－室空间高度,m；
A0－－顶棚（或地板 〕 平面面积,m2；
As－－顶棚（或地板 〕 空间各表面的总面
积,m2；
ρ－－顶棚（或地板 〕 空间各表面的平均
反射比。
（三）确定利用系数的步骤
? 确定房间的各特征量 RCR,CCR,FCR。
? 确定 ρcc
? 确定 ρw
? 确定 ρfc,利用系数表中 ρfc=20%,否则，
修正。
? 确定利用系数 U。
三 单位容量法
第五节 照明设计
一 照明方式
（一）一般照明
（二）分区一般照明
（三）局部照明
二 照明种类
（一）正常照明
（二）应急照明
? 备用照明
照度不低于一般照明的 10％。
? 安全照明
照度不低于一般照明的 5％。
? 疏散照明
主要通道上的照度不低于 0.5lx。
（三）值班照明
（四）警卫照明
（五）障碍照明
三 照明器的布置
（一）对室内照明布置的要求，应满足：
? 规定的照度；
? 工作面上的照度均匀度；
? 光线的射向适当，无眩光，无阴影；
? 灯泡安装容量减至最小；
? 维护方便；
? 布置整齐美观，并与建筑空间相协调。
（二）高度布置
? 保证电气安全
一般车间 >2.4m，电气车间 >2m，民用建
筑无此要求,取决于房间高度。
? 限制直接眩光
按最低悬挂高度确定。
? 防止晃动
垂度 <0.7m
（三）水平布置
? 主要考虑照度均匀度
满足灯具的距高比 L/H。
? 当布置不为矩形时，有其距离的求法。
? 一般离墙距离（ 1/3~1/2)L,有工作面时，
取（ 1/4~1/3)L。
四 照明光照设计步骤
? 收集原始资料
? 确定照明方式和种类、并选择合适的
照度。
? 确定合适的光源。
? 选择照明器的型式，并确定型号。
? 合理布置照明器。
? 进行照度计算，并确定光源的安装功
率。
? 根据需要计算室内各面亮度和眩光评
价。
