第5章 室内采光与照明

本章提要 本章主要介绍室内采光与照明的基本知识，其中包括采光照明的基本概念、室内照明设计的原则和照明方式等。通过本章学习，要求大家了解常用光度量的基本概念、理解室内照明设计的原则，并通过住宅照明设计的实例，掌握室内照明设计的基本方法。

本 章 内 容 5.1 采光照明的基本概念 5.2 室内照明设计概述 5.3 室内照明常用灯具 5.4 住宅照明设计

5.1 采光照明的基本概念 5.1.1 光的性质 光是能量存在的一种形式，即我们通常所说的光能。现代物理研究证实：光具有波粒（波动性和微粒性）二重性，光在传播过程中主要显示出波动性，而在光与物质相互作用中，主要显示出微粒性。

光的电磁理论认为光是能在空间中传播的一种电磁波。将各电磁波按波长（或频率）依次排列，可画出电磁波波谱图。

波长范围在380～780nm的电磁波能使人的眼睛产生光感，这部分电磁波称之为可见光。不同波长的可见光，在人眼中产生不同的颜色，将可见光按波长从380 到780依次展开，光将呈现紫、蓝、青、绿、黄、橙、红各色。但各种颜色对应的波长范围并不是截然分开的，而是随波长逐渐变化的。只有单一波长的光，才表现为一种颜色，称为单色光，全部可见光波混在一起就形成了日光（白色光）。

光源在单位时间内向周围空间辐射出去的并使人眼产生光感的能量，称为光通量。用符号Ф表示，单位为流明（lm）。 5.1.2 常用的光度量 1.光通量 光源在单位时间内向周围空间辐射出去的并使人眼产生光感的能量，称为光通量。用符号Ф表示，单位为流明（lm）。

2.照度 单位面积上接受的光通量称为照度,常用E来表示,单位勒克司(LX)或流明平方米(Lm/m2)。 光通量主要表征光源或发光体发射光的强弱,而照度是用来表示被照面上接收光的强弱,是描述被照面（工作面）上被照射程度的光学量 。

桌子上方有一盏无罩的白炽灯，在加上灯罩后，桌面显得亮多了。同一盏灯泡不加灯罩与加上灯罩，它所发生的光通量是一样的，只不过在加上灯罩后，光线经灯罩的反射，使光通量在空间分布的状况发生了变化，射向桌面的光通量比没加灯罩时增多了。

3.亮度 亮度是用来表示物体表面发光（或反光）强弱的物理量，被视物体发光面在视线方向上的发光强度与发光面在垂直于该方向上的投影面积的比值，称为发光面的表面亮度，以符号L表示，单位为坎德拉每平方米。

亮度反映了物体表面的明亮程度，而我们主观所感受到的物体明亮程度，除了与物体表面亮度有关外，还与所处环境的明亮程度有关。例如同一亮度的表面，分别放在明亮和黑暗环境中，我们就会感到放在黑暗中的表面要比放在明亮环境中的亮。

4.显色性 光源的显色性主要用来表示光照射到物体表面时，光源对被照物体表面颜色的影响作用。物体表面色的显示除了决定于物体表面特征外，还取决于光源的光谱能量分析，不同的光谱能量分布，其物体表面显示的颜色也会有所不同。显色性越高，则光源对颜色的表现就越好，我们见到的颜色也就越接近自然色。

例：白炽灯和荧光高压汞灯显色性比较 白炽灯和荧光高压汞灯的光谱能量分布情况

由上图，荧光高压汞灯的光谱中虽然也有各色光的成份，但在光谱能量的分布中，蓝绿色光成份多而红光成份少，因此被照物体表面呈现出青灰色，即显色性差。白炽灯的光谱能量分布较均匀（曲线平滑），且能量偏重于长波（红黄光）方面，使其色表呈黄红色，照射到物体表面时，不仅能使黄、橙、红色反映真实，而且还有加重的效果，因而它的显色性较好。

常用照明灯具的显色指数（Ra） 灯具类型 Ra 白炽灯 97 高压汞灯 20～30 卤钨灯 95～99 高压钠灯 20～25 白色荧光灯 55～85 氙灯 90~94 日光色灯 75～94

5.眩光 眩光就是在视场中有极高的亮度或强烈的亮度对比时，造成视觉降低和人眼睛的不舒适甚至痛感的现象。它分直射眩光和反射眩光两种形式。 直射眩光是指光源发出的光线直接射入人眼； 反射眩光指在具有光泽的墙面、桌子、镜子等物面上反射的光刺入人眼。

眩光的控制: 限制直射眩光的方法主要有限制光源的亮度、合理布置灯具和选择最佳灯具悬挂高度，及选择保护角较大的灯具等。反射眩光可通过提高环境亮度，减少亮度对比，或采用低反射率的材料等方法解决。

遮挡角与保护角之和为90°，遮挡角的标准各国规定不一，一般为60°～70°，这样保护角为20°～30°。

5.2 室内照明设计概述 5.2.1 室内照明设计的目的 室内照明设计的目的，就是在充分利用自然光的基础上，运用现代人工照明的手段，为人们的工作、生活、娱乐等，创造一个优美舒适的灯光环境。

也就是说室内照明设计是通过对建筑环境的分析，结合室内装饰设计的要求，在经济合理的基础上，选择光源和灯具，确定照明设计方案，并通过适当的控制，使灯光环境符合人们的工作、生活等方面的要求，从而在生理和心理两方面满足人们的需求。

影响室内照明设计的因素主要有两方面：一方面是建筑环境因素；另一方面是灯光因素。建筑环境主要是指建筑规模、房间使用性质、室内装饰的风格等；灯光因素主要包括照明方式、光源的种类、灯具的形式等。建筑环境是创造灯光环境的基础和前提，灯光因素是能否满足照明要求的关健，两者是相辅相承的，建筑环境影响和决定室内照明，室内灯光的运用又对室内环境气氛的创造提供了的条件，起到强化和补充作用。

5.2.2 室内照明设计的原则 1．使用性原则 使用是设计的出发点和基本条件。设计应分析使用对象对照度、灯具、光色等方面的需求，选择合适的光源、灯具及布置方式，在照度上要保证规定的最低值，在灯具的形式与光色的变换上，要符合室内设计的要求。 使用性还包括照明系统的施工安装、运行及维修的方便简单，及对未来照明发展变化留有一定的空间。

2．安全性原则 在选择设计照明系统时要自始至终坚持安全第一的原则。在设计中要遵循规范的规定和要求，严格按规范设计；在选择建筑电器设备及电器材料时，应慎重选用一些信誉好、质量有保证的厂家或品牌，同时还应充分考虑环境条件（如温度、湿度、有害气体、辐射、蒸汽等）对电器的损坏；对先进技术和先进施备要在充分论证的基础上积极采用。

3．美观性原则 灯光照明尚具有装饰空间、烘托气氛、美化环境的功能。对于装饰要求较高的房间，装饰设计往往会对光源、灯具、光色的变换及局部照明等提出一些要求，因此，照明设计要尽可能地配合室内设计，满足室内装饰的要求；对于一般性房间的照明设计，我们也应该从美观的角度选择、布置灯具，使之符合人们的审美习惯。

4．经济性原则 经济性原则包含两方面内容：一方面是节能，照明光源和系统应该符合建筑节能有关规定和要求；另一方面是节约，照明设计应从实际出发尽可能多的减少一些不必要的设施；同时，还要积极的采用先进技术和先进设施，不能片面的以经济为理由，拒绝采用先进技术和设施。

5.2.3 室内照明设计的要求 1. 照度 照度是决定受照物体明亮程度的间接指标，因此常将照度水平作为衡量照明质量最基本的技术指标之一。不同的照度给人产生不同的感受，照度太低易造成疲劳和精神不振；照度太高往往因刺激太强，过分兴奋。在确定被照环境所需要的照度水平时，必须在考虑被观察物的大小尺寸的同时，考虑观察物同其背景的亮度对比程度。

照度标准是根据视觉工作等级来规定的必要的最低照度，即从保证一定的视觉功能来选择的最低照度值。我国《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）对各类建筑的一般照明都规定了照度标准值，并且根据各类建筑的不同活动或作业类别将照度标准值规定高、中、低三个值 。

房间名称 最低照度/Lx 平均照度/Lx 规定照度平面 设计室 100 200～300～500 距地0.8m的水平面 阅览室 75 150～200～300 办公室 50 75～100～150 报告厅 100～150～200 宿舍、起居室、卧室 30 30～50～75 浴室、卫生间 10 10～20～50 地面 营业厅、陈列室 距地O.8m的水平面 走道、楼梯间 5 15～20～30 会议室

2. 照度的均匀性 为了减轻人眼因照度不均所造成的视觉疲劳，室内照度的分布应该具有一定的均匀度。我国民用建筑照明设计标准规定：工作区域内的照度的均匀度不应小于0.7，工作房间内交通区的照度不宜低于工作面照度的1/5。

3. 亮度分布 要创造一个良好的光照环境，就需要亮度分布合理和室内各个面反射率选择适当，亮度差异过大，会引起视觉疲劳；亮度过于均匀，又使室内显得呆板。相近环境的亮度应当尽可能低于被观察物的亮度，通常被观察物的亮度如果为相邻环境的3倍时，视觉清晰度较好。

在照明设计中，一般采用照度对比和墙面、顶棚、地板的反射比作为评估和衡量的标准（照度比是指给定表面的照度与工作面的照度之比）。我国《民用建筑照明设计标准》中推荐：视觉工作对象照度比为1；顶棚照度比为0.25～0.9；墙面照度比为0.4～0.8；地面照度比为0.7～0.9；墙面反射比为0.5～0.7；地面反射比为0.2～0.4；顶棚反射比为0.7～0.8；家具设备反射比为0.25～0.45。

照明方式是指照明设备按其安装位置或使用功能而构成的基本形式。一般情况下，照明可分为以下几种： 5.2.4 室内照明方式和种类 1.照明方式 照明方式是指照明设备按其安装位置或使用功能而构成的基本形式。一般情况下，照明可分为以下几种：

1)按灯具位置不同分: (1)一般照明 灯具比较规则布置在整个场地的照明方式称为一般照明。一般照明可使整个场地都能获得均匀的水平照度，适应于工作位置密度很大而对光照方向无特殊要求的场所，或受生产技术条件限制，不适合装设局部照明或不必采用混合照明的场所。如仓库、某些车间、办公室、教室、会议室、候车室、营业大厅等。

(2)分区一般照明 根据不同区域对照度要求不同的需要，分区采用一般照明的布置方式。如工作区照度要求比较高，灯具可以集中布置均匀，提高其照度值，其它区域可采用原来一般照明的布置方式。如车间的组装线、运输带、检验场地等均属此类。

(3)局部照明 为满足某些部位的特殊光照要求，在较小范围内或有限空间内，采用辅助照明设施的布置方式。如商店橱窗内的射灯、卧室内的台灯等。 (4)混合照明 有一般照明和局部照明共同组成的照明布置方式，这种照明方式有利于提高照度和节约能源。混合照明适宜于照度要求高、对照射方向有特殊要求、工作位置密度不大的场所。

(d) 漫射照明；(e) 半直接照明；(f) 宽光束的直接照明； 2)按光照的形式不同分: (a) 间接照明；(b) 半间接照明；(c) 直接间接照明； (d) 漫射照明；(e) 半直接照明；(f) 宽光束的直接照明； (g) 高集光束的下射直接照明

(1)直接照明 直接照明是指绝大部分的灯光直接照射到物体上，其特点是光效高、亮度大、构造相对简单、适用范围广，常用于对光照无特殊要求的整体环境照明和对局部地点需要高照度的局部照明。裸露装设的荧光灯和白炽灯均属此类。

(2)间接照明 间接照明是指光线通过折射、反射后再照射到被照射物体上，其特点是光线柔和，没有很强的阴影，其光效低、一般以烘托室内气氛为主，是装饰照明和艺术照明常用的方式之一。

(3)混和照明 由直接照明和间接照明以及其照明方式组合而成，以满足多种不同的人工照明要求。

2.室内照明种类 1)正常照明 正常工作时使用的照明。它一般可单独作用，也可与事故照明、值班照明，同时使用，但控制线路必须分开。

2)事故照明 在正常照明因故障熄灭后，可供事故情况下继续工作或安全通行、安全疏散的照明。事故照明灯宜布置在可能引起事故的设备、材料的周围，以及主要通道入口，事故照明必须采用能瞬时点亮的可靠光源，一般采用白炽灯或卤钨灯。

3)警卫照明 根据警卫任务需要而设置的照明。 4)值班照明 在非工作时间内，供值班人员使用的照明叫值班照明。值班照明可利用正常照明中能单独控制的一部分，或利用事故照明的一部分或全部作为值班照明。值班照明应该有独立的控制开关。

5)障碍照明 装设在障碍物上作为障碍标志用的照明，称为障碍照明。如航标灯等。 6)装饰照明 是为美化、装饰或烘托某一特定空间环境而设置的照明。

装饰照明是利用灯具本身的造型去丰富装饰风格或利用光的各种特性去创造装饰所需的各种光环境 。其作用主要体现在： （1）增加空间层次、丰富空间内容； （2）强化和体现室内装饰风格 ； （3）渲染空间气氛。

7)艺术照明 是通过运用不同的灯具，不同的投光角度和不同的光色，制造出一种特定的空间气氛的照明。

小结： 本节主要介绍了光的性质、常用的光度量（光通量、照度、亮度、光源的显色性、眩光），讲解了室内照明设计的目的、原则、要求和照明的方式及种类。 要求大家了解常用光度量的概念，掌握室内照明设计的原则、要求及照明方式的特点等。

5.3 室内照明常用灯具 5.3.1光源 光有自然光和人工光之分，在室内光环境设计中，常将自然光和人工光结合起来，以期做到既满足使用功能要求，创造舒适、优雅的室内环境，又节约能源。

利用自然光不仅可以节约能源，而且自然光更符合人的生理和心理的需求。同时，通过窗也将室外的景观引入室内，加强了室内外空间的沟通。 （1）自然光 利用自然光不仅可以节约能源，而且自然光更符合人的生理和心理的需求。同时，通过窗也将室外的景观引入室内，加强了室内外空间的沟通。 室内自然光的利用可分顶部采光和侧面采光两种方式。顶部采光是在屋顶开设天窗,由于光线直射，容易产生眩光。侧面采光是利用侧窗进行采光,采光的质量受房间的朝向及窗洞面积的影响。

（2）人工光源 电光源按其发光原理主要分为两大类：即热辐射发光光源和气体放电发光光源。热辐射发光光源是利用电流将灯丝加热到白炽程度而产生热辐射发光的一种光源。如：白炽灯和卤钨灯。气体放电光源是利用气体或蒸气的放电而发光的一种光源，如荧光灯和钠灯等。气体放电光源一般应与相应的附件配套才能接入电源使用。

白炽灯：白炽灯泡是由灯丝、玻璃泡、灯头、支架和填充气体等构成。具有体积小、结构简单、使用方便，且造价低廉、色彩品种多、色光接近太阳光、易于进行光学控制并可适合各种用途等优点，但光效率较低、寿命较短。

荧光灯：荧光灯主要有灯管、电极、启辉器和镇流器等组成。常见的荧光灯是直管状的，根据需要，灯管也可以弯成环形或其它形状。与白炽灯相比，荧光灯具有光效高、寿命长，广泛用于图书馆、教室、商店照明及其他对显色性要求较高的照明场所。

吊灯是利用钢管或吊链或其它垂吊工具将灯具悬挂在室内空间某一高度上，吊灯在使用功能上有以下几种特征： 5.3.2 灯具 1．灯饰化装饰照明 （1）吊灯 吊灯是利用钢管或吊链或其它垂吊工具将灯具悬挂在室内空间某一高度上，吊灯在使用功能上有以下几种特征： ①吊灯由于是悬挂于室内空中的，所以它的照明具有广普性，能使地面、墙面及顶棚都能得到均匀的照度。 ②吊灯还具有另一重要特性——装饰性。

（2）吸顶灯 吸顶灯是直接将灯具安装在顶棚面上。吸顶灯的使用功能及特性基本与吊灯相同，只是形式上有所区别。吸顶灯与吊灯的不同一般是：吊灯多用于较高的性质比较重要空间环境中，而吸顶灯由多用于空间较低或次要的空间中。

（3）壁灯 安装于墙壁上的灯具叫壁灯。 ①壁灯具有一定的功能性，如在无法安装其他照明灯具的环境，就要考虑用壁灯来进行功能性的照明。 ②壁灯设计得当可以创造出理想的艺术效果。

（4）台灯、地灯 是以某种支撑物来支撑光源，从而形成统一的整体，当运用在台面上时叫台灯。运用在地面上时叫地灯。 ①台灯、地灯在一般情况下主要是作为一种功能性照明，是一般照明的补充照明。 ②台灯、地灯多数情况下都是可以移动的 。 ③台灯、地灯还有利于改善空间的光环境，丰富空间层次。

（5）投光灯 是利用光束集中照射于某一商品、某一场地等的照明灯具，室内装饰照明常用于小型投光灯，主要用于商品的陈列及其它重点照明等。

2．建筑化装饰照明的形式 （1）嵌入式筒灯 嵌入式筒灯是将筒灯嵌入吊顶中，光源不外漏，故能保持建筑装饰的整体统一和完美，不会因灯具的设置而影响吊顶艺术，嵌入式筒灯属于定向式照明灯具，有聚光和散光型两种，常用于大厅的补充照明和局部照明的加强。

（2）发光顶棚 利用乳白色玻璃、磨砂玻璃、晶体玻璃、等半透明漫射材料或格片作为吊顶的面层，内装以白炽灯或荧光灯为主的光源，即构成了发光顶棚。这种低亮度漫射型的照明装置主要特点是发光表面亮度低而面积大，照度均匀、光线柔和，无强烈阴影、无眩光。

（3）发光灯槽（光檐） 发光灯槽是利用装饰构造对光源进行遮挡，使光投向上方或侧方，并通过反射光使室内得到照明的一种照明方式。发光灯槽的照明方式是间接照明方式，光线是反射光，所以在室内会得到柔和、均匀的光环境，通过发光灯槽的处理，会使顶部更具有层次感，同时顶棚被照亮，会使整个空间有增高的错觉。

复习思考题： 1.照度与亮度的区别有哪些? 2.影响室内照明设计的因素有哪些? 3.直接照明和间接照明各有何特点? 4.建筑化照明灯具有几种？各有何特点?

参考文献: 《建筑灯具与装饰照明手册》,著译者：陈小丰,版次：第二版　 出版时间：2000年11月,出版单位：中国建筑工业出版社。 《建筑电气照明技术》,机械工业出版社，2003年7月第1版, 第一章、第五章。