图书馆照明设计New.docx
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图书馆照明设计New
图书馆照明设计
图书馆照明设计
图书馆室内照明研究论文
北京建筑大学建电131闫鑫201307030119
【摘要】:
随着社会的飞速发展,人们对精神要求的标准也在快速上升。
图书馆作为人们获取知识的重要地点,已经成为了不少人工作生活中不可缺少的重要组成部分。
因此照明的作用就尤为重要了,好的照明设计不仅可以为图书馆外观和装潢加分,更能为读者创造好的读书,学习环境。
本论文就北京建筑大学图书馆进行研究,从照度要求,光源选择,效果分析几部分进行分析,并浅谈我对图书馆照明设计的理解。
【关键词】:
图书馆照明设计光源
一.考察地点:
北京建筑大学图书馆
二.建筑特点:
图书馆建筑中的自然采光设计是通过对采光口进行设计,包括确认采光口的尺寸,位童,细部,以满足活动功能要求同时得到更有创造性和更舒适的空间氛围。
采光口的良好设计不仅可以有效减少人工照明的消耗,同时还能通过自然通风的方式降低空调设备的使用率。
三.照明要求:
1. 一般要求
(1)图书馆中主要的视觉作业是阅读、查找、藏书等。
照明设计除应满足照度标准外,应努力提高照明质量,尤其要注意降低眩光和光幕反射。
(2)阅览室、书库装灯数量多。
设计时应从灯具、照明方式、控制方案与设备、管理维护等方面考虑采取节能措施。
(3)重要图书馆应设置应急照明、值班照明或警卫照明。
应急照明、值班照明或警卫照明宜为一般照明的一部分,并应单独控制。
值班或警卫照明也可利用应急照明的一部分或者全部。
(4)图书馆内的公用照明与工作(办公)区照明宜分开配电和控制。
(5)对灯具、照明设备选型、安装、布置等方面应注意安全、防火。
2. 阅览室照明
(1)照明方式
阅览室一般可采用一般照明方式或混合照明方式。
面积较大的阅览室宜采用分区一般照明或混合照明方式。
当采用分区一般照明方式时,非阅览区的照度,一般可为阅览区桌面平均照度的1/3~1/2。
当采用混合照明方式时,一般照明的照度宜占总照度的1/3~1/2。
(2)光源与灯具选择
1)光源选择。
阅览室宜采用荧光灯照明,应注意选择优质镇流器,如采用优质电子镇流器或低噪声节能型电感镇流器,要求更高的场所宜将电感镇流器移至室外集中设置,防止镇流器产生噪声干扰。
2)灯具选择如下。
① 宜选用限制眩光性能好的开启式灯具、带格栅或带漫射罩、漫射板等型灯具。
② 灯具格栅及反射器不宜选用全镜面、高亮度材料,宜用半镜面、低亮度材料。
③ 宜选用蝙蝠翼式光强分布特性的灯具。
④ 选用的灯具应与室内装修相协调。
3) 灯具布置
灯具布置对照明效果有一定的影响。
阅览室内照明灯具布置的一般原则:
1 灯具不宜布置在干扰区内,否则易产生光幕反射。
干扰区即为容易在作业上产生光幕反射的区域。
灯具如能布置在阅读者的两侧(单侧时宜为左侧),对桌面形成两侧(或左侧)投射灯效果更好。
2 为减少直接眩光影响,灯具长边应与阅读者主视线方向平行,一般多与外侧窗平行方向布置。
3面积较大的阅览室,条件允许时,宜采用两管或多管嵌入式荧光灯光带或块形布灯方案,其目的是加大非干扰区,减少顶棚灯具的数量,增加灯具的光输出面积,降低灯具的表面亮度,提高室内照明质量。
4阅览室多采用混合照明方式。
阅览桌上的局部照明也宜采用荧光灯。
局部照明灯具的位置不宜设置在阅读者的正前方,宜设置在左前方,以避免产生严重的光幕反射,提高可见度。
3. 书库说明
(1)对书库照明的一般要求
1) 书库照明中,视觉任务主要发生在垂直表面上,书脊处的垂直照度宜为200lx。
2) 书架之间的行道照明应采用专用灯具,并设单独开关控制。
开书库设有研究厢时,应在研究厢处增设局部照明。
(2)灯具选择
1) 书库照明一般采用间接照明或者具有多水平出射光的荧光灯具,对于珍贵图书和文物书库应选用有过滤紫外线的灯具。
2) 书架行道照明的专用灯具宜具有窄配光光强分布特性。
3) 书库灯具一般安装高度较低,应有一定的限制眩光措施,开启式灯具保护角不宜小于10º,灯具与图书等易燃物的距离应大于0.5m。
4) 书库灯具不宜选用锐截光型灯具,否则会在书架上部产生阴影,也不宜采用无罩的直射灯具和镜面反射灯具,因为它能引起光亮书页或光亮印刷字迹的反射,干扰视觉。
(3)灯具安装方式
书架行道照明专用灯具一般安装在书架问行道上空,多为吸顶安装。
有条件可嵌入式安装。
灯具安装书架上形成一体,具有较大的灵活性,但应采取必要的电器安全防护措施。
开架书库及阅览室内的单侧排列的书架,可采用非对称光强分布特性的灯具向书架投射照明。
此种安装方式,不仅可使书架照明取得良好的效果,也不会对室内的阅读者产生眩光干扰。
(4)书库地面装修
为提高底层书架的垂直照度,书库地面宜采用反射比高、无光泽的建筑材料做饰面。
它既增加地面反射比,又不会产生反射光。
光源
照度(标准值)/lx
照明的布置方式
照明效果
电梯照明
点光源
150-300
电梯宽度1600
两侧各有一灯
照度不足300lx,但是舒适
二三四层照明
点光源
300
横向间距1800
纵向间距2000
光照分布均匀,无炫光,适合阅读
楼梯照明
点光源
150-300
距墙1500(中间只有一个灯)
光照分布不均,明暗分布明显
三楼东南角楼梯前厅
点光源
75-150
纵向间距1800
同时也属于走廊,
三楼西侧照明
线光源
300
横向1300纵向1600灯长约500
效果很好
三楼西南角楼梯间
左点右线
150-300
距墙1500(中间只有一个灯)
独立房间,只有一个点光源,照度略显不足
书架照明
点光源
50(PPT给值)
间距1000灯具在2书架之间
照度几乎同阅览区相同,照度偏高
书架照明2
线光源
同上
水房照明
点光源
15-30
横向2000纵向4500(横向中间有一排灯)
效果很好
卫生间
点光源
75-150
纵向3个灯8501600850
由于地面、平面镜反光,照度大于标准值。
地板反射,有炫光
一楼大厅照明
点光源
300
横向间距1800
纵向间距2000
地板反光,存在炫光
一楼东北角电拖前室
点光源
30-75
横向间距1800
有稍微照度分布不均现象
一楼四边照明
点光源
300
横向间距1800
纵向间距2000
同大厅照明
中央
点光源(聚光灯)
300(认为是服务大厅)
横向间距3000
纵向间距3000
(粗略估计)
顶棚灯不打开,使大厅中央照度低于标准值,明显暗
走道照明
线光源
30-75
横向间距1800
纵向间距2000
没考虑兼顾阅览区,对于阅览区来说照度不够
走廊照明2
点光源
横向间距1800
纵向间距2000
考虑到兼顾阅览区,使得照度大于标准值
图书馆灯具类型
一.LED筒灯
图书馆书架照明,工作电压:
220v
光源颜色:
正白
照射角度:
30°
耗电功率:
18w
光源亮度:
单颗110-120流明
外径尺寸:
高120mm,宽160mm
LED筒灯是应用新型LED照明光源在传统筒灯基础上改良开发的产品,与传统筒灯对比具有以下优点:
节能、低碳、长寿、显色性好、响应速度快。
LED筒灯的设计更加的美观轻巧,安装时能达到保持建筑装饰的整体统一与完美,不破坏灯具的设置,光源隐藏在建筑装饰内部,光源不外露,无眩光,人的视觉效果柔和、均匀。
发光原理:
PN结的端电压构成一定势垒,当加正向偏置电压时势垒下降,P区和N区的多数载流子向对方扩散。
由于电子迁移率比空穴迁移率大得多,所以会出现大量电子向P区扩散,构成对P区少数载流子的注入。
这些电子与价带上的空穴复合,复合时得到的能量以光能的形式释放出去。
这就是PN结发光的原理。
产品优点:
1、节能:
白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10,节能灯的2/5,长寿:
LED理论寿命可超过10万小时,对普通家庭照明可谓“一劳永逸”。
2、可以工作在高速状态:
节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快损坏。
3、固态封装:
属于冷光源类型。
所以它很方便运输和安装,可以被装置在任何微型和封闭的设备中,不怕振动,主要考虑的就是散热。
4、LED灯具技术正日新月异的在进步,它的发光效率正在取得惊人的突破,价格也在不断的降低。
一个白光LED灯具进入家庭的时代正在迅速到来。
5、环保:
不含汞(Hg)等对环境有害的物质,不会对环境造成破坏。
LED灯的组装部件可以非常容易的拆装,不用厂家回收都可以通过其它人回收。
LED不含红外、紫外线,所以不招虫。
6、响应速度快:
LED响应速度快,彻底消除了传统高压钠灯启辉过程长的缺点。
总结:
很明显,只要LED灯具的成本随led技术的不断提高而降低。
节能灯及白炽灯必然会被LED灯具所取代。
国家越来越重视照明节能及环保问题,已经在大力推行使用LED灯具了。
特别是政府改造路灯项目首先就是LED路灯,就指明得用LED路灯可见LED灯具替代节能灯、白炽灯的势头。
二.3U节能灯
图书馆4层照明,双3u节能灯筒灯
色温:
2700k-4000k
电子镇流器
功率:
26w(单只)
光通:
1200lm(单只)
特点:
光线柔和,无眩光
3U是电子节能灯的一种外形,是指灯的发光部分由3片呈“U”状灯管组成,灯管的管径可分Φ9mm、Φ12mm两种,一般采用三基色荧光粉制作。
规格参数
是电子节能灯的一种外形,是指灯的发光部分由3片呈“U”状灯管组成,灯管的管径可分Φ9mm、Φ12mm两种,一般采用三基色荧光粉制作,设计功率有8W、9W、11W、13W、15W、18W、20W、24W共8个规格,可直接替代传统白炽灯应用于家庭、酒店、写字楼等各种照明用途。
节能灯的推广意义重大,然而,废旧节能灯对环境的危害也引起了关注。
到2012年10月底,节能推广工程有上亿节能灯报废,每只可污染180吨水及土壤,废旧节能灯的处理和回收问题引起关注。
节能灯的尺寸与白炽灯相近,与灯座的接口也和白炽灯相同,所以可以直接替换白炽灯。
三.直管荧光灯
直管荧光灯是一种荧光灯,它是利用低气压的汞蒸气在放电过程中辐射紫外线,从而使荧光粉发出可见光的原理发光,因此它属于低气压弧光放电光源。
荧光灯内装有两个灯丝。
灯丝上涂有电子发射材料三元碳酸盐(碳酸钡、碳酸锶和碳酸钙),俗称电子粉。
在交流电压作用下,灯丝交替地作为阴极和阳极。
灯管内壁涂有荧光粉。
产品特性
管内充有400Pa-500Pa压力的氩气和少量的汞。
通电后,液态汞蒸发成压力为0.8Pa的汞蒸气。
在电场作用下,汞原子不断从原始状态被激发成激发态,继而自发跃迁到基态,并辐射出波长253.7nm和185nm的紫外线(主峰值波长是253.7nm,约占全部辐射能的70-80%;次峰值波长是185nm,约占全部辐射能的10%),以释放多余的能量。
荧光粉吸收紫外线的辐射能后发出可见光。
分类
按管径大小分
(一)、直管型荧光灯管按管径大小分为:
T12、T10、T8、T6、T5、T4、T3等规格。
规格中“T+数字“组合,表示管径的直径值。
其含义:
一个T=1/8英寸,一英寸为25.4mm;数字代表T的个数。
如T12=25.4mm*1/8*12=38mm。
(二)、荧光灯管管径与其电参数的关系:
1、荧光灯管,管径越细,光效越高,节电效果越好。
2、荧光灯管,管径越细,启辉点燃电压越高,对镇流器技术性能要求越高。
管径大于T8(含T8)的荧光灯管,启辉点燃电压较低。
相对于220V、50Hz工频交流电,符合启辉点燃电压小于1/2电源电压定律。
可以采用电感式镇流器,进行启辉点燃运行。
管径小于T8的荧光灯管,启辉点燃电压较高。
相对于220V、50Hz工频交流电,不符合启辉点燃电压小于1/2电源电压定律。
不能采用电感式镇流器,进行启辉点燃运行。
管径小于T8的荧光灯管,必须匹配电子式镇流器。
由电子式镇流器,产生启辉高压,将荧光灯管击穿点燃。
尔后,由电子式镇流器,驱动荧光灯管点燃运行。
按光色分
(一)、直管型荧光灯管按光色分为:
三基色荧光灯管,冷白日光色荧光灯管,暖白日光色荧光灯管。
(二)、荧光灯管光色与其技术品质的关系:
荧光灯管所涂荧光粉和所填充气体种类不同,荧光灯管所表现的光色就不同。
其技术品质也有很大差别。
1、荧光灯管涂卤素荧光粉,填充氩气、氪氩混合气体。
荧光灯管光色为:
冷白日光色荧光灯管,暖白日光色荧光灯管。
这两种光色的荧光灯管,显色性能较低, 显色指数R值小于40。
远远小于太阳光,显色指数R=100的标准值。
观看彩色物体表面颜色,产生色偏。
色彩偏青、偏灰,色彩暗淡不鲜艳。
这两种光色的荧光灯管, 发光效率也比较低。
光效一般为每W电功率:
30流明(Lm)至40(Lm)。
这两种光色的荧光灯管,光谱中含有较多的不可见光,有效瞳孔流明(有效视觉光效)倍数也比较低。
有效光效较低,有效照度低。
这两种光色的荧光灯管,荧光灯管启辉点燃寿命也比较短,一般在5000小时至6000小时之内。
以上两种光色的荧光灯管,不属于高效节能电光源,不符合绿色照明技术要求。
2、荧光灯管涂三基色稀土荧光粉,填充高效发光气体。
荧光灯管光色为,三基色合成的高显色性太阳光色。
和无极灯光色相近。
三基色稀土荧光粉荧光灯管,显色指数R值大于80,接近太阳光色(太阳光的显色指数R=100)。
三基色稀土荧光粉荧光灯管,发光效率也比较高,光效一般为每W电功率65流明(Lm)以上。
荧光灯管实际光效高低,与所采用的镇流器技术性能,和镇流器与荧光灯管匹配程度等技术要素,有直接关系。
现在网上有信息表明,直管荧光灯光效可做到100流明以上。
三基色稀土荧光粉(LVD无极灯也采用此类荧光粉)荧光灯管,启辉点燃寿命也比较长,一般在8000小时以上。
如匹配技术性能先进的高性能电子镇流器,启辉点燃寿命会增加至15000小时――20000小时。
图书馆灯光控制
图书馆灯光控制为单联单控开关
单联单控开关即“楼梯间开关”。
单联单控开关相对简单,一个开关控制一个或一组用电器,而与其它线路上的用电器无关,而单联双控开关能在两个不同位置控制同一个用电器,在某些场所(如步行楼梯间内,酒店等)特别实用。
共有两个接柱,分别接入进线和出线,在拉动或按动开关按钮时,存在接通或断开两种状态,从而把电路变成通路或断路。
在照明电路中,为了安全用电,单联开关要接在火线上。
使用范围
其实单联单控开关使用范围最广,而单联单控开关也因使用方便,安装方便等优点得到家庭、公司与大多数用电需求群体的欢迎,几乎所有的家庭、公司都使用单联单控开关。
老式拉线开关,86型按钮开关,饮水机、电热毯、接线板等等上面的开关都属于单联开关。
灯光的开关控制设备是指控制照明电路的通断,亦即控制灯具的点燃和熄灭的各种开关设备,包括刀开关、接触器和空气开关等。
采用扳动开关(或称船形开关)或空气开关来控制灯光的通断,是最常见的手动(人工)开关控制设备。
船型开关也称翘板开关。
其结构与钮子开关相同,只是把钮柄换成船型。
船型开关常用作电子设备的电源开关,其触点分为单刀单掷和双刀双掷等几种,有些开关还带有指示灯。
总结:
图书馆照明问题是一个比较复杂的问题,因为不同的人对图书馆的喜好不同,而且既要符合照明要求,又要实现为读者创造更好的环境的要求,更要考虑到人们在阅读时渴望安静、私密的内心要求,着实需要设计师们花费很多的时间和精力。
在我看来,在符合照度要求的前提下,图书馆最应该考虑到人们一进图书馆的第一感觉,应该给人以安静的感觉。
就像北京建筑大学的图书馆这样,整体通道照明采用点光源。
显得干练,舒适。
走近每个书桌,上面都有一个暖色的台灯,大家可以依照自己的习惯自行调节工作面亮度,也可以提高个人私密感。
在搜索图书的区域采用直管荧光灯,及有足够的亮度,也可以将光亮锁定在图书检索区域,不打扰其他正在阅读和学习的人。
总之根据个光源参数进行选择,用照明将图书馆适合工作,学习和阅读的特点发挥出来就是不错的设计。
参考文献:
[1]王广成浅析图书馆阅览室的照明设计【J】2012.09.24
[2]马霄鹏、夏鑫图书馆书架照明分析【C】2013.08.20
[3]建筑照明设计标准【M】2014.06.01