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圖書館室內(nèi)照明研究論文 北京建筑大學 建電131 閆鑫 201307030119 【摘要】：隨著社會的飛速發(fā)展，人們對精神要求的標準也在快速上升。圖書館作為人們獲取知識的重要地點，已經(jīng)成為了不少人工作生活中不可缺少的重要組成部分。因此照明的作用就尤為重要了，好的照明設計不僅可以為圖書館外觀和裝潢加分，更能為讀者創(chuàng)造好的讀書，學習環(huán)境。本論文就北京建筑大學圖書館進行研究，從照度要求，光源選擇，效果分析幾部分進行分析，并淺談我對圖書館照明設計的理解。 【關(guān)鍵詞】：圖書館 照明設計 光源 一． 考察地點： 北京建筑大學圖書館 二. 建筑特點： 圖書館建筑中的自然采光設計是通過對采光口進行設計 ，包括 確認采光口的尺寸 ，位童，細部，以滿足活動功能要求同時得到更 有創(chuàng)造性和更舒適的空間氛圍 。采光口的良好設計不僅可以有效減 少人工照明的消耗 ，同時還能通過自然通風的方式降低空調(diào)設備的 使用率。 三. 照明要求： 1. 一般要求 （1）圖書館中主要的視覺作業(yè)是閱讀、查找、藏書等。照明設計除應滿足照度標準外，應努力提高照明質(zhì)量，尤其要注意降低眩光和光幕反射。 （2）閱覽室、書庫裝燈數(shù)量多。設計時應從燈具、照明方式、控制方案與設備、管理維護等方面考慮采取節(jié)能措施。 （3）重要圖書館應設置應急照明、值班照明或警衛(wèi)照明。應急照明、值班照明或警衛(wèi)照明宜為一般照明的一部分，并應單獨控制。值班或警衛(wèi)照明也可利用應急照明的一部分或者全部。 （4）圖書館內(nèi)的公用照明與工作（辦公）區(qū)照明宜分開配電和控制。 （5）對燈具、照明設備選型、安裝、布置等方面應注意安全、防火。 2. 閱覽室照明 （1）照明方式 閱覽室一般可采用一般照明方式或混合照明方式。面積較大的閱覽室宜采用分區(qū)一般照明或混合照明方式。 當采用分區(qū)一般照明方式時，非閱覽區(qū)的照度，一般可為閱覽區(qū)桌面平均照度的1/3~1/2。 當采用混合照明方式時，一般照明的照度宜占總照度的1/3~1/2。 （2）光源與燈具選擇 1）光源選擇。閱覽室宜采用熒光燈照明，應注意選擇優(yōu)質(zhì)鎮(zhèn)流器，如采用優(yōu)質(zhì)電子鎮(zhèn)流器或低噪聲節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，要求更高的場所宜將電感鎮(zhèn)流器移至室外集中設置，防止鎮(zhèn)流器產(chǎn)生噪聲干擾。 2）燈具選擇如下。 ① 宜選用限制眩光性能好的開啟式燈具、帶格柵或帶漫射罩、漫射板等型燈具。 ② 燈具格柵及反射器不宜選用全鏡面、高亮度材料，宜用半鏡面、低亮度材料。 ③ 宜選用蝙蝠翼式光強分布特性的燈具。 ④ 選用的燈具應與室內(nèi)裝修相協(xié)調(diào)。 3）燈具布置 燈具布置對照明效果有一定的影響。閱覽室內(nèi)照明燈具布置的一般原則： ① 燈具不宜布置在干擾區(qū)內(nèi)，否則易產(chǎn)生光幕反射。干擾區(qū)即為容易在 作業(yè)上產(chǎn)生光幕反射的區(qū)域。燈具如能布置在閱讀者的兩側(cè)（單側(cè)時宜為左側(cè)），對桌面形成兩側(cè)（或左側(cè)）投射燈效果更好。 ② 為減少直接眩光影響，燈具長邊應與閱讀者主視線方向平行，一般多與外側(cè) 窗平行方向布置。 ③ 面積較大的閱覽室，條件允許時，宜采用兩管或多管嵌入式熒光燈光帶或塊形 布燈方案，其目的是加大非干擾區(qū)，減少頂棚燈具的數(shù)量，增加燈具的光輸出面積，降低 燈具的表面亮度，提高室內(nèi)照明質(zhì)量。 ④ 閱覽室多采用混合照明方式。閱覽桌上的局部照明也宜采用熒光燈。局部照明燈具的位置不宜設置在閱讀者的正前方，宜設置在左前方，以避免產(chǎn)生嚴重的光幕反射，提高可見度。 3. 書庫說明 （1）對書庫照明的一般要求 1） 書庫照明中，視覺任務主要發(fā)生在垂直表面上，書脊處的垂直照度宜為200lx。 2） 書架之間的行道照明應采用專用燈具，并設單獨開關(guān)控制。開書庫設有研究廂時，應在研究廂處增設局部照明。 （2）燈具選擇 1） 書庫照明一般采用間接照明或者具有多水平出射光的熒光燈具，對于珍貴圖書和文物書庫應選用有過濾紫外線的燈具。 2） 書架行道照明的專用燈具宜具有窄配光光強分布特性。 3） 書庫燈具一般安裝高度較低，應有一定的限制眩光措施，開啟式燈具保護角不宜小于10，燈具與圖書等易燃物的距離應大于0.5m。 4） 書庫燈具不宜選用銳截光型燈具，否則會在書架上部產(chǎn)生陰影，也不宜采用無罩的直射燈具和鏡面反射燈具，因為它能引起光亮書頁或光亮印刷字跡的反射，干擾視覺。 （3）燈具安裝方式 書架行道照明專用燈具一般安裝在書架問行道上空，多為吸頂安裝。有條件可嵌入式安裝。燈具安裝書架上形成一體，具有較大的靈活性，但應采取必要的電器安全防護措施。開架書庫及閱覽室內(nèi)的單側(cè)排列的書架，可采用非對稱光強分布特性的燈具向書架投射照明。此種安裝方式，不僅可使書架照明取得良好的效果，也不會對室內(nèi)的閱讀者產(chǎn)生眩光干擾。 （4）書庫地面裝修 為提高底層書架的垂直照度，書庫地面宜采用反射比高、無光澤的建筑材料做飾面。它既增加地面反射比，又不會產(chǎn)生反射光。  光源 照度（標準值）/lx 照明的布置方式 照明效果 電梯照明 點光源 150-300 電梯寬度1600 兩側(cè)各有一燈 照度不足300lx，但是舒適 二三四層照明 點光源 300 橫向間距1800 縱向間距2000 光照分布均勻，無炫光，適合閱讀 樓梯照明 點光源 150-300 距墻1500（中間只有一個燈） 光照分布不均，明暗分布明顯 三樓東南角樓梯前廳 點光源 75-150 縱向間距1800 同時也屬于走廊， 三樓西側(cè)照明 線光源 300 橫向1300縱向1600燈長約500 效果很好 三樓西南角樓梯間 左點右線 150-300 距墻1500（中間只有一個燈） 獨立房間，只有一個點光源，照度略顯不足 書架照明 點光源 50（PPT給值） 間距1000燈具在2書架之間 照度幾乎同閱覽區(qū)相同，照度偏高 書架照明2 線光源 同上 水房照明 點光源 15-30 橫向2000縱向4500 （橫向中間有一排燈） 效果很好 衛(wèi)生間 點光源 75-150 縱向3個燈850 1600 850 由于地面、平面鏡反光，照度大于標準值。地板反射，有炫光 一樓大廳照明 點光源 300 橫向間距1800 縱向間距2000 地板反光，存在炫光 一樓東北角電拖前室 點光源 30-75 橫向間距1800 有稍微照度分布不均現(xiàn)象 一樓四邊照明 點光源 300 橫向間距1800 縱向間距2000 同大廳照明 中央 點光源（聚光燈） 300（認為是服務大廳） 橫向間距3000 縱向間距3000 （粗略估計） 頂棚燈不打開，使大廳中央照度低于標準值，明顯暗 走道照明 線光源 30-75 橫向間距1800 縱向間距2000 沒考慮兼顧閱覽區(qū)，對于閱覽區(qū)來說照度不夠 走廊照明2 點光源 橫向間距1800 縱向間距2000 考慮到兼顧閱覽區(qū)，使得照度大于標準值 圖書館燈具類型 一．LED筒燈 圖書館書架照明，工作電壓：220v 光源顏色：正白 照射角度：30 耗電功率：18w 光源亮度：單顆110-120流明 外徑尺寸：高120mm，寬160mm LED筒燈是應用新型LED照明光源在傳統(tǒng)筒燈基礎上改良開發(fā)的產(chǎn)品，與傳統(tǒng)筒燈對比具有以下優(yōu)點：節(jié)能、低碳、長壽、顯色性好、響應速度快。LED筒燈的設計更加的美觀輕巧，安裝時能達到保持建筑裝飾的整體統(tǒng)一與完美，不破壞燈具的設置，光源隱藏在建筑裝飾內(nèi)部，光源不外露，無眩光，人的視覺效果柔和、均勻。 發(fā)光原理：PN結(jié)的端電壓構(gòu)成一定勢壘，當加正向偏置電壓時勢壘下降，P區(qū)和N區(qū)的多數(shù)載流子向?qū)Ψ綌U散。由于電子遷移率比空穴遷移率大得多，所以會出現(xiàn)大量電子向P區(qū)擴散，構(gòu)成對P區(qū)少數(shù)載流子的注入。這些電子與價帶上的空穴復合，復合時得到的能量以光能的形式釋放出去。這就是PN結(jié)發(fā)光的原理。 產(chǎn)品優(yōu)點：1、節(jié)能：白光LED的能耗僅為白熾燈的1/10，節(jié)能燈的2/5，長壽：LED理論壽命可超過10萬小時，對普通家庭照明可謂“一勞永逸”。 2、可以工作在高速狀態(tài)：節(jié)能燈如果頻繁的啟動或關(guān)斷燈絲就會發(fā)黑很快損壞。 3、固態(tài)封裝：屬于冷光源類型。所以它很方便運輸和安裝，可以被裝置在任何微型和封閉的設備中，不怕振動，主要考慮的就是散熱。 4、LED燈具技術(shù)正日新月異的在進步，它的發(fā)光效率正在取得驚人的突破，價格也在不斷的降低。一個白光LED燈具進入家庭的時代正在迅速到來。 5、環(huán)保：不含汞(Hg)等對環(huán)境有害的物質(zhì)，不會對環(huán)境造成破壞。LED燈的組裝部件可以非常容易的拆裝，不用廠家回收都可以通過其它人回收。LED不含紅外、紫外線，所以不招蟲。 6、響應速度快：LED響應速度快，徹底消除了傳統(tǒng)高壓鈉燈啟輝過程長的缺點。 總結(jié)：很明顯，只要LED燈具的成本隨led技術(shù)的不斷提高而降低。節(jié)能燈及白熾燈必然會被LED燈具所取代。國家越來越重視照明節(jié)能及環(huán)保問題，已經(jīng)在大力推行使用LED燈具了。特別是政府改造路燈項目首先就是LED路燈，就指明得用LED路燈可見LED燈具替代節(jié)能燈、白熾燈的勢頭。 二．3U節(jié)能燈 圖書館4層照明，雙3u節(jié)能燈筒燈 色溫：2700k-4000k 電子鎮(zhèn)流器 功率：26w（單只） 光通：1200lm（單只） 特點：光線柔和，無眩光 3U是電子節(jié)能燈的一種外形，是指燈的發(fā)光部分由3片呈“U”狀燈管組成，燈管的管徑可分Φ9mm、Φ12mm兩種，一般采用三基色熒光粉制作。 規(guī)格參數(shù) 是電子節(jié)能燈的一種外形，是指燈的發(fā)光部分由3片呈“U”狀燈管組成，燈管的管徑可分Φ9mm、Φ12mm兩種，一般采用三基色熒光粉制作，設計功率有8W、9W、11W、13W、15W、18W、20W、24W共8個規(guī)格，可直接替代傳統(tǒng)白熾燈應用于家庭、酒店、寫字樓等各種照明用途。節(jié)能燈的推廣意義重大，然而，廢舊節(jié)能燈對環(huán)境的危害也引起了關(guān)注。到2012年10月底，節(jié)能推廣工程有上億節(jié)能燈報廢，每只可污染180噸水及土壤，廢舊節(jié)能燈的處理和回收問題引起關(guān)注。節(jié)能燈的尺寸與白熾燈相近，與燈座的接口也和白熾燈相同，所以可以直接替換白熾燈。 三．直管熒光燈 直管熒光燈是一種熒光燈，它是利用低氣壓的汞蒸氣在放 電過程中輻射紫外線，從而使熒光粉發(fā)出可見光的原理發(fā)光，因此它屬于低氣壓弧光放電光源。熒光燈內(nèi)裝有兩個燈絲。燈絲上涂有電子發(fā)射材料三元碳酸鹽（碳酸鋇、碳酸鍶和碳酸鈣），俗稱電子粉。在交流電壓作用下，燈絲交替地作為陰極和陽極。燈管內(nèi)壁涂有熒光粉。 產(chǎn)品特性 管內(nèi)充有400Pa-500Pa壓力的氬氣和少量的汞。通電后，液態(tài)汞蒸發(fā)成壓力為0.8 Pa的汞蒸氣。在電場作用下，汞原子不斷從原始狀態(tài)被激發(fā)成激發(fā)態(tài)，繼而自發(fā)躍遷到基態(tài)，并輻射出波長253.7nm和185nm的紫外線(主峰值波長是253.7nm，約占全部輻射能的70-80%；次峰值波長是185nm，約占全部輻射能的10%)，以釋放多余的能量。熒光粉吸收紫外線的輻射能后發(fā)出可見光。 分類 按管徑大小分 （一）、直管型熒光燈管按管徑大小分為：T12、T10、T8、T6、T5、T4、T3等規(guī)格。規(guī)格中“T+數(shù)字“組合，表示管徑的直徑值。其含義：一個T=1/8英寸，一英寸為25.4mm；數(shù)字代表T的個數(shù)。如T12=25.4mm*1/8*12=38mm。 （二）、熒光燈管管徑與其電參數(shù)的關(guān)系： 1、熒光燈管，管徑越細，光效越高，節(jié)電效果越好。 2、熒光燈管，管徑越細，啟輝點燃電壓越高，對鎮(zhèn)流器技術(shù)性能要求越高。 管徑大于T8（含T8）的熒光燈管，啟輝點燃電壓較低。相對于220V、50Hz工頻交流電， 符合啟輝點燃電壓小于1/2電源電壓定律?？梢圆捎秒姼惺芥?zhèn)流器，進行啟輝點燃運行。 管徑小于T8的熒光燈管，啟輝點燃電壓較高。相對于220V、50Hz工頻交流電， 不符合啟輝點燃電壓小于1/2電源電壓定律。不能采用電感式鎮(zhèn)流器，進行啟輝點燃運行。管徑小于T8的熒光燈管，必須匹配電子式鎮(zhèn)流器。由電子式鎮(zhèn)流器，產(chǎn)生啟輝高壓，將熒光燈管擊穿點燃。爾后，由電子式鎮(zhèn)流器，驅(qū)動熒光燈管點燃運行。 按光色分 （一）、直管型熒光燈管按光色分為：三基色熒光燈管，冷白日光色熒光燈管，暖白日光色熒光燈管。 （二）、熒光燈管光色與其技術(shù)品質(zhì)的關(guān)系： 熒光燈管所涂熒光粉和所填充氣體種類不同，熒光燈管所表現(xiàn)的光色就不同。其技術(shù)品質(zhì)也有很大差別。 1、熒光燈管涂鹵素熒光粉，填充氬氣、氪氬混合氣體。熒光燈管光色為：冷白日光色熒光燈管，暖白日光色熒光燈管。 這兩種光色的熒光燈管， 顯色性能較低，顯色指數(shù)R值小于40。遠遠小于太陽光，顯色指數(shù)R=100的標準值。觀看彩色物體表面顏色，產(chǎn)生色偏。色彩偏青、偏灰，色彩暗淡不鮮艷。 這兩種光色的熒光燈管，發(fā)光效率也比較低。 光效一般為每W電功率：30流明（Lm）至40（Lm）。 這兩種光色的熒光燈管，光譜中含有較多的不可見光，有效瞳孔流明（有效視覺光效）倍數(shù)也比較低。有效光效較低，有效照度低。 這兩種光色的熒光燈管，熒光燈管啟輝點燃壽命也比較短，一般在5000小時至6000小時之內(nèi)。 以上兩種光色的熒光燈管，不屬于高效節(jié)能電光源，不符合綠色照明技術(shù)要求。 2、熒光燈管涂三基色稀土熒光粉，填充高效發(fā)光氣體。熒光燈管光色為，三基色合成的高顯色性太陽光色。 和無極燈光色相近。 三基色稀土熒光粉熒光燈管，顯色指數(shù)R值大于80，接近太陽光色（太陽光的顯色指數(shù)R=100）。 三基色稀土熒光粉熒光燈管，發(fā)光效率也比較高，光效一般為每W電功率65流明（Lm）以上。 熒光燈管實際光效高低，與所采用的鎮(zhèn)流器技術(shù)性能，和鎮(zhèn)流器與熒光燈管匹配程度等技術(shù)要素，有直接關(guān)系?，F(xiàn)在網(wǎng)上有信息表明，直管熒光燈光效可做到100流明以上。 三基色稀土熒光粉(LVD無極燈也采用此類熒光粉）熒光燈管， 啟輝點燃壽命也比較長， 一般在8000小時以上。如匹配技術(shù)性能先進的高性能電子鎮(zhèn)流器，啟輝點燃壽命會增加至15000小時――20000小時。 圖書館燈光控制 圖書館燈光控制為單聯(lián)單控開關(guān) 單聯(lián)單控開關(guān)即“樓梯間開關(guān)”。單聯(lián)單控開關(guān)相對簡單，一個開關(guān)控制一個或一組用電器，而與其它線路上的用電器無關(guān)，而單聯(lián)雙控開關(guān)能在兩個不同位置控制同一個用電器，在某些場所（如步行樓梯間內(nèi)，酒店等）特別實用。 共有兩個接柱，分別接入進線和出線，在拉動或按動開關(guān)按鈕時，存在接通或斷開兩種狀態(tài)，從而把電路變成通路或斷路。在照明電路中，為了安全用電，單聯(lián)開關(guān)要接在火線上。 使用范圍 其實單聯(lián)單控開關(guān)使用范圍最廣，而單聯(lián)單控開關(guān)也因使用方便，安裝方便等優(yōu)點得到家庭、公司與大多數(shù)用電需求群體的歡迎，幾乎所有的家庭、公司都使用單聯(lián)單控開關(guān)。 老式拉線開關(guān)，86型按鈕開關(guān)，飲水機、電熱毯、接線板等等上面的開關(guān)都屬于單聯(lián)開關(guān)。 燈光的開關(guān)控制設備是指控制照明電路的通斷，亦即控制燈具的點燃和熄滅的各種開關(guān)設備，包括刀開關(guān)、接觸器和空氣開關(guān)等。采用扳動開關(guān)（或稱船形開關(guān)）或空氣開關(guān)來控制燈光的通斷，是最常見的手動（人工）開關(guān)控制設備。 船型開關(guān)也稱翹板開關(guān)。其結(jié)構(gòu)與鈕子開關(guān)相同，只是把鈕柄換成船型。船型開關(guān)常用作電子設備的電源開關(guān)，其觸點分為單刀單擲和雙刀雙擲等幾種，有些開關(guān)還帶有指示燈。 總結(jié)：圖書館照明問題是一個比較復雜的問題，因為不同的人對圖書館的喜好不同，而且既要符合照明要求，又要實現(xiàn)為讀者創(chuàng)造更好的環(huán)境的要求，更要考慮到人們在閱讀時渴望安靜、私密的內(nèi)心要求，著實需要設計師們花費很多的時間和精力。在我看來，在符合照度要求的前提下，圖書館最應該考慮到人們一進圖書館的第一感覺，應該給人以安靜的感覺。就像北京建筑大學的圖書館這樣，整體通道照明采用點光源。顯得干練，舒適。走近每個書桌，上面都有一個暖色的臺燈，大家可以依照自己的習慣自行調(diào)節(jié)工作面亮度，也可以提高個人私密感。在搜索圖書的區(qū)域采用直管熒光燈，及有足夠的亮度，也可以將光亮鎖定在圖書檢索區(qū)域，不打擾其他正在閱讀和學習的人。總之根據(jù)個光源參數(shù)進行選擇，用照明將圖書館適合工作，學習和閱讀的特點發(fā)揮出來就是不錯的設計。 參考文獻：[1]王廣成 淺析圖書館閱覽室的照明設計 【J】2012.09.24 [2]馬霄鵬、夏鑫 圖書館書架照明分析 【C】2013.08.20 [3]建筑照明設計標準 【M】 2014.06.01