電氣照明系統(tǒng)基本知識(shí)講義（44頁）

1、第三篇建筑電氣電工基本知識(shí) 14 電氣照明系統(tǒng)目錄照明的基本概念1常用電光源、燈具及其選用2照明標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算33Back 14.1 照明的基本概念1光通量 光源在單位時(shí)間內(nèi)向周圍空間輻射并引起視覺的能量，稱為光通量，用符號(hào)表示，單位為流明（lm）。 每消耗1W功率所發(fā)出的光通量，稱為發(fā)光效率，簡(jiǎn)稱光效。這是評(píng)價(jià)各種光源的一個(gè)重要數(shù)據(jù)。2照度 物體的照度不僅與它表面上的光通量有關(guān)，而且與它本身表面積的大小有關(guān)，即在單位面積上接收到的光通量稱為照度，用符號(hào)E表示，單位為勒克斯（lx）。14.1.1 光學(xué)的基本物理量 3發(fā)光強(qiáng)度 單位立體角內(nèi)的光通量稱為發(fā)光強(qiáng)度，用符號(hào)I表示，單位為坎德拉（cd）。發(fā)

2、光強(qiáng)度是表示光源發(fā)光強(qiáng)弱程度的物理量。4亮度 發(fā)光體在給定方向上單位投影面積上發(fā)射的發(fā)光強(qiáng)度稱為亮度，用符號(hào)L表示，單位為坎/米2（cd/m2）。14.1 照明的基本概念 1按照明范圍大小分類 （1） 一般照明 整個(gè)場(chǎng)所或某個(gè)特定區(qū)域照度基本均勻的照明。對(duì)于工作位置密度很大而對(duì)光照方向無特殊要求，或受條件限制不適宜裝設(shè)局部照明裝置的場(chǎng)所，可以只采用一般照明。例如辦公室、體育館和教室等。 （2） 局部照明 只局限于工作部位的特殊需要而設(shè)置的固定或移動(dòng)的照明。這些部位對(duì)高照度和照射方向有一定要求。14.1 照明的基本概念14.1.2 照明的分類 （3） 混合照明 一般照明與局部照明共同組成的照明。

3、對(duì)于照度要求較高，工作位置密度不大，或?qū)φ丈浞较蛴刑厥庖蟮膱?chǎng)所，宜采用混合照明。例如金屬機(jī)械加工機(jī)床、精密電子電工器件加工安裝工作桌和辦公室的辦公桌等。14.1 照明的基本概念 2按照明功能分類 （1） 正常照明 在正常情況下使用的室內(nèi)外照明稱為正常照明。它一般可以單獨(dú)使用， 也可與應(yīng)急照明同時(shí)使用，但控制線路必須分開。 （2） 應(yīng)急照明 在正常照明因故障熄滅后，供事故情況下繼續(xù)工作或安全疏散通行的照明。 （3） 值班照明 在非工作時(shí)間內(nèi)供值班人員使用的照明。在非三班制生產(chǎn)的重要車間和倉庫、商場(chǎng)等場(chǎng)所，通常設(shè)置值班照明。 14.1 照明的基本概念 （4） 警衛(wèi)照明 用于警衛(wèi)地區(qū)周圍的照明。警

4、衛(wèi)照明應(yīng)盡量與區(qū)域照明合用。 （5） 障礙照明 裝設(shè)在建筑物或構(gòu)筑物上作為障礙標(biāo)志用的照明。為了保證夜航的安全，在飛機(jī)場(chǎng)周圍較高的建筑物上，在船舶航行的航道兩側(cè)的建筑物上，應(yīng)按民航和交通部門的有關(guān)規(guī)定裝設(shè)障礙照明。障礙燈應(yīng)為紅色，有條件的宜采用閃光照明，并且接入應(yīng)急電源回路。14.1 照明的基本概念 14.2 常用電光源、燈具及其選用 根據(jù)其由電能轉(zhuǎn)換光能的工作原理不同，大致可分為熱輻射光源和氣體放電光源兩大類。 熱輻射光源是利用物體通電加熱而輻射發(fā)光的原理制成的，如白熾燈、鹵鎢燈等。 氣體放電光源是利+用氣體放電時(shí)發(fā)光的原理制成的，如熒光燈、熒光高壓汞燈、高壓鈉燈、霓虹燈、氙燈和金屬鹵化物燈

5、等。14.2.1 常用電光源 1白熾燈 它的結(jié)構(gòu)如圖14-1所示，由燈頭、燈絲和玻璃外殼組成。燈頭有螺紋口和插口兩種形式，可擰進(jìn)燈座中。對(duì)于螺口燈泡的燈座，相線應(yīng)接在燈座中心接點(diǎn)上，零線接到螺紋口端接點(diǎn)上。 燈絲由鎢絲制成，當(dāng)電流通過時(shí)加熱鎢絲，使其達(dá)到白熾狀態(tài)而發(fā)光。一般40W以下的小功率燈泡內(nèi)部抽成真空，60W以上的大功率燈泡先抽真空，再充以氬氣等惰性氣體，以減少鎢絲發(fā)熱時(shí)的蒸發(fā)損耗，提高使用壽命。14.2 常用電光源、燈具及其選用 2熒光燈 熒光燈又稱日光燈，是氣體放電光源。它由燈管、鎮(zhèn)流器和啟輝器三部分組成。 燈管由燈頭、燈絲和玻璃管殼組成，其結(jié)構(gòu)如圖14-2所示。燈管兩端分別裝有一組

6、燈絲與燈腳相連。燈管內(nèi)抽成真空，再充以少量惰性氣體氬和微量的汞。玻璃管殼內(nèi)壁涂有 熒光物質(zhì)，改變熒光粉成分可以獲得不同的可見光光譜。目前熒光燈有日光色、冷白色、暖白色以及各種彩色等光色。燈管外形有直管形、U形、圓形、平板形和緊湊型（雙曲形、H形、雙D形和雙X形）。14.2 常用電光源、燈具及其選用 熒光燈的工作原理為：接通電源后，在電源電壓的作用下，啟輝器產(chǎn)生輝光放電，其動(dòng)觸片受熱膨脹與靜觸點(diǎn)接觸形成通路，電流通過并加熱燈絲發(fā)射電子。但這時(shí)輝光放電停止，動(dòng)觸片冷卻恢復(fù)原來形狀，在使觸點(diǎn)斷開的瞬間，電路突然切斷，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生較高的自感電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)接線正確時(shí)，電動(dòng)勢(shì)與電源電壓疊加，在燈管兩端形成高電壓

7、。在高電壓作用下，燈絲通電、加熱和發(fā)射電子流，電子撞擊汞原子，使其電離而放電。放電過程中發(fā)射出的紫外線又激發(fā)燈管內(nèi)壁的熒光粉，從而發(fā)出可見光。14.2 常用電光源、燈具及其選用 14.2 常用電光源、燈具及其選用圖14-1白熾燈（a） 白熾燈構(gòu)造;（b） 接線Back 14.2 常用電光源、燈具及其選用圖14-2 熒光燈（a） 燈管結(jié)構(gòu);（b） 接線圈Back 由于電光源技術(shù)的迅速發(fā)展，新型電光源越來越多，它們具有光效高、光色好、功率大、壽命長(zhǎng)或者適合某些特殊場(chǎng)所的需要等特點(diǎn)。目前常用電光源的分類和主要特性如表14-1和表14-2所示（詳見304）。 各種常用照明電光源選用范圍如下： （1）

8、白熾燈應(yīng)用在照度和光色要求不高、頻繁開關(guān)的室內(nèi)外照明。除普通照明燈泡外，還有636V的低壓燈泡以及用作機(jī)電設(shè)備局部安全照明的攜帶式照明。14.2 常用電光源、燈具及其選用14.2.2 常用電光源的特性與選用 （2） 鹵鎢燈光效高，光色好，適合大面積、高空間場(chǎng)所照明。 （3） 熒光燈光效高，光色好，適用于需要照度高、區(qū)別色彩的室內(nèi)場(chǎng)所，例如教室、辦公室和輕工車間。但不適合有轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的場(chǎng)所照明。 （4） 熒光高壓汞燈光色差，常用于街道、廣場(chǎng)和施工工地大面積的照明。 （5） 氙燈發(fā)出強(qiáng)白光，光色好，又稱“小太陽”，適合大面積、高大廠房、廣場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、港口和機(jī)場(chǎng)的照明。14.2 常用電光源、燈具及其選

9、用 （6） 高壓鈉燈光色較差，適合城市街道、廣場(chǎng)的照明。 （7） 低壓鈉燈發(fā)出黃綠色光，穿透煙霧性能好，多用于城市道路、戶外廣場(chǎng)的照明。 （8） 金屬鹵化物燈光效高，光色好，室內(nèi)外照明均適用。14.2 常用電光源、燈具及其選用 照明電光源（燈泡或燈管）、固定安裝用的燈座、控制光通量分面的燈罩及調(diào)節(jié)裝置等構(gòu)成了完整的電氣照明器具，通常稱為燈具。 燈具的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足制造、安裝及維修方便，外形美觀和使用工作場(chǎng)所的照明要求。14.2 常用電光源、燈具及其選用14.2.3 燈具 1按結(jié)構(gòu)分類 (1) 開啟型 光源裸露在外，燈具是敞口的或無燈罩的。 (2) 閉合型 透光罩將光源包圍起來的照明器。但透光罩內(nèi)外

10、空氣能自由流通，塵埃易進(jìn)入罩內(nèi)，照明器的效率主要取決于透光罩的透射比。 (3) 封閉型 透光罩固定處加以封閉，使塵埃不易進(jìn)入罩內(nèi)，但當(dāng)內(nèi)外氣壓不同時(shí)空氣仍能流通。 14.2 常用電光源、燈具及其選用14.2.3.1 燈具的分類 (4) 密閉型 透光罩固定處加以密封，與外界可靠地隔離，內(nèi)外空氣不能流通。根據(jù)用途又分為防水防潮型和防水防塵型，適用于浴室、廚房、潮濕或有水蒸氣的車間、倉庫及隧道、露天堆場(chǎng)等場(chǎng)所。 (5) 防爆安全型 這種照明器適用于在不正常情況下可能發(fā)生爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。其功能主要使周圍環(huán)境中的爆炸性氣體進(jìn)不了照明器內(nèi)，可避免照明器正常工作中產(chǎn)生的火花而引起爆炸。14.2 常用電光源、

11、燈具及其選用 (6) 隔爆型 這種照明器適用于在正常情況下可能發(fā)生爆炸的場(chǎng)所。其結(jié)構(gòu)特別堅(jiān)實(shí)，即使發(fā)生爆炸，也不易破裂。 (7) 防腐型 這種照明器適用于含有腐蝕性氣體的場(chǎng)所。燈具外殼用耐腐蝕材料制成，且密封性好，腐蝕性氣體不能進(jìn)入照明器內(nèi)部。14.2 常用電光源、燈具及其選用 2按安裝方式分類 (1) 吸頂式 照明器吸附在頂棚上,適用于頂棚比較光潔且房間不高的建筑內(nèi)。這種安裝方式常有一個(gè)較亮的頂棚，但易產(chǎn)生眩光，光通利用率不高。 (2) 嵌入式 照明器的大部分或全部嵌入頂棚內(nèi)，只露出發(fā)光面。適用于低矮的房間。一般來說頂棚較暗，照明效率不高。若頂棚反射比較高，則可以改善照明效果。 (3) 懸吊

12、式 照明器掛吊在頂棚上。根據(jù)掛吊的材料不同可分為線吊式、鏈吊式和管吊式。這種照明器離工作面近，常用于建筑物內(nèi)的一般照明。14.2 常用電光源、燈具及其選用 (4) 壁式 照明器吸附在墻壁上。壁燈不能作為一般照明的主要照明器，只能作為輔助照明，富有裝飾效果。由于安裝高度較低，易成為眩光源，故多采用小功率光源。 (5) 枝形組合型 照明器由多枝形燈具組合成一定圖案，俗稱花燈。一般為吊式或吸頂式，以裝飾照明為主。大型花燈燈飾常用于大型建筑大廳內(nèi)，小型花燈也可用于賓館、會(huì)議廳等。 (6) 嵌墻型 照明器的大部分或全部嵌入墻內(nèi)或底板面上，只露出很小的發(fā)光面。這種照明器常作為地?zé)簦糜谑覂?nèi)作起夜燈用，或作

13、為走廊和樓梯的深夜照明燈，以避免影響他人的夜間休息。14.2 常用電光源、燈具及其選用 (7) 臺(tái)式 主要供局部照明用，如放置在辦公桌、工作臺(tái)上等。 (8) 庭院式 主要用于公園、賓館花園等場(chǎng)所，與園林建筑結(jié)合，無論是白天或晚上都具有藝術(shù)效果。 (9) 立式立燈 又稱落地?zé)?，常用于局部照明，擺設(shè)在沙發(fā)和茶幾附近。 (10) 道路、廣場(chǎng)式 主要用于廣場(chǎng)和道路照明。14.2 常用電光源、燈具及其選用 3按配光分類 (1) 直接型 上射光通量占010%，下射光通量占100%90%。 (2) 半直接型 上射光通量占10%40%，下射光通量占90%60%。 (3) 直接間接型（漫射型） 上射光通量占40

14、%60%，下射光通量占60%40%。 (4) 半間接型 上射光通量占60%90%，下射光通量占40%10%。 (5) 間接型 上射光通量占90%100%，下射光通量占10%0。14.2 常用電光源、燈具及其選用 4按配光的寬窄分類 (1) 特深照配光型 光通量和最大發(fā)光強(qiáng)度值集中在015的狹小立體角內(nèi)。 (2) 深照配光型 光通量和最大發(fā)光強(qiáng)度值集中在030的狹小立體角內(nèi)。 (3) 配照配光型 又稱余弦配光型。發(fā)光強(qiáng)度I與角度的關(guān)系符合余弦規(guī)律 (4) 漫射配光型 又稱均勻配光型。光線在各個(gè)方向上發(fā)光強(qiáng)度基本相同。 (5) 廣照配光型 光線的最大發(fā)光強(qiáng)度分布在較大角度上，可在較廣的面積上形成均

15、勻的照度。14.2 常用電光源、燈具及其選用 當(dāng)照明電光源的亮度過大或與人眼的距離過近時(shí)，刺目的光線使人的眼睛難以忍受，使人發(fā)生暈眩及危害視力的現(xiàn)象稱為眩光。 眩光可能使人看不見其他東西，失去了照明的作用；也可能對(duì)可見度沒有影響，但人卻感到很不舒服。因此，在建筑電氣照明設(shè)計(jì)時(shí)，必須注意限制眩光。 通常采用如下措施：14.2 常用電光源、燈具及其選用14.2.3.2 燈具的眩光 （1）為限制直接眩光的作用，室內(nèi)照明器的懸掛高度應(yīng)符合表14-3中的規(guī)定。 表14-3中的保護(hù)角是指燈罩開口邊緣至燈絲（發(fā)光體）最邊緣的連線與水平線之間的夾角，如圖14-3所示。燈罩提供的保護(hù)角是為了保護(hù)視力不受或少受眩

16、光的影響，因?yàn)檠９獾膹?qiáng)弱與視角存在著一定的關(guān)系，如圖14-4所示。 （2） 局部照明的光源應(yīng)具有不透明材料或漫反射材料制成的反射罩。光源的位置高于人眼睛的水平視線時(shí)，其保護(hù)角應(yīng)大于30；若低于眼睛的水平視線時(shí)，不應(yīng)小于10。14.2 常用電光源、燈具及其選用 （3） 當(dāng)工作面或識(shí)別物體表面呈現(xiàn)鏡面反射時(shí)，應(yīng)采取防止反射至眼內(nèi)的措施，例如加大保護(hù)角，采用漫射型或帶磨砂燈泡的照明器。14.2 常用電光源、燈具及其選用 14.2 常用電光源、燈具及其選用圖14-3 燈罩的保護(hù)角 Back 14.2 常用電光源、燈具及其選用圖14-4 眩光與視角的關(guān)系 Back 燈具的布置應(yīng)能滿足工作面上最低的照度要

17、求，照度均勻，光線射向適當(dāng)，無眩光、無陰影，檢修維護(hù)方便與安全，光源安裝容量減至最小，并且總體布置應(yīng)該整齊、美觀以及與建筑協(xié)調(diào)。 燈具豎向布置（即懸掛高度），還需要考慮限制直接眩光作用，室內(nèi)燈具懸掛高度應(yīng)滿足表14-3（詳見308）中所規(guī)定時(shí)最低高度的要求。14.2 常用電光源、燈具及其選用14.2.3.3 燈具的布置 燈具的水平布置可分為選擇性布置和均勻布置，燈具的合理布置應(yīng)該正確選擇燈具的間距s與燈具懸掛高度hRC的比值。當(dāng)選用反射光或漫射光燈具布置時(shí)，還需注意燈具與頂棚的距離，通常這個(gè)距離為頂棚至工作面距離的1415較為合適。在hRC一定的情況下，s/hRC值小，經(jīng)濟(jì)性差；s/hRC值大

18、，則不能滿足照度均勻。通常每個(gè)燈具都有一個(gè)“最大允許距高比”，表14-4 （詳見309）列出了常用燈具的最大允許距高比。 燈具的布置還應(yīng)與建筑形式相結(jié)合。 14.2 常用電光源、燈具及其選用14.3 照明標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算 照明的目的就是要滿足人們的視覺要求。為了滿足這種視覺要求，各國均制定了符合本國國情的照明標(biāo)準(zhǔn)，或以推薦照度的形式作為照明設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)的依據(jù)。根據(jù)我國建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB 500342004），常見建筑的照明標(biāo)準(zhǔn)如表14-5、表14-6和表14-7所示（詳見310）。14.3.1 照明標(biāo)準(zhǔn) 照度計(jì)算的基本方法，通常有利用系數(shù)法、逐點(diǎn)計(jì)算法和單位容量法三種。 1利用系數(shù)法 這種方法適用

19、于燈具均勻布置的一般照明及利用周圍圍墻、天花板作為反射面的場(chǎng)所。當(dāng)采用反射式照明燈具時(shí)，也采用此法計(jì)算。投射到被照面上的光通量與房間內(nèi)全部燈具總光通量的比值，叫做利用系數(shù)。此外，還有與房間尺寸、面積有關(guān)的室形指數(shù)，與墻壁、天花板和地面有關(guān)的反射系數(shù)，以及照度補(bǔ)償系數(shù)等。14.3 照明標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算14.3.2 照明計(jì)算 根據(jù)燈具功率和數(shù)量計(jì)算出總光通量，考慮上述各種系數(shù)的影響后，求出被照面的光通量，再除以被照面積，即可求得被照面的平均照度。14.3 照明標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算2逐點(diǎn)計(jì)算法 根據(jù)電光源向各被照點(diǎn)發(fā)射的光通量的直射分量來計(jì)算被照點(diǎn)的照度。逐點(diǎn)計(jì)算法適用于水平面、垂直面和傾斜面上的照度計(jì)算。此方法計(jì)算的結(jié)果比較準(zhǔn)確，故可計(jì)算車間的一般照明、局部照明和外部照明等，但不適用于計(jì)算周圍反射性能很高場(chǎng)所的照度。14.3 照明標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算3單位容量法（1） 室形指數(shù)的概念 如圖14-5把房間分為三個(gè)空間，或稱為空腔。把照明器所在的平面稱為照明器平面，它是通過照明器光中心的一個(gè)水平面。房間頂棚與照明器平面之間的空間是頂棚空間，參考面（又常稱為工作面）與房間地面之間的空間是地面空間，照明器平面與參考面之間的空間是室空間。14.3 照明標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算14.3 照明標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算 設(shè)房間為長(zhǎng)方體，長(zhǎng)度是l，寬度是w，室空間的高度也即照明器平面與工作面的距離是h