建筑電氣照明專業(yè)課件

第四章照明器1、照明器的特性2、照明器的分類3、照明器的選用4、照明器輸出光通量的計算第四章照明器本章包括：照明器光學特性、分類、本章重點：照明器光強分布和照明器輸出光通量計算方法。

第四章照明器

照明器是由光源、照明燈具及其附件共同組成的。照明器的作用:固定光源和保護光源，使之與電源安全可靠地連接。美化環(huán)境對光源產(chǎn)生的光通量進行再分配、定向控制以及防止光源產(chǎn)生眩光。1照明器的特性光強分布－配光曲線遮光角－保護角照明器效率一、照明器的配光曲線

配光曲線照明器在空間各個方向上的光強的分布曲線稱配光曲線。配光曲線是衡量照明器光學特性的重要指標，是進行照度計算和決定照明器布置方案的重要依據(jù)。1照明器的特性光軸：通過光中心的豎垂線稱為光軸。光中心：把一個有一定尺寸的光源（照明器）看作一個點，它的光認為就是從該點發(fā)出，該點所在的位置就是光中心。光中心其實就是指的出光口的中心。1照明器的特性?φ光軸光中心垂直面水平面圖4-1配光術語垂直(投光)角與垂直面：觀察光中心的方向與光軸向下方向所形成夾角稱垂直角，用θ表示。包含光軸的任何平面為垂直面。1照明器的特性θc光軸光中心垂直面水平面圖4-1配光術語水平角與水平面：如果選某一垂直面為基準面，那么觀察方向所在的垂直面與基準面之間形成的夾角稱為水平角，常用C表示。垂直于光軸的任意面為水平面。1照明器的特性θc光軸光中心垂直面水平面圖4-1配光術語(一)極坐標配光曲線

以極坐標原點為光中心，以極坐標角度表示燈具的垂直角，以極坐標矢量長度表示光強的大小，以一定比例的光強值為半徑作一系列同心圓表示等光強線。通過光中心作該燈具在一個垂直平面內(nèi)不同垂直角的光強有向線段，把線段末端連接起來，得到該燈具的配光極坐標曲線。1照明器的特性圖4-2乳白玻璃水晶底吊燈的配光曲線1.對稱配光曲線適用于具有旋轉(zhuǎn)對稱配光特性的照明器。旋轉(zhuǎn)對稱配光特性指照明器的光強空間分布相對于光軸呈旋轉(zhuǎn)對稱形式。一般，只要照明器形狀具有旋轉(zhuǎn)對稱性，則燈具的配光就具有旋轉(zhuǎn)對稱性，如裝有普通白熾燈、高壓鈉燈、高壓汞燈及部分金屬鹵化物燈的照明器等。1照明器的特性圖4-2乳白玻璃水晶底吊燈的配光曲線1照明器的特性圖4-2乳白玻璃水晶底吊燈的配光曲線

要求45o方向上的光強。在配光曲線上作45o的射線，與配光曲線交于一點，從原點到交點的長度為該方向的光強，即75cd。2.非對稱配光曲線

光源和照明器的形狀是非對稱的（如普通直管熒光燈、管形鹵鎢燈組成的照明器）。就每個垂直面而言，其光強分布相當于光軸是對稱的，但各個垂直面上的配光特性不同。采用多個不同測光垂直平面的配光曲線表示。由直管熒光燈組成的照明器，其光強空間分布不再對光軸呈旋轉(zhuǎn)對稱。1照明器的特性A(C0平面)ABB(C90平面)CC(C45平面)資料不同，水平角有差異1照明器的特性圖4-3簡式單管熒光燈照明器的配光曲線如取垂直于燈管軸線的垂直面為基準面，其水平角為0℃，標注⊥。(A-A)包含燈管軸線的垂直面，水平角為90℃,標注∥。(B-B)水平角為45℃的配光曲線。(C-C)1照明器的特性圖4-3簡式單管熒光燈照明器的配光曲線A(C0平面)ABB(C90平面)CB(C45平面)

配光曲線上的每一點表示照明器在該方向上的光強。如已知照明器計算點的垂直角，可在配光曲線上查到照明器在該點上對應的光強Iθ1照明器的特性

在照明計算中，圖解法精確度不易保證，將極坐標曲線用列表方式表示，能獲得較為精確的光強值。θ0o5o15o25o35o45o55o65o75o85oIθ(cd)75768082867557454443θ95o105o115o125o135o145o155o165o175o180oIθ(cd)43444544423834292422

表中列出的垂直角下的光強值在表中直接查得，表中未列出的垂直角可根據(jù)前后相鄰的兩個垂直角下的光強值用內(nèi)插法求得。1照明器的特性1照明器的特性1照明器的特性1照明器的特性若實際光源的光通量不是1000lm，光強可根據(jù)下面公式換算：如果一個照明器安裝了兩只或更多光源，光強換算時Φs取它們的光通量之和。(二)直角坐標配光曲線

對于聚光型照明器，光束角很?。ü馐性讵M小的立體角），用極坐標表示光強讀數(shù)困難。圖4-4冷反射鹵鎢燈的配光曲線1照明器的特性圖4-碗5身直角腹坐標配偵光曲線1醒照明只器的特降性(三)散等光強配習光曲線對于光強究分布不對狡稱的照明歷器，需要判用許多平瓣面上的配命光曲線才冒能表示空決間分布，策可采用等錢光強配光脈曲線表示衫光強。1、圓形派等光強圖些：用極坐加標表示1庭照明器的恭特性圖4-6器等房誠面積天頂裁投影等光間強曲線1和照明器的朽特性圍繞燈喇具的球起表面上悔的一個卸平面內(nèi)由，將等妥光強點對連接成罪圓形等踏光強配腿光曲線所，并以低相等的飛投影面笨積表示蜂相等的詞包圍燈費具德威姜球面面妥積。1翅照明泳器的特前性圖4-7隙道角路燈中的踐光線坐標在街道照慘明中應用籍較多。將照明跨器放在乖球的中爺間，極劣軸取上乘下方向鄰。沿水平中辰心線(赤前道)上的招角度為水找平角C，邊定義為路踩軸方位角畫。C=0墓°表示與杠道路同方霸向，C巡壽=90°墓表示與道節(jié)路垂直。沿周圍昨角度γ表示垂舍直角，γ岔=0°粱表示燈具賴垂直向下脂。2、矩奇形等光情強圖：用直角擋坐標表膚示在泛光句燈應用遠較多。堤泛光燈柱的光分象布通常膠是窄光戚束，用玩矩形等奸光強圖順表示。橫坐標表燒示水平角削，縱坐標準表示垂直猶角。1汗照明器的差特性1聯(lián)照明罪器的特拌性圖4-8胳泛哨光照明等抵光強與區(qū)珍域光通量左半部株：在等桶光強圖中炮，可以羞計算出芬垂直和水平槳網(wǎng)格線所逮包圍的每個腐矩形內(nèi)達的光通凝量右半部摔：功率富為400蓋W管形怠高壓鈉瘡燈作泛光燈時骨球帶光通籍量曲線的一銹半，在暮小方格燥所確定的球師帶里，可長以計算出每千夠流明的光詞通量二遮光兵角——照癢明器的保絮護角用以衡量柏燈具保護抄人眼不受決光源耀眼南，又可保盒證工作面徐照度的一蒼個指標，未根據(jù)光源些產(chǎn)生的眩把光與人視織線角度的疏關系而設車計。照明器微的遮光運角是指燈絲式具出光謠口遮蔽藍光源發(fā)戀光體使蔽之完全胳看不見乎的方位致與水平廁線的夾成角。用α表示。1坐照明借器的特林性1)一址般照明器眨，指的是濁發(fā)光體(棕燈絲)最互邊緣點(室最低)與五燈具沿口絞的連線，牧與出光沿城口水平線芝的夾角。1情照明槽器的特千性α＝a爸rct既anh浪/rh－光源發(fā)遷光體中音心至照蠅明器出噸光沿口策平面的叼垂直距雜離，單向位為m煉mr－照明器的悶出光沿口橡平面的半盾徑或?qū)挾扔^的一半，屠單位為m猶mα－照明器億的遮光桃角，單朗位為(°)圖4-9咸一般桿型照明器弦的遮光角工程實踐遵證明：對酸照明質(zhì)量憶產(chǎn)生影響三的亮度值寨只要發(fā)生低在垂直角45°它~85°的范圍墳內(nèi)。照明器精的保護頸角越大穿，光分辮布就越寬窄，效江率也越傳低。由栽于照明勇器保護領角的實爽際意義償在于限貨制光源論的直射劇光，從濁而防止宗或限制搶直接眩濫光。一菜般照明堵器應選芒取15古°~梁30°張保護角組。1扣照明甲器的特斗性圖4-岸9蠢一般型蘆照明器映的遮光物角熒光燈，輪它本身的察表面亮度患低，不宜箏采用半透段明的擴散吧材料做成膠燈罩來限隸制眩光，貸而采用鋁誕合金(或不銹顧鋼)格柵來限旗制眩光。格柵的遮勝光角：定義為一焰?zhèn)€格片底邊看到咳下一格分片頂部的連線傅與水平線之間的夾潮角。1坑照明器的鹿特性圖4-1電0測格柵型照變明器的遮喝光角1載照明癢器的特譜性a－格柵開屬口的長者度，單傅位mmb－格柵開口泄的寬度，舒單位為m樹mh－格柵的高濫度，單位漿為mm圖4-1焦0塔格柵型照專明器的遮蓄光角長方形賓格柵三屋個遮光嗽角1部照明敏器的特穗性圖4-1越0撲格柵型照會明器的遮蠅光角格柵的鑒遮光角慮越大，巷光強分綠布越窄概，效率講越低；拋格柵的潤遮光角觸越小，尾光強分薪布越寬釋，效率氧越高，晉但防止吳眩光的作用變蜂弱。辦公室照骨明，格柵遮光角的相橫軸方向(垂直燈管)為45°，縱軸方向(沿燈管方向)為30°。商店照明圣的格柵遮集光角橫軸方伸向成25°，縱軸方向鄉(xiāng)豐成15°。三、照明救器效率1、定義釣：從一個范照明器三輸出的腳光通量ΦL與照明器駐內(nèi)含有的欺全部光源孔在無約束役條件下點腫燃時輸出小的總光通冤量ΦS之比，塑稱為照嬌明器效基率。用ηL表示，也悄稱為光通黑量輸出比干。1召照明器的四特性2、上射棄輸出比、稅下射輸出王比上射輸出披比下射輸出段比1帳照明器的汪特性ηL=ηD+ηU3、照顧明器各表部分對脖效率的論影響1潔照明村器的特肅性圖4-1真1陵照明器各朵部分對效瀉率的影響區(qū)域1忍：光線選能從高林壓經(jīng)玻補璃板B茅直接退射出燈她具的部中分，稱妨為直接徑出射光暫。區(qū)域2景：光線炭射向燈四殼內(nèi)部系殼體產(chǎn)閉生的雜滋散光，發(fā)無法起般到有效眾照明作崗用。區(qū)域3圖：高壓男光線射色向反射漏器R，拒經(jīng)反射鐮器反射普后，通當過前面貿(mào)玻璃板圣B再射沙出。4、提聰高照明慕器效率餐注意事帽項1蛛照明器的脖特性圖4-板11雄照篩明器各半部分對效率的喪影響1)裂盡量減治少區(qū)域議2，不爬使光線謎浪費在片殼體上枕。2)忙處理好哭玻璃板刺B與光筐線的相攻互位置投，一般氣使光線財對玻璃監(jiān)的入射攻角小于眾45°來，以增拾強光線挽的透過寨率。3)件增加區(qū)頓域1減疊少區(qū)域咬3，增溫加直接絞出射光男部分。4)減繪少區(qū)域2皮至零時，深區(qū)域3內(nèi)坑的光線全罪部反射向壟區(qū)域1中流，當反射后出來光線打的角度與構區(qū)域1的跟直接出射緊光角度完稈全吻合時尋，可獲得桃高的效率際。5、應用1)話敞口式胡照明器的許照明效率罰較高。取古決于三個嬌因素:敞口面滋積與燈講具控照違器(燈奇罩)內(nèi)酬表面面膚積之比弱，比值鳴越高，維效率越輩高；控照器內(nèi)韻表面反射釣比越大，危效率越高押；燈具形狀啦造成光在隙照明器內(nèi)易多次反射西，效率降捷低。2)梳格柵式燈撐具采用大戲網(wǎng)孔高格堡片的格柵俗，材料采最用拋光的逝鋁合金或敗不銹鋼，臭效率可高戀于70%溜。1彈照明洗器的特插性一、按衰照明器撫的用途斧分類(一)盾功能攤性照明砍器保護光筑源、提蒜高光效著、降低狂眩光裝飾效果(二)夜裝飾或性照明誘器美化環(huán)寫境、烘詠托氣氛顧，照明百器造型追和光線枯色澤照明器助效率、療限制眩捏光2蛙照明弄器的分介類二、按照切明器防觸嚇電保護方撲式分類照明器保燃護人身安存全的措施溝稱防觸電壟保護2慨照明局器的分純類照明器等級照明器主要性能應用說明0類依賴基本絕緣防止觸電，一旦絕緣失效，靠周圍環(huán)境提供保護，否則，易觸及部分和外殼會帶電

安全程度不高，適用于安全程度好的場合，如空氣干燥、塵埃少、木地板等條件下的吊燈、吸頂燈Ⅰ類除基本絕緣外，易觸及部分和外殼有接地裝置，一旦基本絕緣失效時，不致有危險

用于金屬外殼的照明器，如投光燈、路燈、家庭燈等Ⅱ類采用雙重絕緣或加強絕緣作為安全防護，無保護導線(地線)

絕緣性好，安全程度高，適用于環(huán)境差、人經(jīng)常觸摸的照明器，如臺燈、手提燈等Ⅲ類利用特低安全電壓（交流有效值不超過50V）,燈內(nèi)不會產(chǎn)生高于此值的電壓

安全程度最高，可用于惡劣環(huán)境，如機床工作燈、兒童用燈等照明器的搜防觸電?；糜褡o分類三、按杯照明器咱的防塵混、防水幣等分類特征字鞭母“I士P”后昌面跟兩堤個數(shù)字重表示第一個吃數(shù)字表怒示對人但、固體耕異物或?qū)m埃的剝防護能雁力；第二個數(shù)粒字表示對羽水的防護美能力。在防塵能慨力和防水鳥能力之間晨存在一定梅的依賴關礙系，有多培種配合。2翼照明器的斥分類四、按照既明器光通各量在空間梢的分布分蜂類又稱C嫂IE配小光分類2嚴照明器的臭分類按照明輛器光通牌量分類五、直接顆型照明器巾按距高比淡分類1、照呢明器的紐奉距高比照明器戲的距高兇比是指相鄰圓照明器之脅間的距離s與照呈明器到工闖作面的距客離h(即項照明器計續(xù)算高度)之比守，用λ表示好：λ創(chuàng)＝s/米h2、照明突器的允許少距高比指照明器瞧間距s與銀照明器計旗算高度h肝之比的最聯(lián)大允許值類。2念照明閑器的分其類ShACB圖4-婆12投半照眉度角與轟距高比2次照明除器的分蜘類布置照明怕器時使其廟距高比不幟大于允許啄距高比，覆工作面上鋼的照度比悔較均勻。距高比康取決于廢照明器薄的配光專曲線。半照度疤角3、直雀接型照泊明器按個最大允斑許距高餐比分類2船照明器的護分類直接型答照明器核按最大嗚允許距皮高比分間類六、按照繭明器結(jié)構閘特點分類2愈照明撤器的分祖類結(jié)構特點開啟型光源與外界空間直接接觸(無罩)閉合型透明罩將光源包合起來，但內(nèi)外空氣仍能自由流通密閉型透明罩固定處加嚴密封閉，與外界隔絕相當可靠，內(nèi)外空氣不能自由流通防爆型符合《防爆電氣設備制造檢驗規(guī)程》的要求，能安全地在有爆炸危險性介質(zhì)的場所使用。有安全型和隔爆型。安全型在正常運行時不產(chǎn)生火化電弧；或把正常運行時產(chǎn)生的火化電弧的部件放在獨立的隔爆室內(nèi)隔爆型在照明器的內(nèi)部產(chǎn)生爆炸時，火焰通過一定間隙的防爆面后，不會引起外部的爆炸防震型照明器采取防震措施，安裝在有震動的設施上按照明魯器結(jié)構表特點分框類七、按照縱明器安裝霸方式分類壁燈吸頂燈嵌入式半嵌入式吊燈地腳燈臺燈落地燈庭院燈道路廣旋場燈移動式課燈自動應急屆照明燈2劣照明腦器的分薄類一、按配劉光曲線選燃擇照明器二、按使揉用環(huán)境條追件選擇照過明器三、按遷經(jīng)濟效辣果選擇哈照明器3虜照明每器的選族用照明器的臣輸出光通姻量可根據(jù)遼照明器的坦配光特性作求得。一、積鄭分法照明器與各方向扛上的光千強可以史看作是拘垂直角θ和水平旗角φ的函數(shù)戲，記作漢I(θ,φ)4咽照明器輸徑出光通量蠻計算照明器射猜向點(θ,φ)的光強Iθ,φ：4塞照明蓮器輸出步光通量承計算dA-面患元的面積圖4-家13程照明翁器光通覺量的計轟算4胳照明令器輸出科光通量橫計算圖4-1湯3照旋明器光通嗽量的計算4煌照明計器輸出筍光通量堂計算若要計根算θ1~θ2和φ1~φ2內(nèi)的光疑通量當照明做器具有歷對稱配淘光特性注時，光箱強由Iθ,φ記成I(θ)或瞇Iθ【例4-棍1】已知某照漆明器配光已特性，求照明器腸輸出光通蘋量為