第12章 建筑照明系統(tǒng).ppt

1、第12章 建筑照明系統(tǒng),第一節(jié) 照明的基本知識(shí) 第二節(jié) 照明光源與燈具 第三節(jié) 電氣照明使用中常見故障及排除 本章小結(jié) 課后習(xí)題,下一頁,返回,第七章 電氣照明,本章要點(diǎn): 通過本章學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解照明基本物理量，掌握常用電光源與燈具的選用，了解電氣照明供電線路的布置，熟悉室內(nèi)照明線路的敷設(shè)方式。,上一頁,返回,第一節(jié) 照明的基本知識(shí),照明是以光學(xué)為基礎(chǔ)的，同時(shí)要從光學(xué)的角度來考慮電氣照明的基本要求，使得照明滿足生產(chǎn)和生活的需要，為此要對(duì)有關(guān)光學(xué)的幾個(gè)物理量有所了解。 一、基本物理量 1.光通量 一個(gè)光源不斷地向周圍輻射能量，在輻射的能量中，有一部分能量使人的視覺產(chǎn)生光的感覺。光源在單位時(shí)間

2、內(nèi)，向周圍空間輻射的使視覺產(chǎn)生光感覺的能量的總和，稱為光通量，用表示，單位是流明(lm) 。,下一頁,返回,第一節(jié) 照明的基本知識(shí),光源消耗1W電功率所發(fā)出的光通量 ，稱為電光源的發(fā)光效率，單位是流明瓦(lm/W)。 通常，白熾燈的發(fā)光效率為10 20 lm/ W;熒光燈為50 60 lm/ W;高壓水銀燈為40 60 lm/W;高壓鈉燈為80140 lm/W;發(fā)光效率是研究光源和選擇光源的重要指標(biāo)之一。 2.照度 照度是表示物體被照亮的程度的物理量。當(dāng)光通量投射到物體表面時(shí)，可以把表面照亮，照度E就是照射到物體表面的光通量，與物體表面面積s的比值，即 照度的單位是勒克斯(lx)，面積的單位是

3、平方米(m2)。若被照面積是1 m2 ，照射的光通量是1 lm，則被照面上的照度就是1 lx。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié) 照明的基本知識(shí),二、照明質(zhì)量的基本要求 衡量照明質(zhì)量的好壞，主要有以下幾個(gè)方面。 1.照度均勻 如果在被照面上照度不均勻，當(dāng)人的眼睛從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面時(shí)，就需要一個(gè)適應(yīng)過程，從而導(dǎo)致視覺疲勞。因此，為了使工作面上的照度均勻，在進(jìn)行照明計(jì)算時(shí)，必須合理地布置燈具。 2.照度合理 為了保證必要的視覺條件，提高工作效率，應(yīng)根據(jù)建筑規(guī)模、空間尺度、服務(wù)對(duì)象、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等條件，選擇適當(dāng)?shù)恼斩戎?。在各類建筑中，工作面上的照度值可以按?-1推薦照度值選取。,上一頁,下一頁,返

4、回,第一節(jié) 照明的基本知識(shí),3.眩光 視野中由于不適宜亮度分布，或在空間或時(shí)間上存在極端的亮度對(duì)比，以致引起視覺不舒適和降低物體可見度的視覺條件，稱為眩光。眩光使人厭惡、不舒服，也有可能產(chǎn)生視覺疲勞。因此，必須采取相應(yīng)的措施來限制眩光。一般可以采用限制光源的亮度，降低燈具表面的亮度，也可以通過正確選擇燈具，合理布置燈具的位置，并選擇適當(dāng)?shù)膽覓旄叨葋硐拗蒲９?。?dāng)照明燈具懸掛高度增加，眩光作用就可以減小。照明燈具距地面的最低懸掛高度規(guī)定見表72。 4.光源的顯色性 在采用電氣照明時(shí)，如果一切物體表面的顏色基本保持原來的顏色，這種光源的顯色性就好。反之，在光源照射下，物體的顏色發(fā)生了很大的變化，這種

5、光源的顯色性就差。在需要正確辨別色彩的場所，應(yīng)采用顯色性好的光源，如白熾燈、日光燈是顯色性較好的光源，而高壓水銀燈的顯色性差。照明質(zhì)量的好壞，除上述諸因素外，還需考慮照度的穩(wěn)定性，消除頻閃效應(yīng)等。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié) 照明的基本知識(shí),三、照明方式 房屋的照明可分為正常照明和事故照明兩大類。 1.正常照明 正常照明是滿足一般生產(chǎn)、生活需要的照明。正常照明有三種照明方式。 1)一般照明 一般照明又稱為總體照明，可以使整個(gè)房屋內(nèi)都具有一定的照度。如教室、閱覽室等都宜采用一般照明。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié) 照明的基本知識(shí),2)局部照明 局部照明是為滿足局部區(qū)域高照度的要求，單獨(dú)為該區(qū)域

6、設(shè)置照明燈具的一種照明方式。局部照明又有固定式和移動(dòng)式兩種。固定式局部照明的燈具是固定安裝的;移動(dòng)式局部照明燈具可以移動(dòng)。為了人身安全，移動(dòng)式局部照明燈具的工作電壓不得超過:36 V。如檢修設(shè)備時(shí)供臨時(shí)照明用的手提燈。 3)混合照明 由一般照明和局部照明組成的照明方式，稱為混合照明。在整個(gè)工作場所采用一般照明，對(duì)于局部工作區(qū)域采用局部照明，以滿足各種工作面的照度要求。這種照明方式，在工業(yè)廠房中應(yīng)用較多。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié) 照明的基本知識(shí),2.事故照明 在正常照明突然停電的情況下，供繼續(xù)工作和使人員安全通行的照明，稱為事故照明。 如醫(yī)院的手術(shù)室、急救室、大型影劇院等都需要設(shè)置事故照明

7、。 事故照明應(yīng)采用白熾燈或碘鎢燈等能瞬時(shí)點(diǎn)燃的光源。當(dāng)事故照明作為工作照明的一部分而經(jīng)常點(diǎn)燃，且不需切換電源時(shí)，可采用其他光源。用于繼續(xù)工作的事故照明，在工作面上的照度不得低于一般照明推薦照度的1000;用于人員疏散的事故照明，其照度不應(yīng)低于0. 1 lx,上一頁,返回,第二節(jié) 照明光源與燈具,一、電光源 目前，電氣照明采用的電光源可分為兩大類:一類是熱輻射光源，如白熾燈、碘鎢燈;另一類是氣體放電光源，如熒光燈、高壓水銀燈、氛燈等。下面介紹幾種在生產(chǎn)和生活中常用的電光源。 1.白熾燈 白熾燈主要是由燈頭、燈絲、玻璃泡組成，如圖7-1所示。燈絲用高熔點(diǎn)的鎢絲材料繞制而成，并封入玻璃泡內(nèi)，玻璃泡內(nèi)

8、抽成真空后，再充入惰性氣體氫或氮，以提高燈泡的使用壽命。當(dāng)電流通過燈絲時(shí)，由于電流的熱效應(yīng)，使之達(dá)到白熾而發(fā)光。由于白熾燈的結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用方便、便于調(diào)光、啟動(dòng)迅速等優(yōu)點(diǎn)，因此它是當(dāng)前廣泛使用的一種電光源。白熾燈的主要缺點(diǎn)是發(fā)光效率低、壽命短。其主要原因是白熾燈泡在工作時(shí)，鎢絲不斷蒸發(fā)，使燈絲截面越來越細(xì)，久而久之便使鎢絲熔斷。,下一頁,返回,第二節(jié) 照明光源與燈具,同時(shí)，蒸發(fā)的鎢還會(huì)使玻璃泡內(nèi)壁變黑，使燈泡的發(fā)光效率降低。 2.碘鎢燈 在玻璃管內(nèi)充入適量的氫氣和碘，形成碘鎢燈。碘鎢燈的結(jié)構(gòu)如 圖7-2所示，燈管用耐高溫的石英玻璃制成，螺旋狀燈絲由支架支撐裝設(shè)在燈管的軸線上，燈管兩端用鑰

9、箔與石英玻璃管密封，由兩端引出電極。燈絲點(diǎn)燃后，燈絲在高溫下工作，蒸發(fā)出來的鎢在管壁附近較低溫處與碘化合成碘化鎢，當(dāng)?shù)饣u向管心擴(kuò)散時(shí)，移到燈絲附近，受高溫而分解為鎢和碘，于是，鎢回到燈絲上，碘原子重新向管壁擴(kuò)散。由此可見，碘的作用是把蒸發(fā)出來的鎢不斷送回?zé)艚z，這樣便延長了燈絲的壽命，避免了管壁發(fā)黑。由于管內(nèi)的工作溫度高，輻射的可見光成分大，而且管壁不易變黑，提高了管壁的透光率。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 照明光源與燈具,從以上分析可知，碘鎢燈與白熾燈相比，發(fā)光效率大大提高。 碘鎢燈具有體積小、壽命長、發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。碘鎢燈使用時(shí)，應(yīng)使燈管保持水平，最大傾斜角不大于4

10、5，否則將使燈管壽命縮短。 3.熒光燈 熒光燈又稱為日光燈，是目前廣泛使用的一種電光源。熒光燈電路由燈管、鎮(zhèn)流器、起輝器三個(gè)主要部件組成，如圖7-3所示。圖7-3 ( a )為鎮(zhèn)流器只有一個(gè)主線圈的熒光燈電路。圖7-3 ( b )為鎮(zhèn)流器具有一個(gè)主線圈和一個(gè)副線圈的熒光燈電路。副線圈的作用是熒光燈起輝時(shí)，副線圈中瞬間產(chǎn)生一部分感應(yīng)電壓，與主線圈中的感應(yīng)電壓、電源電壓共同作用后，幫助熒光燈盡快點(diǎn)燃。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 照明光源與燈具,熒光燈正常工作時(shí)，副線圈中不通過電流。在使用時(shí)，主、副線圈的接頭不能接錯(cuò)，否則將燒壞燈管或鎮(zhèn)流器。 燈管的結(jié)構(gòu)是在玻璃燈管的兩端各裝有鎢絲電極，電極與兩

11、根引入線焊接，并固定在玻璃柱上，引入線與燈帽的兩個(gè)燈腳連接。燈管內(nèi)壁均勻地涂一層熒光粉，管內(nèi)抽成真空并充入少量汞和惰性氣體氫，如圖7-4 ( a)所示。鎮(zhèn)流器是一個(gè)具有鐵芯的線圈，自感系數(shù)較大。起輝器的結(jié)構(gòu)是在一個(gè)充有氖氣的玻璃泡中裝有固定的靜觸片和雙金屬片制成的U形動(dòng)觸片，如圖7-4 ( b)所示。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 照明光源與燈具,熒光燈電路的工作原理是:當(dāng)接通電源后，電源電壓加在起輝器的動(dòng)觸片和靜觸片之間，由于電極間的間隙小，使泡內(nèi)的氖氣產(chǎn)生輝光放電，其熱量使雙金屬片伸張，并與靜觸片接通，使燈管燈絲通過電流而被加熱，發(fā)射出大量電子。這時(shí)由于起輝器的動(dòng)、靜觸片接通，輝光放電消失

12、，雙金屬片冷卻后恢復(fù)原狀，使動(dòng)、靜觸片斷開，電路的電流被突然切斷，鎮(zhèn)流器的線圈中瞬間產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)與電源電壓疊加，形成一個(gè)高電壓加在燈管的兩端，因管內(nèi)存在大量電子，在高電壓作用下，使氣體擊穿，隨后在較低電壓作用下維持放電狀態(tài)而形成電流通路，這時(shí)，鎮(zhèn)流器由于本身的阻抗，產(chǎn)生較大的電壓降，使燈管兩端維持較低的工作電壓。 當(dāng)燈管兩極放電時(shí)，管內(nèi)汞原子受到電子的碰撞，激發(fā)產(chǎn)生紫外線，照射到燈管內(nèi)壁的熒光粉上，發(fā)出近乎白色的可見光。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 照明光源與燈具,熒光燈的主要優(yōu)點(diǎn)是發(fā)光效率高(一般可達(dá)5060 lm/W)、壽命長、光色柔和等，因此得到廣泛應(yīng)用。熒光燈在使用過程中應(yīng)注意

13、以下幾點(diǎn): (1)熒光燈工作時(shí)環(huán)境溫度過高或過低都會(huì)造成起輝困難和發(fā)光效率降低，其適宜的工作溫度為18 0C 250 0C 。 (2)熒光燈不宜頻繁啟動(dòng)。 (3)熒光燈的發(fā)光是隨交流電的變化周期性地閃爍，這種現(xiàn)象稱為頻閃效應(yīng)。如果在用熒光燈照明的場所有轉(zhuǎn)動(dòng)物體，轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率又正好是燈光周期變化的整數(shù)倍時(shí)，則轉(zhuǎn)動(dòng)的物體看上去好像是靜止的，這種錯(cuò)誤判斷容易造成人身事故，所以，在機(jī)加工車間一般不宜采用熒光燈照明。 (4)燈管必須與相應(yīng)規(guī)格的鎮(zhèn)流器、起輝器配套使用。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 照明光源與燈具,4.熒光高壓水銀燈 高壓水銀燈的主要構(gòu)成部分是涂有熒光粉的玻璃管殼和放電管。放電管內(nèi)裝有主電

14、極E1、 E2和輔助電極E3，并在放電管內(nèi)充入適量的水銀和氫氣。在玻璃管殼內(nèi)裝有與輔助電極相串聯(lián)的附加電阻和電極引線。玻璃管殼與放電管之間抽成真空并充入少量惰性氣體。高壓水銀燈的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖7-5所示。 高壓水銀燈工作原理是:當(dāng)電路接通電源時(shí)，主電極E1和輔助電極E3首先被擊穿，發(fā)生輝光放電，產(chǎn)生大量的電子和離子，在兩主電極電場的作用下，很快發(fā)展到兩主電極之間的弧光放電。輔助電極上因串有一個(gè)較大的附加電阻，所以，兩主電極開始放電后，E1和E2之間停止放電。由于主電極之間放電，使放電管內(nèi)的水銀逐漸氣化，并產(chǎn)生大氣壓，直到壓力達(dá)1 3個(gè)大氣壓。高壓水銀放電產(chǎn)生的紫外線照射玻璃殼內(nèi)表面的熒光粉

15、而發(fā)出熒光，所以，稱為熒光高壓水銀燈。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 照明光源與燈具,熒光高壓水銀燈的主要特點(diǎn)是: (1)發(fā)光效率高，使用壽命長，但顯色性差。一般主要用于道路、廣場等大面積場合的照明。 (2)熒光高壓水銀燈不宜用于頻繁開關(guān)的場所，其主要原因是燈熄滅后，由于放電管仍保持較高的蒸氣壓力，不能立即重新點(diǎn)燃，必須經(jīng)過510 min的冷卻，管內(nèi)的水銀蒸氣凝結(jié)后才能再次點(diǎn)燃。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新型電光源不斷出現(xiàn)。如高壓鈉燈、氛燈、鈉銘鋼燈等，它們的發(fā)光原理都很有特色，其結(jié)構(gòu)和工作原理各異，見表7-3 。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 照明光源與燈具,二、燈具 燈具是對(duì)光源發(fā)出的光線

16、進(jìn)行再分配的裝置。由于光源發(fā)出的光線向四周輻射，得不到很好的利用，經(jīng)濟(jì)上是一種損失，同時(shí)，光線太強(qiáng)，還會(huì)產(chǎn)生耀眼的眩光，所以，常常在光源上加裝燈罩，使光線按需要進(jìn)行分布。燈具還具有固定光源，保護(hù)光源，同時(shí)起到裝飾、美化建筑物的作用。 按照光通量重新分配的情況不同，燈具可分為下列幾種形式。 1.燈具的分類 1)直射照明 能使90%以上的光通量向下投射，使大部分光線集中到工作面上的燈具。例如，用于工廠的深照型燈具。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 照明光源與燈具,2)半直射照明 使60%以上的光通量向下投射，這種燈具雖不如直射照明的光通量向下集中，但是由于增加了天棚、墻壁的擴(kuò)散光，全室較明亮，陰影變

17、淡。例如，家庭用的塑料碗形燈。 3)漫射式照明 投射到周圍空間各個(gè)方向的光通量大致相同，例如乳白玻璃圓球燈。 4)間接照明 使90%以上的光線向上投射到天棚、墻壁或特種反射器上面，然后反射到被照面上，采用這種照明時(shí)對(duì)天棚和墻面要求較高。間接照明時(shí)光的利用率低，但是，照明光線柔和，陰影基本被消除。例如，金屬制反射型吊燈、金屬制反射型壁燈等。 幾種常用的照明燈具形式，如圖7-6所示。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 照明光源與燈具,2.燈具的安裝 在選用燈具時(shí)，除了選用燈具的形式外，還應(yīng)正確選用安裝方式，建筑物燈具的安裝方式通常有下列幾種。 1)吸頂式 將照明燈具直接安裝在天棚上，稱為吸頂式，如圖7

18、-7 ( a)所示。為了防止眩光，常采用乳白玻璃吸頂燈或乳白塑料吸頂燈。 2)嵌入式 將照明燈具嵌入天棚內(nèi)的安裝方式，稱為嵌入式，如圖7-7 (b)所示。具有吊頂?shù)姆块g常采用嵌入式。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié) 照明光源與燈具,3)懸掛式 用軟導(dǎo)線、鏈子等將燈具從天棚處吊下來的方式，稱為懸掛式，如 圖7-7 (c)所示。懸掛式在一般照明中是應(yīng)用較多的一種安裝方式。 4)壁裝式 用托架將燈具直接安裝在墻壁上的方式，稱為壁裝式，如圖7-7 ( d)所示。壁裝式照明燈具主要作為裝飾之用，兼作局部照明，是一種輔助性照明。 除上述常用照明形式和安裝方式外，為適應(yīng)特殊環(huán)境的需要，還有一些特殊的照明燈具，如防水燈具、防爆燈具等。,上一頁,返回,第