燈具的基本知識新

1、J Shao1J Shao燈具的基本知識燈具的基本知識J Shao2J Shao -不亮燈時:點綴空間,美化環(huán)境 成為室內(nèi)外重要的裝飾物(器件) 平衡重心,突出重點,協(xié)調(diào)環(huán)境 -亮燈時:創(chuàng)造環(huán)境(滿足心理感覺) 賞心悅目,表達意境 保持效率,提高效能 用心理量表達:亮暗,明快,朦朧等J Shao3J Shao 2.燈具的定義 由光源和照明附加組成的設(shè)備,主要用來重新分配光源光線和防止眼睛免受強光刺激.還包括固定和保護光源以及將其連接電源所必須的組件. 以上為IEC的定義,我國常將光源除外 J Shao4J Shao 3.燈具發(fā)出的光線的功能 1)照明功能:光線照明被照面,眼睛觀看被照面或被照明

2、空間,而不看燈的自身,亦稱此類燈具為照明器 2)信號功能:發(fā)出的光線很弱,不能用來照明其他物體,眼睛直接觀看光源和其發(fā)出的光線,用于傳遞信號(顏色和變化),亦稱信號燈 3)效果功能:用光的強弱,色彩和運動表現(xiàn)和創(chuàng)造氣氛,亦稱影視舞臺燈J Shao5J Shao 4.一個燈具的基本要求 安全要求:不傷及人生和環(huán)境安全的安全要求 性能要求:照明/信號/效果(光學(xué)性能) 壽命-表面處理,材料,緊固件,元器件 維護和保養(yǎng)方便 美學(xué)要求:外觀和造型 價格要求:性價比,物有所值J Shao6J Shao 5.燈具的安全要求 對有生命的(人/動植物):防觸電,防輻照 在燈具的整個壽命期內(nèi),在它適合的環(huán)境和使

3、用情況下不會喪失功能(如水,塵,搖動和拉拔等),也不會跌落等 對眼睛,皮膚,植物產(chǎn)生危害 對環(huán)境不會產(chǎn)生不安全:在啟動,運行和斷開時都是安全的 不會過熱,不會引爆外界氣體 不會損壞珍品J Shao7J Shao 6.燈具的性能要求 光的要求:不同的場所有不同的光線(照明,信號或效果)要求,就有不同的燈具和相應(yīng)的光強分布與之對應(yīng).如辦公室,道路,建筑立面等 壽命:除易損件外,應(yīng)有一定的工作周期,如工業(yè)燈的一代人,居室燈的室內(nèi)裝飾等.不老化,不變色,不喪失功能J Shao8J Shao 燈具維護和保養(yǎng)的方便 換光源,換電器附件,擦洗和清潔 7.燈具的美學(xué) 環(huán)境和風格結(jié)合,互相交融 白天和晚上的完美

4、 個性和共性的表現(xiàn) 8.價值和價格: 價格和能耗/節(jié)能 好的性價比J Shao9J Shao按其用途來分類:有民用燈具、工礦燈具、舞臺燈具、車船燈具、防 爆燈具和路燈燈具等倘若按其安裝方式來分類:有嵌入式、吸頂式、懸掛式、落地式和移 動式等按防觸電保護方式分類: 為了電氣安全,燈具所有帶電部分必須采用絕緣材料等加以隔離,燈具的 這種保護人身安全的措施稱為防觸電保護,根據(jù)防觸電保護方式，燈具可 分為0,I,和 4類 燈具的分類燈具的分類J Shao10J Shao燈具的防觸電保護分類燈具的防觸電保護分類 燈具等級 燈具主要性能應(yīng)用說明0類保護依賴基本絕緣一在易觸及的部分及外殼和帶電體間的絕緣適用

5、安全程度高的場合,且燈具安裝、維護方便.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,易觸及的部分及外殼有接地裝置,一旦基本絕緣失效時,不致有危險用于金屬外殼燈具,如投光燈、路燈、庭院燈等,提高安全程度類除基本絕緣,還有補充絕緣,做成雙重絕緣或加強絕緣,提高安全性絕緣性好,安全程度高,適用于環(huán)境差、人經(jīng)常觸摸的燈具,如臺燈、手提燈等類采用特低安全電壓(交流有效值50V),且燈內(nèi)不會產(chǎn)生高于此值的電壓燈具安全程度最高,用于惡劣環(huán)境,如機床工作燈、兒童用燈等J Shao11J Shao目前采用特征字母“IP后面跟兩個數(shù)字來表示燈具的防塵、防水等級;第1個數(shù)字表示對人、固體異物或

6、塵埃的防護能力,第二個數(shù)字表示對水 的防護能力;在防塵能力和防水能力之間存在一定的依賴關(guān)系，也就是說第一個數(shù)字 和第二個數(shù)宇間有一定的依存關(guān)系燈具的防塵、防水等級燈具的防塵、防水等級J Shao12J Shao防護等級特征字母防護等級特征字母IP后面數(shù)字的意義后面數(shù)字的意義第一位特征數(shù)字第一位特征數(shù)字第一位特征數(shù)字 說 明含 義標記0無防護沒有特別的防護1防護大于50mm的固體異物人體某一大面積部分,如手(但不防護有意識的接近),直徑大于50mm的固體異物2防護大于12mm的固體異物手指或類似物,長度不超過80mm、直徑大于12mm的固體異物3防護大于2.5mm的固體異物直徑或厚度大于2.5m

7、m的工具、電線等,直徑大于2.5mm的固體異物4防護大于1mm的固體異物厚度大于1mm的線材或條片,直徑大于1mm的固體異物5防塵不能完全防止灰塵進入,但進入量不能達到妨礙設(shè)備正常工作的程度6塵密無塵埃進入J Shao13J Shao防護等級特征字母防護等級特征字母IP后面數(shù)字的意義后面數(shù)字的意義第二位特征數(shù)字第二位特征數(shù)字第二位特征數(shù)字 說 明含 義標記0無防護沒有特別的防護1防滴滴水(垂直滴水)應(yīng)沒有影響2150防滴當外殼從正常位置傾斜不大于150以內(nèi)時,垂直滴水無有害影響3防淋水與垂直線成600范圍內(nèi)的淋水無影響4防飛濺水任何方向上的飛濺而來的水無有害影響5防噴射水任何方向上的噴射而來的

8、水無有害影響6防猛烈海浪經(jīng)猛烈海浪或經(jīng)猛烈噴水后,進入外殼的水量不致達到有害程度7防浸水浸入規(guī)定水壓的水中,經(jīng)規(guī)定時間后,進入外殼的水量不會達到有害程度8防潛水能按制造廠規(guī)定的要求長期潛水J Shao14J ShaoIP后兩數(shù)字可能的配合后兩數(shù)字可能的配合0123456780IP 00IP 01IP 021IP 10IP 11IP 122IP 20IP 21IP 22IP 233IP 30IP 31IP 32IP 33IP 344IP 40IP 41IP 42IP 43IP 445IP 50IP 54IP 556IP 60IP 65IP 66IP 67IP 68 第二位特征數(shù)字可能配合的組合第

9、一位特征數(shù)字J Shao15J Shao燈具按光通量分布分類燈具按光通量分布分類 根據(jù)燈具向上、下半個空間發(fā)出的光通量的比例來分類的方法; CIE 將一般室內(nèi)照明的燈具分成5類: 直接燈具、半直接燈具、全漫射(直接一間接)燈具、半間接燈具和間 接燈具 直接半直接漫射(直接-間接)半間接間接上0-1010-4040-6060-9090-100下100-9090-6060-4040-1010-90光通量分配()燈具類別光強分布J Shao16J Shao燈具按光束角分類燈具按光束角分類直接型燈具按光強分布分類直接型燈具按光強分布分類 針對帶有反射器的直接型燈具; 其光束的寬窄變化范圍大,有的非常集

10、中,向下直射,有的散布在整 個半空間; 按光束的寬窄,直接燈具又可分為特狹照型、狹照型、中照型(擴散 型或余弦型)、廣照型和特廣照型5種J Shao17J Shao燈具按光束角分類燈具按光束角分類投光燈按光束角分類投光燈按光束角分類 描寫投光燈光強分布采用V-H系統(tǒng); 對投光燈的光束角的定義是:在V=00 或(和)在H =00的截面內(nèi),光強為峰 值光強1/10的光束的夾角,燈具在 水平方向和垂直方向上的光束角有 可能不同投光燈的光束角在本例中,光束角為600J Shao18J Shao美國電氣制造聯(lián)合會(NEMA,National Electrical Manufactures Associa

11、tion) 根據(jù)光束角的大小將投光燈分成9種,如果某一投光燈具,它的光束性能用 H5V4表示,則說明它在水平方向的光束角在7101000的范圍內(nèi),而垂直方向 的光束角在470700的范圍內(nèi); 投光燈具的光束角越小,光投射的距離越遠燈具按光束角分類燈具按光束角分類投光燈的投光燈的NEMA分類分類NEMA號光束角(0)光束特性NN130寬J Shao19J Shao 1965年CIE路燈燈具分類是基于燈具的截光特性; 路燈燈具被分成截光型、半截光型和非截光型3種; 非截光型燈具不限制水平光,故眩光較厲害; 給出的光強值是指每1 000lm時的光強值,但不管光通量有多大,光強的最大值 不能超過1 0

12、00 cd燈具按光束角分類燈具按光束角分類路燈燈具按截光性能分類路燈燈具按截光性能分類峰值光強角的上限800900(0)截光型301065半截光型1005076非截光型不限-燈具類型 在下列方向允許的最大光強(cd/1000lm)J Shao20J ShaoC-g坐標系統(tǒng),適合于路燈及其室內(nèi)燈具燈具光強的空間分布J Shao21J Shao燈具光強的空間分布V-H坐標系統(tǒng),適合于室外燈具J Shao22J Shao空間坐標的平面描述直角坐標配光曲線極坐標配光曲線注:燈具兩個方向的表示為水平方向2700- 900,垂直方向為00- 1800J Shao23J Shao配光曲線數(shù)據(jù)處理如果知道一燈

13、具的配光曲線,在配光曲線上選擇一點,即知道這一燈具 在角度q時,相對于光源的光通量為1000lm情況下,燈具的光強值如有一套燈具總光通量為6000lm, 300方向時,配光曲線上查出的光強 值為300cd/1000lm實際的光強值為=(300*6000)/1000=1800cdJ Shao24J Shao對不密封的燈具,塵埃積集會對光輸出的程度有影響,有六中不同結(jié)構(gòu)燈具按維護性能分類燈具按維護性能分類分類燈具的上半部分情況燈具的下半部分情況是否有上射光光衰退的相對比較圖 例I敞開敞開有第三II敞開或用透明、半透明或不透明材料做成有開口部分,向上光通量15敞開或有格柵或格片有第一(最少)用透明、

14、半透明或不透明材料做成的有開口部分,向上光通量35有或沒有第六VI用透明、半透明或不透明材料做成的有向上開口部分,向上光通量35敞開,或透明、半透明、漫射燈罩有第五J Shao25J Shao燈具按安裝面材料分類燈具按安裝面材料分類燈具安裝的表面有可燃和不可燃兩種材料,按此特性將燈具分為兩類:只能安裝在不可燃表面的燈具和安裝在可燃表面的燈具,后者又稱防燃燈具,標記FJ Shao26J Shao特殊區(qū)域的照明要求和燈具選擇特殊區(qū)域的照明要求和燈具選擇 爆炸和火災(zāi)危險(在此,我們僅針對爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域進行介紹:) 爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域的照明要求 在許多工業(yè)中,存在著爆炸性危險區(qū)域.通常存在

15、易燃物質(zhì)、液體、蒸汽或煙霧的場所被定義為爆炸危險區(qū)域.存在爆炸危險區(qū)域的工業(yè)有:化學(xué)品廠、藥廠、煉油廠和電廠等. 在選擇燈具時,我們應(yīng)該清楚以下概念: 爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域分區(qū) 爆炸性氣體混合物的分級 爆炸性氣體混合物的溫度分組 防爆形式 防爆標志J Shao27J Shao爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域分區(qū) 根據(jù)爆炸性物質(zhì)出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間,爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域有不同的分區(qū): 這里所指的危險區(qū)域是指三維空間,不僅指水平面,還包括垂直面 IECCENELEC標準定義國家標準GB50058-92定義0區(qū)持續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)易燃氣體混合物的環(huán)境如:開放式儲存區(qū)連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的區(qū)

16、域1區(qū)每年1000小時存在爆炸性氣體混合物的區(qū)域如油缸、海上平臺在正常運行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境2區(qū)每年1-1000小時存在爆炸性氣體混合物的區(qū)域如:倉庫在正常運行時不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的區(qū)域或即使出現(xiàn)也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物3區(qū)無易燃物質(zhì)存在,正常運行時不會發(fā)生危險的環(huán)境 無易燃物質(zhì)存在,正常運行時不會發(fā)生危險的環(huán)境J Shao28J Shao爆炸性物質(zhì)的分類 爆炸性氣體混合物的分級 類別I 類II類III類環(huán)境礦井甲烷爆炸性氣體、蒸汽爆炸性粉塵、可燃性粉塵爆炸性氣體環(huán)境的氣體混合物可劃分為兩類:I類和II類I類指礦井甲烷,容許電氣設(shè)備存在,一般不用多作考慮I 類:

17、150o C ( 可能堆積粉塵時)450oC ( 防止堆積粉塵時)J Shao29J ShaoII類根據(jù)最大試驗安全間隙或最小點燃電流比又可分為IIA、IIB、IIC三個級別IIA指最低爆炸率,IIC指最高爆炸率最大試驗安全間隙最小點燃電流比 MESG (mm)(MICR)IMESG= 1.14MICR =1.0IA0.9 = MESG 1.140.8 MICR 1.0IB0.5 MESG0.90.45 = MICR = 0.8ICMESG = 0.5MICR 451T2t 300300t 450T3t 200200t 300T4t 135135t 200T5t 100100t 135T6t

18、8585 270T12200 T=270T13150 T 0.7色溫自然色3500-4500K顯色性好Ra=80其它要求長壽命電子鎮(zhèn)流器灰塵顆粒的數(shù)量1Class I 級2Class 10 級100Class 100級1000Class 1000 級10000Class 10000 級100000Class 100000級等級潔凈廠房的照明要求潔凈廠房的照明要求J Shao39J Shao使用燈具 1.按光線 (照明功能)要求來選擇 不同場所,有不同的照明要求,應(yīng)選擇不同的燈具,這樣才能達到節(jié)能的效果.包括以下幾點: 配光曲線 使用光源的功率,色溫和顯色性 燈具的眩光 發(fā)光口面的大小和形狀 J

19、 Shao40J Shao 相同照度及其分布可以用不同的光源和燈具加以組合后得到,原因是一個照明場所往往由不止一個燈具的貢獻,即每一個點上的照度大多由幾個燈具提供.因此光源和燈具的選擇顯得十分重要: 光源:選擇發(fā)光效率高,發(fā)光體亮度和線度合適,光色和色溫符合使用要求. 燈具:選擇配光符合要求,效率高,光源使用壽命長,表面亮度符合要求,燈具防護能力好和壽命長的產(chǎn)品. 下舉兩例:J Shao41J Shao舉例舉例1: 鐵路站臺鐵路站臺視覺作業(yè)內(nèi)容:候車 交談 安全 安保視覺作業(yè)要求:看清地面 行李 同行人和陌生人的衣著 動作和臉部表情看清人臉需要的照度: 距離(m) 4 5 6 8 10 12臉

20、部照度(lx) 0.8 1.0 1.2 1.9 2.7 4.0 臉部照度指臉部的垂直照度J Shao42J Shao作業(yè)需要的認知距離 關(guān)系 親密 熟悉 一般 提防 距離(m) 0.5 1.0 5 10 公共場所為保安需要,有安全感的距離在5m以上,因此 臉上的垂直照度需要4lx以上,按: 垂直照度/平均照度1:2來看,需要的水平照度約 8-12lxJ Shao43J Shao 需要的照度: CIE推薦的站臺水平照度 名稱 Eh(lx) Eh min/Eh ave GR 敞開,小站臺 10 0.25 50 敞開,中站臺 20 0.40 45 敞開,大站臺 50 0.40 45 有頂,小站臺與樓

21、梯 50 0.40 45 有頂,大站臺與樓梯 100 0.50 45 J Shao44J Shao IESNA推薦的站臺照度: 垂直照度: A級(30lx) 水平照度: A級(30lx) CIE推薦室外居住區(qū)的照度(保安): 半柱面照度5-10lx 約垂直照度8-15lx 由此可見,站臺是公共場所,照度值自然高于室外 居住區(qū)的照度.J Shao45J Shao 站臺的照明燈具的基本要求: 1)光源要求:顯色性好 Ra 80以上 色溫(冷白光) Tc4000K 功率估算: 若單燈照明面積10m10m 大站臺:50lx10mX10m=5000lm 需5000/0.7/0.7/80=150W 其中兩

22、個0.7:維護系數(shù)和燈具效率; 80:光源發(fā)光效率 (lm/w) 建議采用金屬鹵化物燈為光源J Shao46J Shao 2)配光要求 a)光源安裝方向:裸光源在垂直于燈管軸線的方向上的光強約1500cd,對于高度在4-4.5m的站臺來說,地面的照度為70lx,因此光源應(yīng)垂直于地面以減少光源直接光帶來的照度不均勻.J Shao47J Shaob)考慮到受照面上需要垂直照度和水平照度接近的要求(主要是照亮任何物的垂直面),所以燈具的配光應(yīng)是寬配光,即蝙蝠翼或更寬的配光.J Shao48J Shao 3)燈具的其它要求 a)外殼防護等級 :為防止灰塵和小蟲的侵入,需要密封的燈具,出光口面上有透明或

23、棱鏡的防護玻璃.外殼防護等級要求在IP54或以上,從而達到較好的維護系數(shù). b)燈具的外殼必須接地,是1類燈具.保證燈具的電氣安全. c)燈具的換光源的結(jié)構(gòu)必須簡單和快捷,密封圈的材料必須耐用.耐壓緊和耐老化. d)注意光源的直接光造成的眩光,建議使用有棱鏡的防護玻璃,減少眩光.J Shao49J Shao 舉例二舉例二: : 編組站的投光燈編組站的投光燈 視覺作業(yè)內(nèi)容:觀察,了解和處理情況 視覺作業(yè)要求:看清在編組的車輛和軌道上 的障礙物和駕駛機插車車輛. 看清軌道,車輛和障礙物的基本要求: 1)障礙物或觀察對象(包括對方車輛)的顏色較深,不易與背景分辯,但體積較大; 2)環(huán)境空曠,周圍反射不好; 3)車輛在運動,有一定的速度; 4)盡量減少來自燈具的眩光干擾.J Shao50J Shao 1).照明要求: (1)照度要求: CIE:平面和減速編組站:10-15lx 駝峰編組站:20-50lx IESNA:平面和減速編組站:水平20,垂直 照度5lx 駝峰編組站:水平照度30,垂直照度100lx (2)眩光:CIE要求:GR45J Shao51J Shao 2).燈具的安裝條件: 安裝高度:10-12m的龍門架上; 兩龍門的距離在100m以上; 每條鐵軌上面一個投光燈. 3)燈具的光度要求: 如只有一個燈具貢獻,那么燈