第13章建筑電氣照明

第十三章

建筑電氣照明朱佳音-mail:zhujiayin1234@163.com

1主要內(nèi)容2第一節(jié)照明基本知識第二節(jié)光源和燈具第三節(jié)照明設計第四節(jié)照明設計圖紙

基本知識與所有物質(zhì)一樣，光也是一種物質(zhì)，是物質(zhì)的一種存在形式，是能引起視覺的輻射能，它以電磁波的形式在空間傳播?？梢姽獾牟ㄩL在380~780納米(nm)范圍內(nèi)，不同波長的光給人的顏色感覺不同。光譜光源輻射的光往往由許多波長的單色光組成，把光線中不同強度的單色光按波長長短依次排列，稱為光源的光譜。3第一節(jié)照明基本知識一、相對視度KA由于人眼對不同波長的可見光有不同的靈敏度，故輻射能量相同的不同波長的可見光看起來明暗程度不同。某一波長的單色光在人眼中能形成視覺的程度稱相對視度KA。不同波長的單色光KA值不同。相對視度曲線（又稱光譜光效率）可以衡量不同波長光的視覺效果。4二、光電度量單位1.光通量指光源在單位時間內(nèi)向周圍空間輻射出去的、能引起光感的電磁能量大小。常用F表示，單位名稱流明（1m）。光通連量是光流的時間速率概念，流明用來描述發(fā)光體發(fā)出的光量多少的單位?？砂聪率接嬎悖海?3-1）式中：波長為的光的光通量（1m）；：波長為的光的相對視度；：波長為的光的輻射功率（W）。多色光的光通量為所含單色光的光通量之和，即：52.發(fā)光強度（簡稱光強）是指光源在某一特定方向上，單位立體角（單位示面度sr）內(nèi)的光通量，常用符號I表示，單位為坎德拉（cd）。光強與光通量的關系如下：

（1）對于向各方向均勻發(fā)射光通量的發(fā)光體（13-3）（2）對于各種不同形狀的均勻發(fā)光體：

（3）向各方向不均勻發(fā)射光通量的發(fā)光體，在各方向上的光強不同。63.照度指物體表面所得到的光通量與該物體表面積的比值，用E表示，單位為勒克斯（lx）。照度用來表示被照面上光的強弱，以入射光通量的面密度表示：1lx=1lm/1m2。照度與光通量的關系為：當被照面積S上光通量均勻分布時，則E=F/S當被照面積S上的光通量分布不均勻時，則E=dF/ds點光源在按照面S2上產(chǎn)生的照度：

7一些情況下照度值被照物體表面照度值（lx）無月夜晚的地面上0.002月夜里的地面上0.2中午太陽光下的地面上100000晴天室外太陽散射光(非直射)下的地面上1000白天采光良好的室內(nèi)100～5008《建筑照明設計標準》GB50034-2004房間或場所參考平面及其高度照度標準值（lx）UGRRa普通辦公室0.75m水平面3001980高檔辦公室0.75m水平面5001980會議室0.75m水平面3001980接待室、前臺0.75m水平面300—80營業(yè)廳0.75m水平面3002280設計室實際工作面5001980文件整理、復印、發(fā)行室0.75m水平面300—80資料、檔案室0.75m水平面200—80表1辦公建筑照明標準值(P16-表5.1.1)94.亮度是指表面某一視線方向的單位投影面上所發(fā)出或反射的發(fā)光強度，常用符號L表示，單位為cd/m2。亮度具有方向性。只有一定亮度的表面才可在人眼中形成視覺。5、面發(fā)光度—光的出射度（光度）

是指發(fā)光表面單位面積發(fā)出的光通量，常用符號M表示，單位為輻射勒克斯（rlx）：1rlx=1lm/m2.光的出射度和照度具有相同的量綱，區(qū)別在于出射度表示發(fā)光體發(fā)出的光通量，而照度表示被照面所接受的光通量。10三、材料的光學性質(zhì)1、光的反射、透射和吸收光通量F照射到物體上，其中一部分被反射（）、一部分被吸收（Fa），其余被透射。根據(jù)能量守恒定律三者之間關系式為：(13-7)2.光線的分布光線經(jīng)物體的反射和透射后的分布情況不同。11照明種類：工作照明事故照明當工作照明由于電氣事故而斷電后，為了繼續(xù)工作或從房間內(nèi)疏散人員而設置的照明。值班照明在非生產(chǎn)時間內(nèi)為了保護建筑物及生產(chǎn)的安全，供值班人員使用的照明。障礙照明裝設在建筑物上作為障礙標志用的照明。裝飾照明裝飾照明是為美化和裝飾某一特定空間而設置的照明。藝術照明藝術照明是通過運用不同的燈具、不同的投光角度和不同的光色制造出一種特定空間氣氛的照明。12第二節(jié)光源和燈具一、電光源（一）電光源的分類按工作原理分為熱輻射光源、氣體放電光源。（二）電光源的主要特性（三）常用電光源1.白熾燈2.鹵鎢燈3.熒光燈13電光源的分類及參數(shù)熱輻射光源是當物體受熱且熱能足夠大，使原子或分子發(fā)生激烈的相互碰撞而激發(fā)產(chǎn)生的光的發(fā)射。屬于熱輻射光源的燈有白熾燈、鹵鎢燈。14氣體放電光源放電是指在電場作用下，載流子在氣體(或蒸氣)中產(chǎn)生和運動，而使電流通過氣體(或蒸氣)的過程。這個過程導致光的發(fā)射，可作為光源，即放電光源。這種光源具有發(fā)光效率高、使用壽命長等特點，很有發(fā)展前途。種類（按放電媒質(zhì)分）氣體放電燈。是利用氣體中的放電發(fā)光，例如氙燈、氖燈等。金屬蒸氣燈。是利用金屬蒸氣(如汞蒸氣、鈉蒸氣等)中的放電，而主要由金屬蒸氣產(chǎn)生光，例如汞燈、鈉燈等。15按放電形式分：輝光放電燈。這種燈由輝光放電產(chǎn)生光。放電要有陽極和陰極。放電時，陰極溫度不高，但要有足夠的電子發(fā)射，又叫冷陰極燈?；」夥烹姛簟Ｊ怯苫」夥烹姰a(chǎn)生光。陰極工作在較高的溫度下，又叫熱陰極燈，如熒光燈、汞燈、鈉燈等。氣體放電光源16白熾燈

鹵鎢燈

熒光燈

高壓氣體放電燈金屬鹵化物燈

氙燈

常用電光源17靠電能將燈絲加熱到白熾狀態(tài)而發(fā)光。它主要由玻璃外殼、燈絲、支架、引線和燈頭組成。燈絲一般都用鎢絲制成。白熾燈的發(fā)光原理就是當鎢絲通過電流時，產(chǎn)生大量的熱，使燈絲溫度升高到白熾的程度(2400～3000K)而發(fā)光。鎢絲白熾燈的發(fā)光效率比較低，一般僅有10lm／W左右。白熾燈18鹵鎢燈鹵鎢燈除在燈泡內(nèi)充入惰性氣體外還充入有少量的鹵族元素(氟、氯、溴、碘)，這樣對防止玻殼黑化具有較高的效能。燈的光效比普通白熾燈有顯著的提高(約為18~21lm／W)。19熒光燈屬于放電光源，是靠低壓汞蒸氣放電，利用放電過程中的電致發(fā)光和熒光質(zhì)的光致發(fā)光，形成光源。它的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、價格便宜并且發(fā)光效率高、光色好、壽命長。常見的普通熒光燈是圓形截面的直長玻璃管子。在管子兩端各放一個電極。熒光燈需要鎮(zhèn)流器和啟輝器才能正常工作。額定啟動電流是啟動時預熱燈絲的電流，它比額定工作電流大。熒光燈20圖4.5熒光燈的接線圖21高壓汞燈高壓汞燈又名高壓水銀燈，它是靠高壓汞蒸氣放電而發(fā)光。這里所說的“高壓”是指工作狀態(tài)下的氣體壓力為1～5個大氣壓，以區(qū)別于一般低壓熒光燈。高壓汞燈的優(yōu)點是光效高、壽命長、省電、耐震。高壓汞燈的結(jié)構(gòu)分外鎮(zhèn)流高壓汞燈和自鎮(zhèn)流高壓汞燈兩種。高壓汞燈的光色為淡藍－綠色，缺乏紅色成分鈉燈鈉燈具有省電、光效高、透霧能力強等特點。鈉燈分為高壓鈉燈和低壓鈉燈。高壓氣體放電燈22二、燈具（一）控照器控照器一般為金屬、玻璃或塑料制成。按照控照器的光學性質(zhì)可分為反射型、折射型和透射型等多種類型?？卣掌髦饕匦园ㄅ涔馇€、光效率和保護角。第二節(jié)光源和燈具23控照器的保護角指控照器開口邊緣與發(fā)光體（燈絲）最遠邊緣的連線與水平線之間的夾角，即控照順遮擋光源的角度，用下式確定：

(13-8)式中h:發(fā)光體（燈絲）至按照器下緣高差（mm）；

c:控照下緣與發(fā)光體（燈絲）下緣最遠邊緣水平距離（mm）。第二節(jié)光源和燈具24（二）燈具的分類燈具分類方法有多種：按光源分為白熾燈、鹵鎢燈和熒光燈等；1.按光源數(shù)目可分為普遍燈具、組合花燈燈具；2.按控照結(jié)構(gòu)的密封程度有開啟式燈具、防護式燈具、密閉式燈具和防爆燈具；3.按配光曲線有直射型燈具、半直射型燈具、漫射型燈具、反射型燈具和半反射型燈具。按照配光曲線的形狀又可分為廣照型、均勻配照型、配照型、深照型和特深照型5種。4.按材料的光學性能又可分為反射型燈罩、折射型燈罩和透射型燈罩。5.按安裝方式分為自在器線吊式（CP）、固定線吊式（CP1）、防水線吊式（CP2）、人字線吊式（CP3）、桿吊式（P）、鏈吊式（CH）、座燈式（CL）、吸頂式（S）、壁式（W）或嵌入式（R）等。25（三）發(fā)光裝置發(fā)光裝置是把照明燈具與室內(nèi)建筑或裝飾組合為一體，形成具有照明功能的室內(nèi)建筑或裝飾體，是一種需要與土建工程同時設計、同時施工，形成統(tǒng)一整體的照明設施。發(fā)光裝置的特點是將光源的發(fā)光表面擴大，使整個受照面照度均勻、陰影淡薄，消除了直接眩光，消弱了反射眩光，使整個建筑空間內(nèi)形成一種寧靜安逸的照明氣氛。但是，如果采用不同形式的頂棚配合不同形式的燈具，則可以形成各種不同的照明環(huán)境。第二節(jié)光源和燈具26三、照明電源和燈具的選擇（一）照明光源的選擇室內(nèi)電光源應根據(jù)使用場所的不同合理地選擇光源的光效、顯色性、壽命、啟動點燃和再啟燃時間等光電特性指標、環(huán)境條件對光源光電參數(shù)的影響、建筑功能特點及對照明可靠性的要求、設備檔次、長年運行費用，以及電源電壓等因素，確定光源的類型、功率、電壓的數(shù)量，應優(yōu)先采用高光效光源和高效燈具。第二節(jié)光源和燈具27（二）燈具的選擇一種光源的經(jīng)濟性比較法可用下式確定：（13-9）式中C：光源在壽命期內(nèi)單位時間、單位光通量所需的費用（元/1m·h）；

C1：燈泡的價格（元）；

F：光源的總光通量（1m）；

T：燈泡的平均壽命（h）；

Fp：燈泡壽命期內(nèi)耗用的電費（元）。第二節(jié)光源和燈具28

（13-10）式中W1：燈泡的輸入功率（W）；

WB：鎮(zhèn)流器的損耗功率（W）；

f：電費單價（元/kWh）。燈具滿足使用性要求，是指結(jié)合環(huán)境條件、建筑結(jié)構(gòu)情況等安裝使用中的各種因素。燈具滿足功能性要求，是指根據(jù)不同的建筑功能，恰當確定燈具的光、色、型、體和布置，合理運用光照的方向性、光色的多樣性、照度的層次性和光點的連續(xù)性等技術手段，可起到渲染建筑、烘托環(huán)境和滿足各種不同需要及要求。29四、燈具的布置（一）燈具的豎向布置（二）燈具的平面布置應周密考慮光的投射方向、工作面的照度、反射眩光和直射眩光、照明均勻性、視野內(nèi)各平面的亮度分布、陰影、照明裝置的安裝功率和初次投資、用電的安全性、維護管理的方便性等因素。第二節(jié)光源和燈具30第三節(jié)照明設計一、照明種類（一）視覺照明為保證生活、工作和生產(chǎn)活動的正常進行，在人眼中必須形成對周圍事物的足夠視覺，滿足人們視覺需要?？煞譃檎Ｕ彰?、事故照明、障礙照明、警衛(wèi)值班照明。（二）氣氛照明是指在特定的環(huán)境和場所，用于創(chuàng)造和渲染某種與人們當時所從事活動相適應的氣氛，以滿足人們心理和生理上的要求。這類照明又可分為建筑彩燈、專用彩燈和裝飾照明等。31二、照度計算在照明計算中首先是制定合理的照明標準，然后進行照明計算。在建筑照明設計中的照明計算中采用照度作為基本照明度量單位。計算程序有兩種：（1）已知照明系統(tǒng)和照度標準，求所需光源的功率和總功率。用以進行照明的設計；（2）已知照明系統(tǒng)和光源的功率與總功率，求在某點產(chǎn)生的照度。用以進行照明的驗算。上述各種計算方法若按計算參數(shù)的具體形式劃分，可歸納為平均照度計算和點照度計算兩種類型。一般均勻照明系統(tǒng)采用平均照度法。平均照度法分為單位容量法和利用系數(shù)法。32從有利于推動照明節(jié)能的角度出發(fā)，應采用節(jié)能與開發(fā)并舉、節(jié)能優(yōu)先的原則，同時還須打破傳統(tǒng)的不適應技術發(fā)展的設計觀念。所謂的綠色照明是在照明工程中倡導節(jié)約能源、減少污染、保護環(huán)境、提高工作和生活質(zhì)量的一種標志性稱謂。是建立以節(jié)約照明用電、優(yōu)質(zhì)高效、安全舒適、有益環(huán)境、改善照明質(zhì)量和保護身心健康為目的的一項全面計劃。照明節(jié)能33當前，無頻閃、無電磁輻射、光效高的直流熒光燈的問世以及太陽能照明的應用，再一次說明，節(jié)約照明用電不僅有巨大潛力，而且為合理照明節(jié)能設計、保護生態(tài)環(huán)境——實施綠色照明計劃提供了良好條件。我國的綠色照明工程計劃預期目標是：節(jié)約電力；減少環(huán)境污染；大力提高節(jié)電照明器具的產(chǎn)品質(zhì)量，完善質(zhì)量標準和設計體系。34照明節(jié)能方法提高變壓器負荷率，當變壓器負荷率較低時輪換使用變壓器將現(xiàn)有變壓器更換高效節(jié)能變壓器調(diào)整三相負荷使其盡可能平衡將耗能大的設備改為節(jié)能設備增加新型功率因數(shù)補償電容器增加諧波濾波器消除線路上的諧波電流將發(fā)光效率低的光源更換為高效光源將電感式鎮(zhèn)流器改為電子式鎮(zhèn)流器調(diào)整燈具的數(shù)量，滿足照度標準照明系統(tǒng)的自動控制（聲、光、時控）調(diào)整電氣設備的使用時間（風機盤管、開水器、電梯、泛光照明）35節(jié)能熒光燈36瓦的細管徑(Φ38)比白熾燈節(jié)電40%-50%36瓦的細管徑(Φ26)熒光燈比普通細管徑熒光燈節(jié)電20%。超細管徑(Φ16)熒光燈比普通細管徑熒光燈節(jié)電20%。緊湊型熒光燈(稀土三基色節(jié)能熒光燈)比白熾燈節(jié)電80%。36節(jié)能燈節(jié)能燈的正式名稱是稀土三基色緊湊型熒光燈，20世紀70年代誕生于荷蘭的飛利浦公司。這種光源在達到同樣光能輸出的前提下，只