工廠供電 教案 第九章 電氣照明

PAGEPAGE1【教學單元分析】

工廠供電課程教案第9章電氣照明【教學目標】（1）知識層面了解照明系統(tǒng)的原理和組成。（2）能力層面掌握照明系統(tǒng)的設計方法和計算方法，照明系統(tǒng)的維護和故障排除方法。（3）素質(zhì)層面能夠根據(jù)不同的工廠用戶需求，設計電網(wǎng)與電氣設備之間相互配合的關系。（4）思政育人層面【教學重點與難點】（1）教學重點：1.照明系統(tǒng)的設計方法和計算；2.照明系統(tǒng)設計中燈具的選擇。（2）教學難點：1.電纜的選型和配電箱設計?！窘虒W設計】（1）設計要點一通過讓學生們列舉生活中的照明系統(tǒng)相關應用，觀察常見的照明設施，引出有關燈具選擇的課程內(nèi)容，并且說明了不同燈具的適用范圍及選擇依據(jù)。（2）設計要點二在進行照度計算及燈具布置之時，通過使用生活中形成明顯對比的兩種實例進行引出和計算，激發(fā)學生學習興趣并且能更好的闡述相關知識點。設計依據(jù)：直接講解工程問題相對來說比較難以理解，通過日常生活中的常見設施引出這方面的內(nèi)容更容易被學生接受，并且也能培養(yǎng)學生獨立思考的能力。（3）設計要點三在講解照明節(jié)能部分內(nèi)容時，引導學生思考中國能源行業(yè)發(fā)展所面臨的問題，在此基礎上引出課程思政內(nèi)容。--PAGE10-【教學實施流程】教學步驟教學內(nèi)容學生活動設計意圖教師活動1通過同學討論引出照明的相關理論，并講解詳細概念。一、照明基本知識問題引入：大家對照明設備理解是什么？回答：照明系統(tǒng)是一種用于提供人工光源的設備或系統(tǒng)，旨在照亮特定區(qū)域，創(chuàng)造適宜的視覺環(huán)境。照明系統(tǒng)在各種場景和應用中被廣泛使用，包括家庭、商業(yè)建筑、工業(yè)設施、公共空間等。（一）照明技術的基本概念lm/W,I表示。α的通量dE勒（x1bkod體的吸收率α=1，表示該物體能全部吸收投射來的各種波長的思考問題生通過討論激出照明技術的熱輻射線。（二）照明質(zhì)量（1）照度：照度是決定物體明亮程度的直接指標。20302060“十四五2035明系統(tǒng)的必由之路。2通過工程實例講解工廠常用光源和燈具。二、工廠常用電光源（一）常見照明光源及其特征（1）白熾燈（2）鹵鎢燈（3）熒光燈（4）高壓鈉燈與低壓鈉燈（5）金屬鹵化物燈（6）氙燈（7）LED燈（二）照明光源的選擇照明光源的選擇，應滿足顯色性、啟動時間要求，并考慮光源、燈具及鎮(zhèn)流器等能效及使用壽命等因素，再經(jīng)過綜合技術經(jīng)濟分析比較后確定。選擇光源時，不僅是比較光源價格，更應進行全壽命期的綜合經(jīng)濟分析，因為一些高效、長壽命光源，雖價格較高，但使用數(shù)量減少，運行維護費用降低，在經(jīng)濟上技術上將具有一定優(yōu)勢。實例分析通過一系列不同的工程應用實例向?qū)W生展示不同的照明光源和燈具的實際應用。三、工廠常用燈具（一）燈具的分類（1）按配光曲線分類按燈具的配光曲線分類，實際上是按燈具的光強分布特性分類。1-正弦分布型2-廣照型3-漫射型4-配照型5-深照型θ=90°50°~90°③漫射型。各個角度的光強是基本一致的。④深照型。光強是角度的余弦函數(shù)，當θ=0°時光強最大0°~30°間的立體角內(nèi)。0°~15°間的狹?。?）按光學特性分類型號名稱光通量（%）特點上半球下半球A直接型0~10100~90光線集中，工作面上可獲得充分照度B半直接型10~4090~60光線集中在工作面上，空間環(huán)境有適當照度，比直接型眩光小C直接-間接（均勻擴散）型40~6060~40空間各方向光通量基本一致，無眩光D半間接型60~9040~10增加反射光的作用，使光線比較均勻柔和E間接型90~10010~0擴散性好，光線柔和均勻，避免眩光，但光的利用率低（3）按燈具的結(jié)構(gòu)特點分類①開啟型。光源與外界空間直接接觸(無罩)。⑤防爆型。燈罩及其固定處均能承受要求的壓力，符合GB1336-1977《防爆電氣設備制造檢驗規(guī)程》的規(guī)定，能安全使用在有爆炸危險性介質(zhì)的場所。防爆型又分成隔爆型和安全型兩種。（4）按燈具的使用光源等分類LED（二）燈具效率或燈具效能燈具的效率指在規(guī)定條件下，燈具發(fā)出的總光通量占燈具內(nèi)光源發(fā)出的總光通量的百分比，用來表示燈具對光源光通量的利用程度。（三）燈具的遮光角燈具的遮光角又稱為保護角，是指燈絲的水平線與燈絲最外點至燈罩對邊邊緣連線的夾角。（四）照明燈具及主要附件的選擇（1）光學特性，如配光、眩光控制等；（2）燈具的效率；（3）經(jīng)濟性；（4）燈具的種類與使用環(huán)境相匹配。（五）燈具的布置（1）室內(nèi)布置方案（2）室內(nèi)燈具的懸掛高度（3）燈具距高比3通過講解使學生掌握照度計算的相關理論。四、照度計算照度計算的目的有以下兩點。UU1n式中，1為投射到計算工作面上的光通量；為每盞燈發(fā)出n（墻壁、頂棚及地面）ρ計手冊或生產(chǎn)廠商按一定條件編制的產(chǎn)品樣本中的利用系數(shù)、。根據(jù)前一節(jié)所展示的不同工程實例對光源和燈具的設計進行計算。①室空間比式中，hRC為室空間高度；l和b分別為房間的長度和寬度。②頂棚空間比式中，hCC為頂棚空間高度。③地面空間比式中，hfc為地板空間高度。3.計算工作面上的平均照度應用利用系數(shù)法確定計算平均照度的基本公式如下：ENUKav Alm；UAK1K按下表確定。環(huán)境污染房間或場所舉例燈具最少擦拭（次/年）維護系數(shù)室內(nèi)清潔間、檢驗室等20.80一般商店營業(yè)廳、候車室、影劇院、機械加工車間、機械裝配車間、體育館等20.70嚴重水泥車間等30.60室外雨蓬、站臺等20.65注：本表引自GB50034-2013《建筑照明設計標準》表4.1.6維護系數(shù)。4.利用系數(shù)法的計算步驟應用利用系數(shù)法計算平均照度的步驟如下：②計算空間比RCR；③確定反射比ρ；④確定燈具維護系數(shù)K；⑤由利用系數(shù)表，用內(nèi)插值法確定利用系數(shù)U；⑥計算平均照度Eav。5.燈具數(shù)量的計算由實際平均照度計算式（9-10）可知，當房間面積或受照EavNEavAUK4對照明系統(tǒng)的不同種類及供電要求進行詳細講解，使學生掌握工廠照明設計的基礎知識。五、照明供電系統(tǒng)（一）照明方式和種類1.照明方式1）一般照明，為照亮整個場所而設置的均勻照明。2）4）混合照明，由一般照明與局部照明組成的照明。2.照明種類1）正常照明，在正常情況下使用的照明。3）值班照明，非工作時間，為值班所設置的照明。4）警衛(wèi)照明，用于警戒而安裝的照明。學生討論結(jié)合前期的課程內(nèi)容講解不同應用環(huán)境的照明系統(tǒng)對供電方式的要求的標識照明。（二）照明供電電壓及供電要求5%~﹣10%。的（1）正常照明的供電方式（2）應急照明的供電方式①來自電力網(wǎng)有效的獨立于正常電源的饋電線路。②專用的應急發(fā)電機組。散指示標志應由第三種方式供電。3.照明配電系統(tǒng)接地形式TT5針對不同用戶需要設計電氣照明系統(tǒng)，通過實例分析使同學們更好的掌握設計過程中需要考慮的要點。六、電氣照明設計a器供電；在負荷較大時照明也可采用單獨的變壓器供電。自主設計在進行理論講學生通過實際的工程實例設計更好的掌握電氣照明設計bc下圖d由圖9-13可以看出，繪制平面布線圖時必須注意：①標明配電設備和配電線路的型號；②燈具的平均照度，如30表示平均照度為30lx；和安裝方式等。abcdlfebc；dlef（1）蹺板開關控制或拉線開關控制（2）聲光控開關控制（3）智能控制6結(jié)合國家政策及人文環(huán)境建設需要對照明的其它相關要求進行講解。（二）照明節(jié)能（1）選擇合理的照度標準%。（2）合理選擇照明方式小組討論通過分析國家政策中對綠色助學生了解照明設計過程的（3）選擇優(yōu)質(zhì)、高效的照明器材選擇高效光源，淘汰和限制低效光源的應用常用光源的主要技術指標見下表。光源種類光效率（lm/W）顯色指數(shù)Ra平均壽命（h）啟動時間性價比白熾燈8~12991000快低三基色直管熒光燈65~10580~8512000~150000.5~1.5s高緊湊型熒光燈40~7580~858000~100001~3s不高金屬鹵化物燈52~10065~8010000~200002~3min較低陶瓷金鹵燈60~12082~8515000~200002~3min較高無極燈55~8280~8540000~60000較快較高LED燈60~120*60~8025000~50000特快較低高壓鈉燈80~14023~2524000~320002~3min高高壓汞燈25~55~3510000~150002~3min低選擇高效燈具選擇低能耗鎮(zhèn)流器（4）合理利用自然光（5）優(yōu)化照明控制課程思政點：電氣照明的設計并不能一味追求照度或顯色性，而是要在效果和成本之間求取平衡，抓最主要的矛盾。比如教室和手術室的照明方式就截然不同，教室內(nèi)需要持續(xù)穩(wěn)定的照明，而手術室需要的是高照度高顯色性的照明，如果將兩者的照明方式互換，教室內(nèi)就會浪費許多電能資源，而手術室內(nèi)也