电气照明与新型电光源.ppt

2011 9 19 长江大学龙从玉 1 1 1 光的度量单位及计算公式 光通量 F 光源在单位时间内向四周发出的使人能产生光感觉的能量 光通量 F 的单位 流明 Lm 电光源的发光效率 光效的单位 流明 瓦 Lm W 例如 1W功率完全转化为565nm光波的光通量是683Lm 人眼对500 600nm的黄色光的光感觉相对灵敏 照度 E 单位受光面的光通量 E F S Lx 照度的单位 勒克斯 Lx 光通量 Lm 受光面 m2 三 电气照明与新型电光源 1 电光源基础知识 人类的生活照明历程 天然照明 日月 化学照明油灯 电气照明 物质生活照明 文化装饰照明 2011 9 19 长江大学龙从玉 1 发光强度 I 光源在单位立体角内辐射的光通量 发光强度 I 的单位 坎德拉 Cd 发光强度I F 其中光通量单位 Lm 立体角单位 sr 发光强度主要用于对点光源的分析 亮度 B 光源的单位投影面上的发光强度 表明发光面的明亮程度 亮度的单位 坎德拉 平方米 Cd m2 1 2 室内照明对照度的要求1 2 1室内照明的方式要求 一般照明 特点使整个室内任何部分得到一定的照明 照度值不要大 如在室内天花板上的吊灯 局部照明 特点是灯具不对称设置 让灯光集中照射在某一区域 例如台灯常用于读书写作 工作灯用于精细工作 2011 9 19 长江大学龙从玉 2 1 2 3根据中国建筑设计研究院的CIES008 E 2001室内工作场所照明标准 对维持照度标准 限制眩光值及最小显色指数的规定较以前有提高 对室内连续工作场所的照度的要求一般在200 500Lx 精密工作场所提高1000 1500Lx 据此 给出家庭室内照明参考表 2 1 2 2室内表面材料对室内亮度的影响在同样的光源下 室内的表面颜色及材料直接影响到室内的亮度 2011 9 19 长江大学龙从玉 3 2 1 电光源的种类及其特性2 1 1热辐射光源及其特性白炽灯常用图形符号 白炽灯 构造 白炽灯如右图灯丝 钨丝 玻壳 灯头 原理 钨灯丝通过电流加热成白炽自发光体 特性 光线柔和 目感舒适 观察物体色差小 因为钨丝在常温下的电阻较小 所以白炽灯在开灯瞬间的电流较大 因此使用时要尽可能减少开关次数 例如 100W 220V白炽灯的计算电阻R 2202 100 484 常温下测量电阻R 85 碘钨灯 在白炽灯的基础上在管内充入微量的碘 提高发光效率 延长钨丝的使用寿命 2倍 碘钨灯主要用于大型的大功率照明的场所 广场或篮球场等 目前 主要发达国家先后颁布了禁用普通白炽灯的条令 2 电光源和常用灯具 2011 9 19 长江大学龙从玉 4 2 1 2气体放电光源及其特性放电光源的工作原理 利用汞蒸气和惰性气体弧光放电发出可见光 典型的气体放电光源有 高压汞 水银 灯 主要用于大场面照明 荧光 日光 灯 常用的图形符号 2 电光源和常用灯具 2 2 典型日光灯的电路如右图1 R 日光灯管 L 电抗镇流器 S 启辉器 2 2 1日光灯的工作原理 通电初灯管没放电 电源电压全部加在启辉器两双金属片上 产生辉光放电发热 使两片接通 电流通过镇流器和灯管两端的灯丝并预热灯丝发射电子 2011 9 19 长江大学龙从玉 5 2 2 3日光灯的使用注意事项常见故障 日光灯不亮 可能是灯管管座或启辉器座接触不良 日光灯亮暗变换 可能是启辉器内的电容击穿 2 2 4电子镇流器式日光灯 用电子镇流器取代电抗镇流器是发展趋势 目前有些设计或材料缺陷 市场认可度不高 两双金属片短接辉光放电停 双金属片因降温分断 镇流器产生自感电动势 与电源电压串联相加 约350V 在灯管两端 灯丝发射热电子在高压作用下碰撞管内惰性气体电离 并使水银蒸气也被电离 产生弧光放电 产生紫外线 激发灯管管壁荧光粉发出可见光 点亮灯管 2 2 2日光灯的安装与使用注意事项 日光灯电路安装时 一定要将开关与保险丝装在相 火 线上 否则有安全隐患 也会减少使用寿命 合理控制开灯次数 频繁开关日光灯会降低其使用寿命 日光灯工作时 40W灯管电压约90V 镇流器电压约200V 镇流器损耗功率约8W 电路的功率因数约 2011 9 19 长江大学龙从玉 6 3 1 发光二极管 LED 照明 从红 绿 黄色的显示发光二极管到白色的照明发光二极管 现在部分城市的景观照明已广泛采用 电光源的光效明显提高 3 2 有机发光二极管 OLED 照明 是有机涂层面发光光源 效率更高 虽然成本较高 但是由于使用寿命的提高 已可从24000提高至100000小时 是有广泛的使用前景的 3 新型电光源介绍 3 3 我国新型电光源的使用现状 目前 国内发光二极管照明还处在景观照明阶段 欧美发达国家已进入实用照明阶段 现在沿海地区有数量相当多并有一定规模的新型电光源生产企业 主要生产出口的LED照明器材 并且有些还是代工生产的 在美国能源部2008年9月的评估报告中估计 2008年期间 OLED的使用寿命从24000小时提升至100000小时 并预测 2012年OLED照明光效可达150 Lm W 2013年OLED照明市场规模将达到约45亿美元 2011 9 19 长江大学龙从玉 6 4 1 视觉适应 暗适应 由明处到暗处 眼瞳孔睁大 由约2mm 8mm 明适应 由暗处到明处 眼瞳孔减小 由约8mm 2mm 4 2 眩光 是泛指由于亮度分布 亮度范围不合适或在时间上相继出现的亮度差过大所造成的人的感觉不适应或视力减低的视觉条件 直目眩光 由光源体直照所引起的眩光 反射眩光 有观察方向或相关发光体的镜面反射所引起的眩光 例如 教室黑板上的反光会引起反射眩光造成看不清 4 人的视觉特性 电光源质量与照明效果 4 3 光的颜色 LED光源不但光效较高 还能有多种颜色 光是电磁波 其的颜色反应光的波长 如下表 3 2011 9 19 长江大学龙从玉 7 4 4 光源的显色性 在传统电光源中白炽灯等热光源的显色性较好 通常以白光的显色指数为100 白炽灯的显色指数高达95以上 荧光灯的显色指数仅为55 80 其中日光型的较高 至于高压汞灯与高压钠灯则分别为50与20 在新型的发光二极管LED与有机发光 OLED 中的白色光源 其显色性都能做到很高 4 5 典型电光源的显色性对比可见表 4 LED灯的色温丰富 表中的显色指数是白色LED灯的 2011 9 19 长江大学龙从玉 8 4 7 对于办公桌的照明光源的选择建议对50hz电源的荧光灯这类冷光源虽然光效较高 冷光源的每秒100次的闪烁会造成人的视神经疲劳 人眼感觉迟逾时间为0 1秒 产生近视 不易做局部照明 建议优先采用新兴的LED照明灯做台灯 其次可