建筑设备安装课件第九章.ppt

第九章室内照明 第一节照明基本知识第二节照明光源与灯具第三节照度计算与灯具布置第四节室内照明设计 第一节照明基本知识 一 光的基本特性 一 可见光光是电磁波 可见光是人眼所能感觉到的那部分电磁辐射能 光在空间以电磁波的形式传播 它只是电磁波中很小的一部分 波长范围约在380nm 780nm 波长小于380nm的叫紫外线 大于780nm的叫红外线 在可见光区域内不同波长又呈现不同的颜色 波长从780nm向380nm变化时 光的颜色会出现红 橙 黄 绿 青 蓝 紫7种不同的颜色 380nm 424nm紫色565nm 595nm黄色424nm 455nm蓝色595nm 640nm橙色455nm 492nm青色640nm 780nm红色492nm 565nm绿色暖色 红 橙 黄 棕冷色 蓝 青 绿 紫 光学基本概念 光是以电磁波形式传播的辐射能 遵循电磁场理论 1 光的性质 什么是光 在带有多种光谱成分的光源中 如果某一部分占比例较大 就呈现出那个波长对应的颜色 单一波长的光呈现一种颜色 不同波长的光在视觉上形成不同的颜色 可见光有不同波长 刺激视觉细胞 产生不同颜色的视觉效果 日光和灯光都是由不同波长的光混合而成的复合光 复合光中 不同波长光参数的量值关系形成了 光谱 二 相对光谱效率1 光谱光效能 用来衡量电磁波所引起视觉能力的量 白天 人眼对波长为555nm的黄绿光最敏感 2 光谱光效率 可见光的光谱光效率与555nm可见光的光谱光效能之比 三 光的基本度量单位1 光通量光源在单位时间内 向周围空间辐射出使人眼产生光感觉的能量称为光通量 以字母 表示 单位是流明 lm 单色光 只含有单一波长的光多色光 含有多种波长的光 光能量为它所含的名单色光的光通量之和 光学基本概念 人眼在观看同样功率的辐射时 在不同波长时感觉到的亮度是不同的 人眼的这种特性用相对光谱光视效率V 来表示 光谱光视效率 1 光的性质 明视觉 V max对应波长555nm 黄绿光 暗视觉 V max为507nm 蓝绿光 定义 辐射体 含光源 微小面积在单位时间内以电磁辐射的形式向所有方向辐射的能量称辐射功率或辐射通量 W 光源的辐射通量中被人眼感觉到的光的能量 波长380 780nm 称光通量 物理意义 衡量光源向四周发射光的能力的大小 1 辐射通量与光通量 流明 lm 光学基本概念 2 基本光度单位及相互关系 2 发光强度I 又称光强 发光强度 坎德拉 1cd 1lm sr 立体角 点光源 均匀扩散 物理意义 反映光源在空间上的能量分布 不是能量大小 衡量灯具受灯罩影响在不同方向上的发光能力 定义 光源在照射方向上单位立体角内发出的光通量 和距离无关 符号I 光学基本概念 2 基本光度单位及相互关系 光通量相同 发光强度却不同 其值 与灯具性质有关 光通量与光强度 光学基本概念 2 基本光度单位及相互关系 均匀照射时 定义 落在单位面积被照面上的光通量的数值 表示被照面被照射的程度 物理意义 衡量受照面上的光强度 相当于1lm的光通量均匀分布在1m2的被照面上 常用于了解工作面或工作室所具有的光强度 光环境 光照度E 勒克斯 1lx 1lm m2 光学基本概念 2 光的基本亮度及相互关系 性质 可叠加性 几个光源同时照射被照面时 实际照度为单个光源分别存在时形成照度的代数和 已知点光源发光强度I以及与被照面的距离r 则垂直于二者连线的被照面的照度为 光强度与光照度 光学基本概念 2 基本光度单位及相互关系 E Encos I r2 cos 定义 发光体在视线方向单位投影面积上的发光强度 一定面积内 光学基本概念 2 基本光度单位及相互关系 光亮度L 尼特 熙提 1nt 1cd m2 1sb 104nt 1asb 1 nt 物理意义 是引起视感的物理量 取决于进入眼睛的光通量在视网膜物象上的密度 物象照度 物理亮度 发光体在视线方向上单位面积的发光强度主观亮度 视感所感受到的亮度 受背景亮度影响 视网膜只可承受16sb以下的亮度 光学基本概念 2 基本光度单位及相互关系 光亮度L 尼特 熙提 1nt 1cd m2 1sb 104nt 1asb 1 nt cd m2 光源的亮度与被照面的照度关系 受照面上的照度与亮度 受照面照度相同 亮度相同吗 取决于什么 光学基本概念 2 基本光度单位及相互关系 光亮度 nt cd m2 与光照度 lx 光通量 发光强度I 照度E 亮度L 光源 光源 受照面 光源 受照面 描述对象 量纲 lm 1cd lm sr 1lx lm m2 1nt lm sr m2 cd m2 与视感密切的相关参数 评价光环境的主要参数 评估光源发光能力参数 反映灯具空间发光能力 使用场合 1sb 104nt 1asb 1 cd m2 定义 光学基本概念 2 基本光度单位及相互关系 小结 亮度 cd m2 照明质量 照度水平亮度分布照度均匀性光源的光色 防止眩光防频闪效应消除阴影照度的稳定性 二 照明的基本要求天然采光和人工照明照明设计时应考虑的内容 1 亮度与亮度分布2 照明的均匀性室内最大最小照度分别与平均照度之差不大于或不小于平均照度的六分之一 3 光源的显色性4 照明的稳定性5 眩光产生眩光的原因 光源的亮度 光源外观的大小和数量 光源的位置 周围环境的亮度 人工照明效果 天然采光效果 天然 人工光环境效果比较 有无采光窗的心理影响 4 4人工光环境4 4 4人工光环境质量及其评价标准 1照度水平 照度太低环境昏暗物体清晰度低照度太高引起眩光耗费电能在E 1000lx时提高照度水平则环境明亮人体舒适度增加合适的照度为国家根据经济发展水平及人体工况等因素而正式颁布的照度标准 光谱特性选择显色性好 大功率节能光源混光照明 4 光源的选用 4 4人工光环境4 4 1人工光源 光色质量环境艺术效果 感觉 与建筑协调 光源特性启动时间 调光特性 环境条件建筑用途 环境温度等 1 照度水平 4 4人工光环境4 4 4人工光环境设计 以介绍 建筑照明设计标准 GB50034 2004为主 照明数量 室内工作面上的照度值 按视觉工作规定 04年标准比92年标准有所提高 舒适性提高 例如教室 150lx 旧 300lx 新照明均匀性 规定表面最小照度与平均照度之比一般照明不宜小于0 7 照明功率密度LPD 单位建筑使用面积的照明总安装功率 W m2 04年新标准出台 节能目标是现行的80 照明量 照明质 照明经济性 照度水平的合理选择 4 4人工光环境4 4 4人工光环境质量及其评价标准 1 照度水平 不同场合 照度要求不同 E 满意率 成本 应兼顾房间使用目的 舒适性与经济性确定合理的照度 2 适宜的亮度分布 4 4人工光环境4 4 4人工光环境质量及其评价标准 亮度对比越大 易产生眩光 容易视觉疲劳室内各表面亮度比 照度比 应按适宜选择 见前述 被观察物亮度应控制在相近环境的3倍 室内各表面亮度应低于被观察物亮度的1 10 窗户 灯具亮度应控制在被观察物亮度的40倍以内 2 亮度分布 亮度对比太弱 物体轮廓不清晰亮度对比太强 造成眩光亮度对比的推荐值室内表面推荐值观察对象与工作面之间3 1观察对象与周围环境之间10 1光源与背景之间20 1视野内最大亮度差40 1 均匀度 要求 一般照明的均匀度不宜小于0 7一般照明的均匀度不宜小于0 7是指作业区内的一般照明的均匀度 而不一定要求整个房间或场所的均匀度 这样有利于降低照明功率密度值 新标准规定作业面临近周围 0 5m范围内 的照度度可以比可作业面照度降低一级 但作业面照度为200lx及以下者 不应再降低 作业面照度大于750lx时 邻近周围的照度不应小于500lx 房间或场所的通道和其他非作业区域的一般照明照度值可以降低 只要不低于作业区域照度的1 3即可 3 照明的均匀性 均匀度与灯具的布置有关 只要布置灯具时满足距高比要求 就可获得均匀的照度 当环境要求有很高的照度的均匀度时 可采用间接型 半间接型灯具 或发光顶棚 光梁 光带等建筑化照明形式 但这样耗电较大 造价很高 办公室 阅览室等工作房间一般照明照度的均匀度 按最低照度与平均照度之比确定 其数值不宜小于0 7 采用分区一般照明时 房间内的通道和其它非工作区域 一般照明的照度值不宜低于工作面照度值的1 5 局部照明与一般照明共用时 工作面上一般照明的照度值宜为总照度值的1 3 1 5 且不宜低于50lx 应急照明的照度和设置应符合下列规定 1 疏散照明的地面水平照度不宜低于0 5lx 2 备用照明的照度不宜低于一般照明照度的10 亮度分布不当 亮度变化幅度大 时间空间对比大看不清物体不舒适降低观察物体能力 4 眩光限制 1 眩光概念 2 眩光分类 失能眩光失明眩光不舒适眩光解决方法亮度限制 灯具产生眩光的主要因素1 光源的亮度2 光源的位置3 光源的外观大小与数量4 周围的环境 灯具眩光的限制1 规定灯具的最低悬挂高度2 采用带保护角的灯具3 限制光源表面亮度或采用透光材料的灯具减少眩光 眩光特点 在视野内出现高亮度的光时 使眼睛不能完全发挥机能的现象 在眩光下 瞳孔会缩小 以提高视野的适应亮度 也就降低了眼睛的视觉敏感度 La La Lb过大 眩光 不舒适 烦恼 视觉疲劳 眩光产生的原因 不恰当的自然采光口 不合理的光亮度 不恰当的强光方向 可能产生眩光的地方 玻璃办公桌面 局部照明的展板 不恰当的工作面照明 黄种人眼睛的黑色素较白种人的多 对眩光的忍受力比白种人强 白种人比黄种人的耐暗程度强 4 眩光及其它 见p 339 4 4 4人工光环境质量及其评价标准 通常有直接眩光 间接眩光 失能眩光 不快眩光 室内人体工程学 侧面投光 使用无光纸 光幕反射 反射眩光 反射眩光 好 差 几种常见的眩光 4 4 4人工光环境质量及其评价标准 光线在物体背面产生的光照效果称阴影消除阴影的措施1 采用漫射照明2 采用扩散照明 1 光源色温的外观效果色温 5000K3300 5000K 3300K外观效果冷中暖 5 消除阴影 6 光源的光色 光源的色温与显色性 人工光环境质量及其评价标准 营造光环境气氛的主要参数 3000K色温 温暖亲切 4000K色温 严肃振奋 通过选择合理的光源和照明方式实现 2 光色的舒适感低照度下舒适的光色是接近火焰的低色温光色偏低或中等照度下舒适的光色是接近黎明和黄昏的色温略高的光色较高照度下舒适的光色是接近中午阳光或高色温的蓝天光色 3 光源的显色性Ra 不同场所对光源显色性的要求宴会厅博展馆Ra 80教室办公室60 80室外道路 40 7 频闪效应 光源采用交流电源进行供电 由于供电电流是交变的 引起气体放电灯的光通量作周期性变化 使人眼产生明显的闪烁感觉 光通量的变化程度可用波动深度 来衡量 当波动深度 25 时 可避免发生频闪效应 消除频闪效应的措施有 两支并列荧光灯 一支按正常方式接线 另一支经电容器移相后接线 采用三相供电方式 将空间位置相邻的电光源 分别接入不同的相序 引起照度不稳定的因素光源的寿命环境污染 光源的摆动电压变化所引起的光通变化 稳定照度的措施照度补偿考虑补偿系数设计时适当增大光源的设计容量保证使用期内的照度值限制电源电压波动 U UN 5 固定光源防止光源摆动可采用管吊 吸顶等安装方式 8 照度的稳定性 有突出亮的面 有突出暗的面 亮度分布适宜 3 光源的色温与显色性 4 4 4人工光环境质量及其评价标准 营造光环境气氛的主要参数 3000K色温 温暖亲切 4000K色温 严肃振奋 通过选择合理的光源和照明方式实现 2 灯具的布置 4 4人工光环境4 4 4人工光环境设计 以介绍 建筑照明设计标准 GB50034 2004为主 视觉工作位置室内活动区域划分空间形状和大小建筑物的形式装修的艺术处理 5 人工光环境中的节能措施 4 4人工光环境4 4 4人工光环境设计 以介绍 建筑照明设计标准 GB50034 2004为主 照明方式直接照明 高强度气体放电灯 组合式吊顶光源使用寿命长 光效高的光源 室外照明光源合理选用 灯具采用光控合理的灯具开关的设置照明维护清扫 清晰 更换 1 节能照明设备的选择2 合理的照明工程设计3 充分利用天然采光4 照明系统与空调系统的结合5 照明设备运行管理 4 4人工光环境4 4 5人工照明的节能措施 绿色照明 绿色照明宗旨 为满足对照明质量和视觉环境条件的更高要求 充分运用现代科技手段提高照明工程设计水平和方法 提高照明器材效率来实现照明节能 而不是靠降低照明标准来实现节能 灯具 空调照明的结合形式 照明技术手册FIG6 16 管道送风负压排风 正压送风管道排风 管道送风管道排风 将照明器具的发热通过灯具罩利用龙骨间隙直接排入吊顶 便于降低灯具负荷 减少空调设备的能耗 灯具处于最佳工作状态 提高了灯具效率 龙骨 吊顶 典型的洁净室吊顶框架结构 第二节照明光源与灯具 一 电光源的主要参数热辐射光源 主要是利用电流的热效应 将具有耐高温 低挥发性的灯丝加热到白炽程度而产生部分可见光 如白炽灯 卤钨灯等 放电光源 主要是利用电流通过气体 或蒸汽 时 激发气体 或蒸汽 电离 放电而产生的可见光 按放电介质分 气体放电灯 氙 氖灯 金属蒸气灯 汞 钠灯 按放电形式分 辉光放电灯 霓虹灯 弧光放电灯 荧光灯 钠灯 主要参数 1 额定电压和额定电流2 额定功率3 光通量输出4 发光效率5 寿命6 光谱能量分布7 光源的色温与显色指数 二 常用电光源 一 白炽灯1 构造和工作原理白炽灯是由灯丝 支架 引线 玻壳和灯头等部分组成 白炽灯是靠电流通过灯丝加热至白炽状态 利用热辐射而辐射出可见光 因此灯丝选用高熔点材料 钨 2 白炽灯的特性 白炽灯的光色 显色性高 主要用于舞台照明 摄像 发光效率 光效 白炽灯的发光效率是比较低的 启动电流 白炽灯为纯电阻负载 服从欧姆定律 所以启动电流为额定电流的7 10倍 但过渡过程很短 只有0 07s 0 38s 可以认为是瞬时点燃的 寿命 一般白炽灯泡的平均寿命为1000h 灯丝高温 2300K以上 高亮度 有眩光 高色温灯 光效低色偏红寿命短无频闪现象调光性好耐频繁开关 白炽灯 3 电光源的种类性能及特点 特点 在玻壳内表面有一层金属反射镀膜 使灯光射向预定的方向 这种反射器一般不会受到任何损伤 腐蚀或污染 因此使灯能保持高光输出 同时还可简化灯具设计 结构分两类 压封玻璃及吹制玻壳两类 如图15 4 反射型白炽灯 3 卤钨灯 充有少量卤素 卤钨灯的特性 由于卤钨灯的卤钨循环 减少了管壁上钨的沉积 改善了透光率 又因灯管工作温度提高 辐射的可见光量增加 从而使发光效率大大提高 由于卤钨灯中充惰性气体 可抑制钨蒸发 使灯的寿命有所提高 卤钨灯工作温度高 光色得到改善 发光白 而白炽灯光色发黄 卤钨灯的显色性好 其色温特别适用于电视播放照明 舞台照明以及摄影 绘图照明等 卤钨灯能瞬时点燃 适用于要求调光的场所 如体育馆 观众厅等 卤钨灯工作温度高 灯管壁的温度达600 左右 从防火角度考虑不能与易燃物接近 使用时应注意散热条件 但不允许采用人工冷却 如电扇吹 卤钨灯安装必须保持水平 倾斜角度不得大于4 否则会严重影响寿命 耐震性差 不宜在有震动场所使用 结构类似于高压汞灯 只是在放电管内又添加了金属碘化物 被激发的是金属卤化物 金属卤化物灯与汞灯相比 不但提高了光效 80lm W 显色性也有很大改进 三 金属卤化物灯 使用范围 体育馆 码头 立交桥高杆照明 美术馆等 荧光高压汞灯 光效高寿命长显色性差 卤钨灯 光效和寿命均高于白炽灯 灯丝温度很高 3 电光源的种类 4 4人工光环境4 4 1人工光源 种类热辐射光源 白炽灯 卤钨灯气体放电光源 荧光灯 节能灯 高压汞灯 金属卤化物灯 高 低压钠灯光谱特点 区别于自然光非连续多峰值 2 电光源的种类 直管型荧光灯的构造 如图 二 气体放电光源 一 荧光灯 气体放电灯没有灯丝 它是借助两极之间气体激发而发光 称为冷光源 二 荧光灯荧光灯是一种低气压汞蒸气放电光源 它具有结构简单 制造容易 光色好 发光效率高 寿命长和价格便宜等优点 目前在电气照明中被广泛应用 1 荧光灯构造 荧光灯是由荧光灯管 镇流器和启动器 跳泡 组成 荧光灯管内壁涂有荧光粉 两端装有钨丝电极 并引至管的灯脚 管内抽真空后充入少量汞和惰性气体氩 汞是灯管工作的主要物质 氩气是为了降低灯管启动电压和启动时抑制电极钨的溅射 以延长灯管寿命 2 工作原理 荧光灯管是具有负电阻特性的放电光源 需要镇流器和启动器才能正常工作 由于荧光管具有负电阻特性 为了在灯管点燃之后能稳定地工作 需要保持稳定放电 这一任务由镇流器来担当 荧光灯 光效较高 寿命长 显色性好 表面温度低所谓节能灯就是紧凑型荧光灯 33 58lm W 4 4人工光环境4 4 1人工光源 2 电光源的种类 荧光粉的成分决定灯的光效和颜色 目前 我国规定的荧光灯颜色仅有日光色 9500K 冷白色 4300K 暖白色 2900K 三种 其它形状荧光灯如图 荧光灯线路如图 荧光灯的性能参数受电压变化的影响较小 但它的光效值随环境温度的变动而波动 另外开关次数对灯的使用寿命也有较大影响 荧光灯的特点 1 光效高 45lm W 70lm W 镇流器消耗电能占20 比白炽灯高3倍 2 亮度低 光线柔和 没有眩光 3 光色好 可通过控制荧光粉 控制其显色 适应多种场所需要 4 表面温度低 5 寿命长 2000 3000小时 国外为10000小时 6 通电3 5秒后正常发光 7 功率因数0 5 8 环境温度影响大 18 25 C工作正常 其外 影响光效 启动困难 9 电源电压波动不超过 5 10 有频闪现象 11 频繁开关 减少寿命 特种荧光灯 紫外线杀菌灯彩色荧光灯黑光灯护眼灯 节能的小型荧光灯 紧凑型荧光灯 如图SL灯和PL灯 其性能见表 3 荧光灯的特性 电流 电压和功率光通量输出和发光效率寿命闪烁指数和显色指数荧光灯的启动 荧光灯电路图 高压钠灯 光效较高 寿命长 显色性好 初投资少蓝绿色连续光谱缺少红色 启动时间长 表面温度高 50 60lm W 4 4人工光环境4 4 1人工光源 2 电光源的种类 钠灯 光线柔和 光效高 显色性差 高压钠灯 光效较高 寿命长 显色性好 初投资少蓝绿色连续光谱缺少红色 启动时间长 表面温度高 50 60lm W 4 4人工光环境4 4 1人工光源 2 电光源的种类 三 高压钠灯1 高压钠灯的构造和工作原理 2 高压钠灯特性 发光效率高 可达130lx W 150lx W 用于需要高效率的场所 寿命长 平均寿命可达5000h 灯的再启动时间长 与高压汞灯相似 熄灭后再启动时间约10min 15min 故不能作事故照明灯用 光色 显色性较差 钠光灯辐射的589nm黄光 人眼敏感 是光效高的一个重要原因 常用于做路灯照明 四 高压汞灯效率高 可达40lx W 60lx W 节省电能 寿命长 有效寿命可达5000h 显色性差 灯的再启时间较长 外壳温度较高 选用时应考虑散热和防火 五 金属卤化物灯 六 氙灯 五 氙灯 人造小太阳 惰性气体 氙 放电弧光灯 光效22 50lm W 功率几千 几万 几十万瓦 是所有光源中功率最大的 不用镇流器 直接接电源使用 有强紫外线辐射 用于大型广场 体育场的照明 不同电光源性能比较 表面温度 小空间适用 2 电光源的种类 不同电光源发光能力比较 4 4 1人工光源 七 新光源1 荧光灯的改进与替代 七 新光源2 高频无极灯1 基本原理 荧光灯气体放电和高频电磁感应 2 特点和技术优势 寿命长节能环保无频闪显色性好色温可选可见光比例高不需预热电源电压大范围变动下能恒压供电 输出稳定的光通量安装可适应性 七 新光源2 高频无极灯1 基本原理 荧光灯气体放电和高频电磁感应 2 特点和技术优势 寿命长节能环保无频闪显色性好色温可选可见光比例高不需预热电源电压大范围变动下能恒压供电 输出稳定的光通量安装可适应性 七 新光源2 高频无极灯 LED LighyEmittingDiode 又称发光二极管 它们利用固体半导体芯片作为发光材料 当两端加上正向电压 半导体中的载流子发生复合 放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光 LED以其固有的特点 如省电 寿命长 耐震动 响应速度快 冷光源等特点 广泛应用于指示灯 信号灯 显示屏 景观照明等领域 在我们的日常生活中处处可见 家用电器 电话机 仪表板照明 汽车防雾灯 交通信号灯等 但由于其亮度差 价格昂贵等条件的限制 无法作为通用光源推广应用 LED发光二极管 3 LED照明光源基本特征 发光效率高耗电量少使用寿命长安全可靠性强有利于环保 八 发光装置1 发光顶棚2 光盒与光带3 光檐与光龛 发光天棚 由天窗发展而来 为了保持稳定的照明条件 模仿天然采光的效果 在玻璃吊顶至天窗的夹层里装灯 便构成发光天棚 发光天棚的构造方法 一种是把灯直接安装在平整的楼板下表面 然后用钢框架作成吊天棚的骨架 再铺上某种扩散透光材料 另一种是为了提高光效率 使用反光罩 使光线更集中地偷盗发光天棚地透光面上 如图 1 发光天棚 发光天棚地效率高低取决于透光材料的透光系数和灯具结构 一般为0 5 高的可达0 8 提高效率可采取的措施有 加反光罩 使光通全部投射到透光面上 设备层内表面 包括设备表面 保持高的反光系数 同时还要避免设备管道挡光 降低设备的层高 使灯靠近透光面 发光表面的亮度应均匀 人眼能觉察出不均匀的亮度比为 为不超过此界限 应使灯的间距和它至天棚表面的距离之比 保持在一定的范围内 适宜的比值见表 三 建筑化 大面积照明的艺术处理 构造基本要求提高效率的措施 三 建筑化 大面积照明的艺术处理 亮度分配色调搭配设计间距及要求 三 建筑化 大面积照明的艺术处理 亮度分配色调搭配设计间距及要求 2 光梁和光带 将发光天棚的宽度缩小为带状发光面 就成为 光梁 或 光带 光带的发光表面与天棚表面平齐 光梁则凸出于天棚表面 光学特性与发光天棚相近 光带的缺点 由于发光面和天棚处于同一平面 无直射光射到天棚上 使二者的亮度相差较大 为改善这种状况 可采用光梁 光带的轴线最好与外墙平行布置 并且使第一排光带尽量靠近窗子 这样 灯光照明和天然光线方向一致 可减少出现不利的阴影和不舒适眩光的机会 长长的光带 圆圆的花灯 暖黄的墙面 门面大 却毫无笨重感 神奇变幻的发光盒子 3 格片式发光天棚 构造原理 如图 格片是用金属薄板或塑料板组成的网状结构 保护角由格片的高和宽形成 常作成 格片上方的光源 把一部分光直射到工作面上 另一部分则经过格片反射 不透光材料 或反射兼透射 扩散透光材料 后进入室内 光效率取决于保护角和格片所用材料的光学性能 如图几种照明形式的光源表面亮度比较 发光面亮度太高易引起眩光 常采用的方法中最常用的就是格片式发光天棚 格片天棚表面亮度的均匀性是由它上表面照度的均匀性决定的 它随灯泡的间距和它离格片的高度而变 采用裸灯时 若格片用不透明材料作成 则小于或等于格片的保护角 用透明材料做格片时 小于或等于2即可 格片式天棚的优点 亮度较低 可根据不同材料和剖面形式控制表面亮度 很容易通过调节格片与水平面的倾角 得到指向性的照度分布 直立格片比平放的发光天棚积尘机会少 外观比透光材料作成的发光天棚生动 亮度对比小等 天棚帘 4 反光照明设施 反光照明设施是将光源隐藏在灯槽内 利用天棚或别的表面 如墙面 作成反光表面的一种照明方式 特点 具有间接型灯具的特点 又是大面积光源 所以光的扩散性极好 可以使室内完全消除阴影和眩光 由于光源的面积大 只要布置方法正确 就可以取得预期的效果 光效率比单个间接型灯具高一些 反光天棚的构造及位置处理原则 如图 设计反光照明设施时 必须注意的问题 必须注意灯槽的位置及其断面的选择 反光面应具有很高的反光系数 还应注意灯源在灯槽内的位置 应保证在房间另一端的人看不见光源如图 还有光源到墙面的距离不能太小 如白炽灯泡或荧光灯管 应不小于10 15cm 白炽灯泡的间距应小于 荧光灯管最好首尾相接 八 发光装置1 发光顶棚2 光盒与光带3 光檐与光龛 气体放电光源光谱 低压钠灯的主要波长为589nm的黄光 最接近555nm 故发光效率最高 高压钠灯光谱分布 金属卤化灯光谱分布 日光色镝灯 4 光源的选用 4 4人工光环境4 4 1人工光源 3 电光源的选择 4 4人工光环境4 4 1人工光源 选择原则根据所需的光环境选用合理的电光源性能参数 以创造舒适的光环境 如色温 显色指数等 舒适在获得同样的发光能力的同时 选择高效节能灯 即选择光效高的电光源 节能运行在满足舒适的光环境与光效的同时 降低一次投资成本 初投资低 在两个扁圆吸顶灯下有工作台P1和P2 如果光源为100W白炽灯 光效为12 5 求P1和P2点的照度 不计反射光的影响 解 灯具 在P1形成的照度为 E1 1 I0cos0 r2 130cos0 42 8 125 lx 计算灯具 在P1形成的照度 4 4 2照明灯具 1 灯具的光特性 配光曲线 发光强度的空间分布 反映发光能力 4 4 2照明灯具 1 灯具的光特性 遮光角和亮度分布 反映视觉舒适性 遮光角 指灯罩边和发光体边沿的连线与水平面所成的夹角 越大越不容易产生眩光 亮度分布 可用平均亮度表示 平均亮度越低 越不容易产生眩光 人能够接受的最高亮度为16cd m2 A 4 4 2照明灯具 1 灯具的光特性 灯具效率 反映灯具的经济性 表6 16荧光灯 高强度气体放电灯的下限灯具效率 建筑照明设计标准 GB50034 2004规定 按安装方式命名 分类不能反映灯具光分布特点吊灯 吸顶灯 嵌入式暗灯 壁灯 台灯 落地灯 4 4 2照明灯具 2 灯具分类 以照明灯具光通量上下空间的比例分类直接型灯具 半直接型灯具 均匀漫射型灯具 半直接型灯具 间接型灯具 样式举例 4 4 2照明灯具 2 灯具分类 以照明灯具光通量上下空间的比例分类直接型灯具 样式举例 4 4 2照明灯具 2 灯具分类 以照明灯具光通量上下空间的比例分类半直接型灯具 样式举例 均匀漫射型灯具 照明TAB5 2 新建筑物理TAB2 3 12 光强分布 4 4 2照明灯具 2 灯具分类 3 灯具选择原则 与光源类似 4 4 2灯具 各种灯具 格栅灯具 办公室照明 高天棚照明灯具 厂房 公共设施 光纤照明 装饰照明 热辐射光源 气体放电光源 投光灯具 室外照明 筒灯灯具 商业照明 按照配光特性选择办公建筑厂房大厅 门厅特殊用房 4 4 2照明灯具 3 灯具选择光的技术特性 环境条件 灯具外形 经济性 按环境条件选择 1 照明方式 4 4人工光环境4 4 3照明方式和照明种类 确定原则 舒适节能运行初投资低 典型的洁净室照明 AIRTECH样本 新建筑物理FIG2 3 33 新建筑物理FIG2 3 32 典型的洁净室照明 直接照明的办公室外观 间接照明的办公室外观 1 照明方式 4 4 3照明方式和照明种类 实例 1一般照明 局部照明 混合照明 分区照明 分区一般照明 1 照明方式 4 4 3照明方式和照明种类 实例 2 现代建筑化照明方式 山田FIG4 17 1 照明方式 4 4 3照明方式和照明种类 区别于独立于建筑的独立照明 2 照明种类 p 334 三 照明灯具及特性 一 灯具的种类1 按配光曲线分类 1 直接配光 直射型灯具 2 半直接配光 半直射型灯具 3 均匀扩散配光 漫射型灯具 4 半间接配光 半间接型灯具 5 配光 间接型灯具 2 按结构特点分类照明器按结构特点分 主要有下列几种 1 开启型 其光源与外界环境直接相通 2 闭合型 透明灯具是闭合型 透光罩把光源包合起来 但是罩内外空气仍能自由流通 如乳白玻璃球形灯等 3 密闭型 透明灯具固定处有严密封口 内外隔绝可靠 如防水 防尘灯等 4 防爆型 符合 防爆型电气设备制造检验规程 的要求 能安全地在有爆炸危险性性质的场所中使用 3 按灯具用途分类功能为主的灯具装饰为主的灯具 4 按固定方式分类 吸顶灯镶嵌灯吊灯壁灯台灯立灯轨道灯 二 光源与灯具的选择1 光源的选择根据使用场所的环境条件和光源的光效 显色性 寿命等光电特性指标选用 优先采用绿色 节能光源 2 灯具的选择光源环境条件光分布限制眩光经济性艺术效果 四 照明方式和种类 一 照明方式1 一般照明 整个场所的均匀照明2 分区一般照明 某一特定区域3 局部照明 特定视觉工作 某个局部4 混合照明 一般照明与局部照明 二 照明种类正常照明应急照明值班照明警卫照明障碍照明景观照明 第三节照度计算与灯具布置 一 照度的计算方法 利用系数法 单位容量法 逐点计算法 一 照度标准 二 利用系数计算法计算1 光通利用系数的概念 利用系数是灯具的光强分布 灯具效率 房间形态 室内表面反射比的函数 灯具的光效越高 光通越集中 利用系数也越高与灯具悬挂高度有关与房间的面积与形状有关与墙壁 顶棚及地板的颜色和清洁度有关 定性确定 照明计算 简单步骤 房间性质使用目的 照明光源 照明方式 照明灯具 功能性舒适性 美观性经济性 定量计算室内照度E实际等值 确定国家 行业 照明设计标准规定的照度E等参数 E实际 E 调整 N 结束 Y 室内工作照明基础 照明计算是照明设计的主要内容之一 包括照度计算亮度计算和眩光计算等 照明计算是正确进行照明设计的重要环节 是对照明质量作定量评价的技术指标 亮度计算和眩光计算比较复杂 在实际照明工程设计中 照明计算通常只进行照度计算 当对照明质量要求较高时 才要求作亮度计算与眩光计算 照明计算的目的是根据照明需要极其他已知条件确定需安装的灯具数量并合理布灯 或者在照明器型式布置和光源容量都已确定的情况下计算工作面上照度是否符合标准要求照明计算研究的两个方向 一是要求简单迅速 将事先按一定条件计算的结果编成图表 供设计人员查用 二是力求计算准确 由于需要考虑的因素增加 计算十分复杂 需要借助计算机进行 保证计算结果正确 2 平均照度计算公式 利用系数N 灯具的数量 每盏灯的光通量S 房间面积3 计算步骤 1 先将所选灯具布置好 确定合适的计算高度2 根据灯具高度h及房间尺寸A B确定室形指数i3 由系数表查出光通量利用系数4 确定K值5 根据平均照度计算光通量6 根据光通量选择每个灯具光源的功率 3 1利用系数法 照明器中光源总光通量 lm 照明器发出的最后落到工作面的光通量 lm 一 基本公式利用系数定义 利用系数 式中 光源发出的总光通量 lm 灯具投射到工作面上的光通量 lm 每套灯具内光源的光通量 lm N 照明灯具数量 套 1 房间形状室空腔比计算 式中a 房间长度b 房间宽度h 室空间高度计算高度hC 顶棚空间高度hf 地面空间高度 室形指数计算 矩形正方形圆形 为便于计算 一般图表将室形指数i分为0 6 0 8 1 0 1 25 1 5 2 0 2 5 3 0 4 0 5 0 共计10个等级 室形指数与室空间都是描述房间形状的物理量 它们之间的关系为 墙面平均反射比 式中A 室空间部分的墙面总面积 玻璃窗的面积 玻璃窗的反射比 透明玻璃的反射比一般取0 1 长时间工作的房间 其表面反射比按下表选取 利用系数的确定步骤 确定房间的空间系数RCR CCR FCR或i 计算有效空间反射比 计算墙面平均反射比根据所选灯具的利用系数表 查表得到利用系数 必要时 可采用内插法计算 三 平均照度计算 K 维护系数照明装置在同一表面上的维持平均照度与新装设时的初始平均照度之比 维护系数K 3 2单位容量法 计算公式 式中A 房间面积 指建筑面积P 全部灯泡的安装容量不含整流器消耗的功率PL 每套灯具的安装容量不含整流器消耗的功率 单位面积需安装的功率w m2N 在规定照度下所需的灯具数量 三 单位容量法适用范围 方案或初步设计时的计算计算方法 W 单位容量 w m2 P 灯光总安装功率 w 单位容量法计算步骤 根据房间功能选择光源及灯具型式 并确定计算高度h根据房间功能查照度标准 确定平均照度值EV根据房间面积A计算高度h平均照度EV查相应灯具的单位面积安装容量表 计算总安装容量确定需安装的灯具数量 套 二 灯具的布置 一 灯具的悬挂高度hc 垂度 h 计算高度 hp 工作面的高度 hs 悬吊高度确定灯具的悬吊高度应考虑如下因素 1 保证电气安全 2 限制直接眩光 3 便于维护管理 4 提高经济性 灯具高度布置示意图 为了达到良好的照明效果 避免眩光的影响 保证人们活动的空间 防止碰撞产生 避免发生触电 保证用电安全 灯具要具有一定的悬挂高度 对于室内照明而言 通常最低悬挂高度为2 4m 四 灯具的悬挂高度 与局部照明 重点照明 加强照明不同 大部分建筑物都会按均匀的布灯方式布灯 以满足照度分布均匀的基本条件 一般在这些场所设计要求照度均匀度不低于0 7 五 满足照度分布均匀的合理性 照度是否均匀主要还取决于灯具布置间距和灯具本身光分布特性 配光曲线 两个条件 为了设计方便常常给出灯具的最大允许距高比值S H 当灯下面的照度E0等于相邻灯具中点处的照度E1时 此两灯的间距S与高度H之比称为最大允许距高比 此时 图3 16最大允许距高比示意图I0 灯具投射角为0 时的光强 cd I 灯具投射角为 时的光强 cd H 灯具安装高度 m S 两灯的间距 m 灯具最有利的距高比S H 在已知灯具至工作面的高度H 并根据表中的S H值 就可以确定灯具的间距S 图3 17给出了点光源灯具的几种布置和S的计算 图3 17点光源灯具的几种布置方式及S的计算 第一节室内灯具的布置 一 概述 灯具布置 光的投射方向 工作面的照度 照度的均匀性 眩光的限制 阴影 确定灯具在房间内的空间位置 照明安装容量投资费用维护检修方便与安全 是否合理 3 灯具安装是否符合电气技术规范和电气安全的要求 并且便于安装 检修与维护 正确地选择布灯方式应着重考虑以下几方面 1 灯具布置必须以满足生产工作 活动方式的需要为前提 充分考虑被照面照度分布是否均匀 有无挡光阴影及引起的光的程度 2 灯具布置的艺术效果与建筑物是否协调 产生的心理效果及造成的环境气氛是否恰当 二 一般照明方式典型布灯法 1 点光源布灯 灯具与墙的间距取灯间距离的1 2倍 如果靠墙区域有工作桌或设备 灯距墙也可取l 3 l 4的灯间距 图3 1点光源布灯 2 线状光源布灯 图3 2线状光源布灯法 a 为光带布灯方式 b 为间隔布灯方式 靠墙光带与墙之间的距离一般取S 2 若靠墙有工作台可取S 3 S 4 光带端部与墙的距离不大于500mm 线状布灯方式下 房间内光带最少排数 线光源纵向灯具的个数 三 装饰布灯 1 天棚装饰布灯法 图3 4渐开型布灯 图3 5组合布灯 图3 3梅花形布灯 图3 7线状光源纵向布灯 线状光源横向布灯的特点是工作面照度分布均匀 并造成一种热烈气氛 且舒适感良好 线状光源纵向布灯的特点是诱导性好 工作面照度均匀 舒适感良好 线状光源格子布灯的特点是从各个方向进入室内时有相同的感觉 适应性好 有排列整齐感 照度分布均匀 舒适性好 图3 8线状光源格子布灯 图3 6线状光源横向布灯 2 室内装修配合布灯法 图3 9发光天棚 图3 10光藻井 图3 11彩色玻璃天棚 图3 12顶极藻井花灯 图3 13天花藻井装大型花灯 图3 14组合天棚式照明 3 组合天棚式和成套装置式照明 图3 15成套装置式照明 二 室内灯具的布置方案1 均匀布置适用于要求照度均匀的场合2 选择性布置适用于分区分段的一般照明 一 设计原则和程序 一 主要任务确定照明种类和照明方式选择照明光源及灯具确定灯具布置方案进行必要的照度计算和供电系统负荷计算照明电气设备与线路的选择和计算绘制出照明平面图和相应的供电系统图 二 照明设计原则 从建筑物的功能出发 正确掌握设计标准 在满足照明质量要求的基础上 合理选择光源及灯具 第四节室内照明设计 建筑电气施工图的识读 基础知识 1 常用电线 裸导线 一般为架空线路的主体 输送电能 裸单线 TY铜质圆单线LY铝质圆单线 裸绞线 TJ铜绞线LJ铝绞线LGJ钢芯铝绞线 绝缘电线B 电线标称截面 mm2 绝缘材料 V为聚氯乙烯塑料绝缘 X为橡胶绝缘 导体材料 L为铝芯 铜芯省略 表示布线用的电线导线的性能 ZR 表示阻燃 NH表示耐火 BV 铜芯塑料绝缘线BX 铜芯橡胶绝缘线BLV 铝芯塑料绝缘线BVV 铜芯塑料绝缘护套线BLVV 铝芯塑料绝缘护套线例 BV 2 5BVV 4ZRBLV 25NHBX 10 2 电缆 多芯导线在电路中起着输送和分配电能的作用电缆的组成 线芯 绝缘层 保护层电缆按用途可分为 电力电缆 用来输送和分配大功率电能a 聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆VVVLV例 VV22 4 120 1 50表示4根截面为120mm2和1根截面为50mm2的铜芯聚氯乙烯绝缘 钢带铠装聚氯乙烯护套五芯电力电缆 b 交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆YJVYJLV例 YJV22 4 120表示4根截面为120mm2的铜芯交联聚乙烯绝缘 钢带铠装聚氯乙烯护套四芯电力电缆 控制电缆 用于传输控制电流常用控制电缆 KVVKVLV 通信电缆 用于传输信号和数据 电话电缆 HYYHYV 同轴射频电缆 STV 75 4 电缆按绝缘层可分为 油浸纸绝缘Z橡皮绝缘X塑料绝缘V Y 电缆附件电缆终端头 电缆与配电箱的连接处一根电缆两个电缆头电缆中间头 用于电缆的延长 隔250m设一个 4 线路敷设方式代号 TC 用电线管敷设SC 用焊接钢管敷设SR 用金属线槽敷设CT 用桥架敷设PC 用硬塑料管敷设PEC 用半硬塑料管敷设 5 线路敷设部位代号 WE 沿墙明敷WC 沿墙暗敷CE 沿顶棚明敷CC 沿顶棚暗敷BE 沿屋架明敷BC 沿梁暗敷CLE 沿柱明敷CLC 沿柱暗敷FC 沿地板暗敷SCC 在吊顶内敷设 6 线路在平面图上的表示 a b c d e fa 线路编号b 导线型号c 导线根数d 导线截面e 线路敷设方式f 线路敷设部位例 N1BV 3 4SC20 FC表示 N1回路 3根4mm2的铜芯聚氯乙烯塑料绝缘线 穿DN20的焊接钢管沿地板敷设 7 灯具在平面图上的表示 a 灯具数量b 灯具型号c 灯泡数量d 灯泡容量 We 灯具安装高度f 灯具安装方式 X吸顶 B壁安 G吊杆式 L吊链式 R 嵌入式 L 光源种类例 表示 2套灯 每套有30W的灯管2个 吊链式安装 安装高度为2 8m 三 设计程序1 收集照明设计的初始资料2 确定照明设计方案3 进行照明施工图设计二 照度的确定照度标准三 电气照明设计实例1 设计依据2 照明设计 住房大居室 3 负荷计算4 导线截面5 主要材料汇总 电气照明设计实例 8 电气工程系统图的识读 识读程序 先看图纸目录 再看施工说明 了解图例符号 系统结合平面 识读要点 供电方式和相数 高压还是低压供电 单相还是三相 进户方式 电杆进户 沿墙边埋角钢进户 地下电缆进户 线路分配情况 线路敷设方式 绝缘子布线 管子布线 线槽布线 电缆布线等 照明设备器具的布置 安装高度及平面位置 接地防雷情况 识读脉络 进户线 总配电箱 干线 分配电箱 支线 用电设备 三 电气照明设计实例 电气施工图识读案例 设计说明一般是一套电气施工图的第一张图纸 主要包括 1 工程概况 2 设计依据 3 设计范围 4 供配电设计 5 照明设计 6 线路敷设 7 设备安装 8 防雷接地 9 弱电系统 10 施工注意事项 1 1设计说明 识读一套电气施工图 应首先仔细阅读设计说明 通过阅读 可以了解到工程的概况 施工所涉及到的内容 设计的依据 施工中的注意事项以及在图纸中未能表达清楚的事宜 下面的例子是某公寓的电气设计说明 通过它来初步了解电气施工图的设计说明 设计说明一 设计依据1 民用建筑电气设计规范 JGJ T16 92 2 建筑物防雷设计规范 GB50057 942000年版 3 有线电视系统工程技术规范 GB50200 94 4 其他有关国家及地方的现行规程 规范及标准 二 设计内容本工程电气设计项目包括380V 220V供配电系统 照明系统 防雷接地系统和电视电话系统 三 供电系统1 供电方式本工程拟由小区低压配电网引来380V 220V三相四线电源 引至住宅首层总配电箱 再分别引至各用电点 接地系统为TN C S系统 进户处零线须重复接地 设专用PE线 接地电阻不大于4 本工程采用放射式供电方式 2 线路敷设低压配电干线选用铜芯交联聚乙烯绝缘电缆 YJV 穿钢管埋地或沿墙敷设 支干线 支线选用铜芯电线 BV 穿钢管沿建筑物墙 地面 顶板暗敷设 四 照明部分1 本工程按普通住宅设计照明系统 2 所有荧光灯均配电子镇流器 3 卫生间插座采用防水防溅型插座 户内低于1 8m的插座均采用安全型插座 4 各照明器具的安装高度详见主要设备材料表 五 防雷接地系统本工程按民用三类建筑防雷要求设置防雷措施 利用建筑物金属体做防雷及接地装置 在女儿墙上设人工避雷带 利用框架柱内的两根对角主钢筋做防雷引下线 并利用结构基础内钢筋做自然接地体 所有防雷钢筋均焊接连通 屋面上所有金属构件和设备均应就近用 10镀锌圆钢与避雷带焊接连通 接地电阻不大于4 若实测大于此值应补打接地极直至满足要求 具体做法详见相关图纸 2 本工程设总等电位联接 应将建筑物的PE干线 电气装置接地极的接地干线 水管等金属管道 建筑物的金属构件等导体作等电位联接 等电位联结做法按国标02D501 2 等电位联接安装 3 所有带洗浴设备的卫生间均作等电位联接 具体做法参见98ZD501 51 52 4 过电压保护 在电源总配电柜内装第一级电涌保护器 SPD 5 本工程接地形式采用TN C S系统 电源在进户处做重复接地 并与防雷接地共用接地极 六 电话 宽带系统1 电话电缆由室外穿管埋地引入首层的电话组线箱 再引至各个用户点 2 电话系统的管线 出线盒均为暗设 管线规格型号见系统图 七 共用天线电视系统1 电视电缆由室外穿管埋地引入首层的电视前端箱 再分配到各用户分网 2 电视系统的管线 出线盒均为暗设 管线规格型号见系统图 八 其他施工中应与土建密切配合 做好预留 预埋工作 严格按照国家有关规范