电气07-01-照明系统的基本知识及应用

,照明系统的基本知识及应用,王建明,目录1、照明基础知识、基本概念、照明种类划分2、照度计算公式的应用3、智能照明种类及应用4、照度计算软件的选用和应用,划,1、照明基础知识、基本概念、照明种类划分1-1照明基础知识和基本概念1）光通量根据辐射对标准光度观察者的作用导出的光度量，即人眼所能感受到的辐射功率，是每单位时间到达、离开或通过曲面的光能量，单位流明（lm）。2）照度表面上一点的照度是入射在包含该点的面元上的光通量除以该面元面积所得之商，单位勒克斯（lx）。3）单位功率密度单位面积上的照明安装功率，包括光源、镇流器或变压器，单位为瓦特每平方米（W/m2）。,划,1、照明基础知识、基本概念、照明种类划分4）室形指数表示房间几何形状的数值。其计算式为RIab/h(a+b)5）眩光视野中不合适的亮度分布造成的极端的亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。6）显色性与标准光源相比较时，光源显现物体颜色的特性7）色温是表示光源光色的尺度，单位为开尔文（K）,划,1、照明基础知识、基本概念、照明种类划分1-2照明方式及设置要求工程中照明方式及设置要求通常按如下方式划分：1）一般照明为照亮整个场所而设置的均匀照明。工作场所通常应设置一般照明。2）分区一般照明对某一特定区域，如进行工作的地点，设计成不同的照度来照亮该区域的一般照明。同一场所内的不同区域有不同照度要求时，应采用分区一般照明。3）混合照明由一般照明与局部照明组成的照明。对于部分作业面照度要求较高，只采用一般照明不合理的场所，宜采用混合照明。4）局部照明特定视觉工作用的、为照亮某个局部而设置的照明。在一个工作场所内不应只采用局部照明。,划,1、照明基础知识、基本概念、照明种类划分照明种类及设置要求正常照明在正常情况下使用的室内外照明。工作场所均应设置正常照明。应急照明因正常照明的电源失效而启用的照明，包括疏散照明安全照明备用照明,划,1、照明基础知识、基本概念、照明种类划分疏散照明作为应急照明的一部分用于确保疏散通道被有效地辨认和使用的照明，含疏散指示灯。正常照明因故障熄灭后，须确保人员安全疏散的出口和通道，应设置疏散照明。安全照明作为应急照明的一部分，用于确保潜在危险之中的人员安全的照明。正常照明因故障熄灭后，需确保潜在危险之中的人员安全的场所，应设置安全照明如手术室等。备用照明作为应急照明的一部分，用于确保正常活动继续进行的照明。正常照明因故障熄灭后，需确保正常活动继续进行的场所，应设置备用照明，如消防控制室、消防泵房、配电室等。,划,1、照明基础知识、基本概念、照明种类划分1-4规范中对照明相关的强制规定1-4-1建筑内消防应急照明灯具的照度应符合下列规定：1）疏散走道的地面最低水平照度不应低于0.5lx；2）人员密集场所内的地面最低水平照度不应低于1.0lx；3）楼梯间内的地面最低水平照度不应低于5.0lx；4）消防控制室、消防水泵房、自备发电机房、配电室、防烟与排烟机房以及发生火灾时仍需正常工作的其它房间的消防应急照明，仍应保证正常照明的照度。1-4-2消防应急照明灯具和灯光疏散指示标志的备用电源的连续供电时间不应少于30min。,划,1、照明基础知识、基本概念、照明种类划分1-4规范中对照明相关的强制规定1-4-3消防用电设备的配电线路应满足火灾时连续供电的需要，其敷设应符合下列规定：暗敷时，应穿管并应敷设在不燃烧体结构内且保护层厚度不应小于30mm。明敷时（包括敷设在吊顶内），应穿金属管或封闭式金属线槽，并应采取防火保护措施。,划,2、照度计算公式的应用进行照度计算之前，首先确定如下参数：1）确定照明标准2）确定照明方式3）确定照明种类4）选择光源5）选择镇流器6）选择灯具类型7）灯具布置方案,划,2、照度计算公式的应用6）选择灯具类型，选择原则安全，与光源配套。灯具效率高，无特殊要求的场所，应选用直接型灯具。按房间室形指数，房间大小和灯具安装高度，选择配光适宜的灯具，如深照型、配照型、广照型、中照型等按环境条件选用相适应的防护等级的灯具，如洁净灯、防水防尘等、防潮灯、水下灯、防爆灯等。对于高等级的公共建筑的公共场所，按建筑装饰要求选用相适应的灯具。,划,2、照度计算公式的应用7）灯具布置方案，布灯原则一个场所或一定区域内应相对均匀对称，按一定规律布灯。工业建筑的布灯应和建筑结构（如柱网、屋架、梁、屋面等）相协调，并与工艺布置（如吊车、各种管道和高大设备位置和高度）相协调，避免碰撞和挡光。多层建筑、公共建筑应注意整体美观。装灯位置和高度应便于安装与维修。,划,2、照度计算公式的应用2-2照度计算按照以上选择的光源、灯具及布置方案，进行作业面的平均照度计算Eav=NUK/A式中Eav工作面上的平均照度，Lx光源光通量，Lm（查表获得）N光源数量U利用系数（查表获得）A工作面面积，m2K灯具的维护系数（查表获得）,划,2、照度计算公式的应用-校验节能指标按确定的照明方案，计算实际的照明功率密度LPD（注意包括镇流器、变压器等附件的功耗），该值不超过标准规定的LPD值为合格，如超过，应重新调整方案，重新计算直到符合标准。,划,2、照度计算公式的应用-配置电气线路1）明确供电负荷等级确定供电电源，包括依据照明负荷的大小和重要性确定配电变压器是与电力合用还是照明专用，有应急照明时还要考虑备用应急电源方式（如采用应急电源或灯具自带蓄电池等）。2）确定配电系统，包括配电分区划分，注意不同用户、不同核算单位、不同楼层、不同防火分区，配电箱设置，灯光开关控制要求，配电线路连接。配电系统一般有放射式、树干式、放射式树干式相结合等形式，配电箱宜设置在靠近照明负荷中心便于操作的位置。,划,2、照度计算公式的应用3）配电系统接地方式，通常与该建筑的电力用电统一确定，注意采用类灯具时，其外露导电部分应接地。4）功率统计和负荷计算，按各干线、各分支线统计照明安装功率（注意包括镇流器、变压器等附件的功耗），计算出需求功率计算功率、功率因数和计算电流5）配电线路设计，包括各级配电线路导线电缆的选型以及截面的确定。根据场所环境条件和防火、防爆要求选择电线电缆的类型、敷设方式，并按照允许载流量和机械强度要求初步选择导体截面积。,划,2、照度计算公式的应用6）电压损失计算，按初选的导线和截面计算各段线路的电压损失，求出末端灯的电压损失值要求不超过标准规定，如超过，应加大截面，再进行计算。7）配电线路保护电器的选型和参数的确定。8）开关和控制方式的设计：应满足节能要求，一般工作房间按要求设置集中的或分散的手动开关，对于大面积场所、公共场所以及火灾应急照明，要考虑集中的或自动控制方式，包括各种节能的、利用天然光或无人时自动关灯等控制方式9）确定灯具和配电箱、开关、控制装置的安装方式、线路敷设方式。,划,2、照度计算公式的应用10）配电系统设计时注意事项导线选择照明分支回路的导线一般选择为BV-450/750V-2.5mm2注意三相平衡度，最大相负荷不宜超过三相平均负荷值的115%,最小相负荷不宜小于三相平均负荷值的85%。不同回路的线路，不宜穿在同一根管内断路器选择，照明工程一般选用微型断路器，其电流整定值大于计算电流值，且小于导线载流量值电器选择应满足一般工作条件，如额定电压、额定电流等，还应考虑在短路条件下短路耐受电流的要求。,划,2、照度计算公式的应用6）每个单相分支回路电流不宜超过16A，所接光源数不宜超过25个，组合灯具时电流不宜超过25A，所接光源数不宜超过60个，高强度气体放电灯时电流不宜超过30A。7）插座不宜和照明灯接在同一分支回路，每一分支回路所接插座数量不宜大于10个，插座回路一般均设漏电保护器，其动作电流不大于30mA。8）潮湿场所照明及手提式照明应采用安全低电压供电。,划,3、智能照明种类及应用3-1智能照明概述智能照明工程是在综合运用自动控制、计算机、通信、传感器等技术的基础上，实现建筑内外照明灯具及支路的有效控制与管理，目的是使得照明系统运营的节能、高效、可靠及安全。3-2智能照明工作原理智能照明控制系统是利用先进电磁调压及电子感应技术，对供电进行实时监控与跟踪，自动平滑地调节电路的电压和电流幅度，改善照明电路中不平衡负荷所带来的额外功耗，提高功率因素，降低灯具和线路的工作温度，达到优化供电目的照明控制系统。,划,3、智能照明种类及应用3-2智能照明工作原理智能照明系统采用主电源经可编程控制模块后输出供照明灯用电，灯的开、关和调亮、调暗由可编程多功能按键面板控制，控制模块与按键面板之间通过一条低压控制总线相互连接起来。控制模块和按键面板内部有微处理器，存贮器和控制总线的接口电路，它们完全处在低压情况下工作，所有控制器和面板都可通过编程实现对各灯路的亮度控制，于是就可产生不同的灯光场景和系统控制的效果。,3、智能照明种类及应用3-3智能照明主要控制方式为：系统可控制任意回路连续调光或开关。场景控制：可预先设置多个不同场景，在场景切换时淡入、淡出。可接入各种传感器对灯光进行自动控制。移动传感器：对人体红外线检测达到对灯光的控制；如人来灯亮，人走灯（暗）。光亮照度传感器：对某些场合可根据室外光线的强弱调整室内光线，如学校教室的恒照度控制。时间控制：某些场合可以随上下班时间调整亮度。红外遥控：可用手持红外遥控器对灯光进行控制。系统联网：可系统联网，利用上述控制手段进行综合控制或与楼宇智能控制系统联网。,划,划,3、智能照明种类及应用智能照明主要品牌：澳洲邦奇、ABB的I-BUS、奇胜的CBUS、路创（LUTRON）、WIELAND、e-bfb、瑞朗、索博、雷士等。其控制系统的构成基本相同，微有差异，通常由调光模块、开关模块、控制面板、液晶显示触摸屏、智