第13章建筑电气照明-刘源泉

1、第第1313章章 建筑电气照明系统建筑电气照明系统 电气照明设计的首要任务是在缺乏自然电气照明设计的首要任务是在缺乏自然光的工作场所或工作区域内，创造一个光的工作场所或工作区域内，创造一个适宜于进行视觉工作的环境。适宜于进行视觉工作的环境。 合理的电气照明是保证安全生产、改善合理的电气照明是保证安全生产、改善劳动条件、提高劳动生产率、减少事故、劳动条件、提高劳动生产率、减少事故、保护工作人员视力健康以及美化环境的保护工作人员视力健康以及美化环境的必要措施。适用、经济和美观，是照明必要措施。适用、经济和美观，是照明设计的一般原则。设计的一般原则。13.113.1照明的基本知识照明的基本知识 建筑

2、室内照明系统由建筑室内照明系统由照明装置（照明装置（灯具灯具）和）和电气电气部分（部分（照明开关、照明线路及照明配电盘照明开关、照明线路及照明配电盘）组）组成。成。 光是波长在一定范围内的电磁辐射光是波长在一定范围内的电磁辐射，即电磁波。即电磁波。波长在波长在380780nm (1nm =10-9m)范围内的电磁范围内的电磁波能使人眼产生光感，这部分电磁波称为可见波能使人眼产生光感，这部分电磁波称为可见光 。 与 其 相 邻 波 长 长 的 部 分 称 为 红 外 线光 。 与 其 相 邻 波 长 长 的 部 分 称 为 红 外 线(78034000nm)，波长短的部分称为紫外线，波长短的部分

3、称为紫外线(10380nm)。13.1.1 照明的基本物理量照明的基本物理量 光作为电磁能量的一部分，当然是可以光作为电磁能量的一部分，当然是可以量度的。量度的。 光的基本度量单位有以下几个：光的基本度量单位有以下几个：1.光通量（光通量（ ） 光源在单位时间内向周围空间辐射出去光源在单位时间内向周围空间辐射出去的，并使人眼产生光感的能量，称为光的，并使人眼产生光感的能量，称为光通量。光通量的符号为通量。光通量的符号为，单位为流明，单位为流明(lm)。 蜡烛：蜡烛：11.3lm； 100W白炽灯：白炽灯：15700lm； 1000W白炽灯：白炽灯：21000lm2.发光强度（发光强度（I） 光

4、源在空间给定方向上，单位立体角内辐光源在空间给定方向上，单位立体角内辐射的光通量，称为光源在该方向的发光强射的光通量，称为光源在该方向的发光强度。度。 发光强度的符号为发光强度的符号为I，单位为坎德拉，单位为坎德拉(cd)，1坎德拉表示在坎德拉表示在1球面度（球面度（sr）立体角内，）立体角内，均匀发出均匀发出1流明的光通量，用公式表示为：流明的光通量，用公式表示为：lcd=1lm/sr 是表征光源发光强弱的物理量。是表征光源发光强弱的物理量。3.照度（照度（E） 是指被照物体表面单位面积上所接受的光通量。是指被照物体表面单位面积上所接受的光通量。 照度的符号为照度的符号为E，单位为勒克斯（，

5、单位为勒克斯（lx）1 lx1 lm/ 自然光的光照度大约如下：自然光的光照度大约如下： 晴天在阳光直射下晴天在阳光直射下 1000 0001x 晴天在背荫处晴天在背荫处 100 0001x 晴天在室内北窗附近晴天在室内北窗附近 2 0001x 晴天在室内中央晴天在室内中央 2001x 晴天在室内角落晴天在室内角落 201x 晴天在月夜地面晴天在月夜地面 0.21xlx14.亮度（亮度（L） 亮度是一单元表面在某一方向上的光亮度是一单元表面在某一方向上的光强密度，单位强密度，单位cd/。5、光通发散度、光通发散度6.显色性和显色指数（显色性和显色指数（Ra） 显色性：显色性： 同一颜色的物体在

6、具有不同光谱功率分同一颜色的物体在具有不同光谱功率分布的光源照射下，会显出不同的颜色，布的光源照射下，会显出不同的颜色，光源显现被照物体的颜色的性能。光源显现被照物体的颜色的性能。 显色指数：显色指数： 物体在某光源照射下显现颜色与日光照物体在某光源照射下显现颜色与日光照射下显现颜色相符的程度。射下显现颜色相符的程度。 日光显色指数定为日光显色指数定为100。6. 眩光值（眩光值（GR） 眩光是度量室外体育场和其他室外场地眩光是度量室外体育场和其他室外场地照明装置对人眼引起不舒适感主观反应照明装置对人眼引起不舒适感主观反应的心理参数。的心理参数。7. 材料的光学性质材料的光学性质 光线在传播过

7、程中遇到介质，一部分光光线在传播过程中遇到介质，一部分光通量被介质反射，一部分透过介质，还通量被介质反射，一部分透过介质，还有一部分被吸收。各种材料的反光和透有一部分被吸收。各种材料的反光和透光能力对照明设计是很重要的。光能力对照明设计是很重要的。13.1.2、照明的种类、照明的种类 照明的种类按用途分为：照明的种类按用途分为： 正常照明、应急照明、值班照明、正常照明、应急照明、值班照明、 警卫照明、景观照明、障碍照明。警卫照明、景观照明、障碍照明。13.2 电光源和灯具电光源和灯具13.2.1、电光源、电光源1 1、光源的分类、光源的分类（1）热辐射光源）热辐射光源 利用电流的热效应，将物体

8、加热到白炽程度所产生的可见光来照明的光源。如白炽灯、卤钨灯等。（2）气体放电光源）气体放电光源 利用电流通过气体（或蒸气）时，激发气体或蒸汽电离、放电而产生的可见光。如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等。（3）半导体发光源）半导体发光源 发光二极管，简称LED2、常用电光源、常用电光源1).白炽灯白炽灯2).荧光灯荧光灯3).卤钨灯卤钨灯4).高压汞灯高压汞灯5).金属卤化物灯金属卤化物灯6).半导体灯半导体灯，1W以上的半导体灯相当于以上的半导体灯相当于15W以上的白炽灯以上的白炽灯13.2.2 灯具的类型和选择灯具的类型和选择 灯具是指能透光、分配光和改变光源光灯具是指能透光、分配

9、光和改变光源光分布的器具分布的器具，以达到合理利用和避免眩以达到合理利用和避免眩光的目的。光的目的。 灯具：光源、灯罩灯具：光源、灯罩、灯座、灯座组成。组成。 1.灯具的种类灯具的种类 1 1）（按配光曲线分类）：（按配光曲线分类）： (1) 直接配光（直射型灯具）直接配光（直射型灯具） (2)半直接配光（半直射型灯具半直接配光（半直射型灯具) (3)均匀扩散配光（漫射型灯具）均匀扩散配光（漫射型灯具） (4)半间接配光（半间接型灯具）半间接配光（半间接型灯具） (5)配光（间接型灯具）配光（间接型灯具）1.灯具的种类灯具的种类 2）按结构特点分类）按结构特点分类 (1)开启式灯具开启式灯具(

10、2)闭合式灯具闭合式灯具 (3)密封式灯具密封式灯具 (4)防爆式灯具防爆式灯具1.灯具的种类灯具的种类3）按安装方式分类）按安装方式分类 (1)吸顶灯吸顶灯 (2)镶嵌灯镶嵌灯 (3)吊灯吊灯 (4)壁灯壁灯 2、灯具的选择、灯具的选择 灯具类型的选择与使用环境、配光要求有关。在选灯具类型的选择与使用环境、配光要求有关。在选用灯具时，一般要考虑以下几个因素用灯具时，一般要考虑以下几个因素: (1)光源光源 (2)环境条件环境条件 (3)光分布光分布 (4)限制眩光限制眩光 (5)经济性经济性(6)艺术效果艺术效果13.2.3灯光照明在建筑装饰灯光照明在建筑装饰 一切居住、娱乐、社交场所的照明

11、设计的主要任务一切居住、娱乐、社交场所的照明设计的主要任务便是艺术主题和视觉的舒适性。便是艺术主题和视觉的舒适性。装饰照明的设计装饰照明的设计原则：原则： (1)安全性安全性 (2)适用性适用性 (3)经济性经济性 (4)美观美观13.3 灯具的布置和照度的计算灯具的布置和照度的计算13.3.1灯具的布置灯具的布置 灯具的布置主要就是确定灯在室内的空间位置，灯具的布置主要就是确定灯在室内的空间位置，直接决定工作面的亮度、光通量的均匀性、眩光、直接决定工作面的亮度、光通量的均匀性、眩光、光的投射方向、亮度分布、环境的阴影、初期的光的投射方向、亮度分布、环境的阴影、初期的投资、后期的维修费用、使用

12、的安全性和耗电量投资、后期的维修费用、使用的安全性和耗电量等。等。 确定灯具的高度布置和平面布置两部分。确定灯具的高度布置和平面布置两部分。1 1、灯具的高度布置、灯具的高度布置垂度垂度计计算算高高度度工作面工作面高度高度悬悬吊吊高高度度1 1、灯具的高度布置、灯具的高度布置 灯具间距灯具间距L与灯具的计算高度与灯具的计算高度h的比值称的比值称为距高比。灯具布置是否合理为距高比。灯具布置是否合理,主要取决主要取决于灯具的距高比是否恰当。距高比值小于灯具的距高比是否恰当。距高比值小,照明的均匀度好照明的均匀度好,但投资大但投资大;距高比值过大距高比值过大,则不能保证得到规定的均匀度。因此则不能保

13、证得到规定的均匀度。因此,灯灯间距离间距离L实际上可以由最有利的距高比值实际上可以由最有利的距高比值来决定。根据研究来决定。根据研究,各种灯具最有利的距各种灯具最有利的距高比列于下表中。这些距高比值保证了高比列于下表中。这些距高比值保证了为减少电能消耗而应具有的照明均匀度。为减少电能消耗而应具有的照明均匀度。1 1、灯具的高度布置、灯具的高度布置 确定灯具的悬吊高度应考虑的因素：确定灯具的悬吊高度应考虑的因素： 1）保证电气安全；）保证电气安全； 2）限制直接眩光；）限制直接眩光； 3）便于维护管理；）便于维护管理； 4）提高经济性。）提高经济性。 灯具间距灯具间距L与灯具的计算高度与灯具的计

14、算高度h的比值称的比值称为为距高比距高比。1 1、灯具的高度布置、灯具的高度布置4 4）提高经济性，确定合理的距高比）提高经济性，确定合理的距高比1 1、灯具的高度布置、灯具的高度布置5 5）常用的悬吊高度参考数据）常用的悬吊高度参考数据2.灯具的平面布置 (1)均匀布置 灯具之间的距离及行间距离均保持一定。均匀布置方式适用于要求照度均匀的场合。 (2)选择布置 选择布置是指根据工作面的安排、设备的布置来确定。 灯具离墙的距离一般取（1/31/2)L，当靠墙有工作面时取（1/41/3)L，L为灯距.灯具有平面布置确定后，房间内灯具的数目就可确定,由光源种类、灯具形式和布置等因素组成的照明系统也

15、就可以确定。13.3.2 照度计算照度计算 P292 利用系数法应用的计算实例利用系数法应用的计算实例1.利用系数计算法利用系数计算法 照明光源的利用系数是表征照明光源的照明光源的利用系数是表征照明光源的光通量有效利用程度的一个参数，用投光通量有效利用程度的一个参数，用投射到工作面上的光通量射到工作面上的光通量(包括直射光通和包括直射光通和多方反射到工作面上的光通多方反射到工作面上的光通)与全部光源与全部光源发出的光通量之比来表示。发出的光通量之比来表示。13.4 照明设计照明设计 13.4.1 照明设计标准照明设计标准 在我国照明工程的设计实践中，采用两大标准。在我国照明工程的设计实践中，采

16、用两大标准。 一类是一类是国家标准国家标准，主要包括，主要包括工业企业照明设计工业企业照明设计标准标准、民用建筑照明设计标准民用建筑照明设计标准、城市道城市道路照明设计标准路照明设计标准。 另一类是另一类是国际标准国际标准，欧洲采用国际照明委员会，欧洲采用国际照明委员会(CIE)和英国建筑工程师协会和英国建筑工程师协会(CIBSE)颁布的一系颁布的一系列标准和指南。而在北美采用北美照明学会列标准和指南。而在北美采用北美照明学会(IESNA)颁布的一系列标准和指南。颁布的一系列标准和指南。13.4 照明设计照明设计 13.4.1 照明设计标准照明设计标准 1.工业企业照明设计标准工业企业照明设计

17、标准 2.民用建筑照明设计标准民用建筑照明设计标准 3.城市道路照明设计标准城市道路照明设计标准13.4 照明设计照明设计 13.4.1 照明设计标准照明设计标准13.4.2 照明设计内容照明设计内容 电气照明设计：照明供电设计、灯具设计电气照明设计：照明供电设计、灯具设计 1 ）照明供电设计）照明供电设计 电源和供电方式的确定，照明配电网络形式的电源和供电方式的确定，照明配电网络形式的选择、电气设备和导线的选择和敷设选择、电气设备和导线的选择和敷设。 2）灯具设计）灯具设计 照明方式的选择、电光源的选择、照度标准的照明方式的选择、电光源的选择、照度标准的确定、照明器的选择及布置、照度的计算、电确定、照明器的选择及布置、照度的计算、电光源的安装功率的确定光源的安装功率的确定13.4.3 照明设计步骤照明设计步骤1）了解建设单位的使用要求，明确设计方向；2）收集有关技术资料和技术标准，