第五章 照明灯具

1、第五章 照明灯具5.1 灯具特性5.2 灯具分类5.3 灯具的选用补充：光强空间分布特性补充：光强空间分布特性 灯具所具有的把光强在空间重新分布的特性是灯具最主灯具所具有的把光强在空间重新分布的特性是灯具最主要的光学特性，也是进行照明计算的主要依据。要的光学特性，也是进行照明计算的主要依据。有关概念有关概念:（1）配光）配光 灯具在空间各个方向上的光强重新分布称为灯具在空间各个方向上的光强重新分布称为配光配光，即光的，即光的分配。光源本身也有配光，但把光源装入灯具以后，光源原分配。光源本身也有配光，但把光源装入灯具以后，光源原先的配光发生了改变，这主要是灯具的配光起了作用。先的配光发生了改变，

2、这主要是灯具的配光起了作用。5.1 灯具的特性灯具的特性（2）配光特性配光特性：主要是指光源和：主要是指光源和灯具在空间各方向上的分布状态。灯具在空间各方向上的分布状态。可以有不同的表示方法，如用数学可以有不同的表示方法，如用数学解析式、表格或用曲线法等。如果解析式、表格或用曲线法等。如果用曲线形式表示，该曲线就被称为用曲线形式表示，该曲线就被称为配光特性曲线配光特性曲线。（3）光中心）光中心 把一定尺寸的光源把一定尺寸的光源（或灯具）看作一个点，它的光认（或灯具）看作一个点，它的光认为就是从该点发出的，该点所在的为就是从该点发出的，该点所在的位置就称为位置就称为光中心光中心。一般发光体的。一

3、般发光体的中心就是该发光体的几何中心，对中心就是该发光体的几何中心，对敞开式及用非透明材料制成的灯具，敞开式及用非透明材料制成的灯具，光中心即为光出口中心光中心即为光出口中心.（4）光轴）光轴 通过光中心的竖垂线通过光中心的竖垂线被称为被称为光轴光轴。（5）垂直角与垂直面）垂直角与垂直面 观察光观察光中心方向与光轴向下方向所形成中心方向与光轴向下方向所形成的夹角称为垂直角，用的夹角称为垂直角，用 表示。表示。垂直角所在的平面称为垂直面。垂直角所在的平面称为垂直面。（6）水平角与水平面）水平角与水平面 如果选如果选某一垂直面为基难面，那么观察某一垂直面为基难面，那么观察方向所在的垂直面与基准垂直

4、面方向所在的垂直面与基准垂直面之间形成的夹角就是之间形成的夹角就是水平角水平角，用，用 或或c表示。垂直于光轴的任意面表示。垂直于光轴的任意面均称为均称为水平面水平面。 由于是旋转轴对称，由于是旋转轴对称，所以任意一个通过旋转所以任意一个通过旋转轴的平面，上面的曲线轴的平面，上面的曲线形状都是一样的。形状都是一样的。 如果是非旋转轴对如果是非旋转轴对称灯具（比如说管型荧称灯具（比如说管型荧光灯），则需要多个平光灯），则需要多个平面的配光曲线才能表明面的配光曲线才能表明空间分布特性。空间分布特性。具有旋转轴对称的灯具在通过光源中心及旋转轴的平面具有旋转轴对称的灯具在通过光源中心及旋转轴的平面上测

5、出不同角度的发光强度值，以某一个位置为起点，不同上测出不同角度的发光强度值，以某一个位置为起点，不同角度上发光强度矢量的顶端所勾勒出的轨迹就是灯具的极坐角度上发光强度矢量的顶端所勾勒出的轨迹就是灯具的极坐标配光曲线。标配光曲线。对于光辐射范围集中的灯具，比如聚光灯、探照灯、投对于光辐射范围集中的灯具，比如聚光灯、探照灯、投光灯等，用直角坐标配光曲线更能反映其光强的分布特性。光灯等，用直角坐标配光曲线更能反映其光强的分布特性。3、等光强曲线图、等光强曲线图(等烛光图等烛光图) 不对称配光的灯具需要用许多平面上的配光曲线才能表示不对称配光的灯具需要用许多平面上的配光曲线才能表示其光强在空间的分布，

6、使用不便，也不醒目，不能反映各平面其光强在空间的分布，使用不便，也不醒目，不能反映各平面间的联系，此时可采用间的联系，此时可采用等光强图表示法等光强图表示法。 为了正确表示发光体空间的光分布，可以设想将它放在一个外面标为了正确表示发光体空间的光分布，可以设想将它放在一个外面标有地球上经度和纬度线的一个球体中心，球体半径与发光体的尺寸要满有地球上经度和纬度线的一个球体中心，球体半径与发光体的尺寸要满足足“点光源点光源”的条件。发光体射向空间的每根光线都可以用球体上每点的条件。发光体射向空间的每根光线都可以用球体上每点坐标表示，将光源射向球体上光强相同的各方向的点用线连接起来，成坐标表示，将光源射

7、向球体上光强相同的各方向的点用线连接起来，成为封闭的等光强曲线为封闭的等光强曲线(类似于地球表面的等高线类似于地球表面的等高线)就能表示光强在空间各就能表示光强在空间各方向的分布，见图方向的分布，见图54。 在球体上给出等光强曲线是十分费力的事，最好的办法是将球体及其坐标用平面图形和相应的角度坐标来表示，并要求平面图形上坐标角度内的面积与球体下相应的立体角成正比例，以便于光通量计算。常用的有圆形网图、矩形网图，以及正弦网图。二、保护角二、保护角 保护角又叫遮光角，用于衡量灯具为了防止眩光而遮挡保护角又叫遮光角，用于衡量灯具为了防止眩光而遮挡住光源直射光范围的大小。用光源发光体从灯具出口边缘辐住

8、光源直射光范围的大小。用光源发光体从灯具出口边缘辐射出去的光线和出口边缘水平面之间的夹角表示。如图。射出去的光线和出口边缘水平面之间的夹角表示。如图。(b)(a)三、灯具光效率三、灯具光效率 灯具的光效率灯具的光效率是指在相同的使用条件下，灯具输是指在相同的使用条件下，灯具输出的总光通量出的总光通量与灯具中光源发出的总光通量与灯具中光源发出的总光通量之比，之比，即：即：100 光效率的数值总是小于光效率的数值总是小于1的。灯具光效率越高，光的。灯具光效率越高，光源光通量的利用程度越大，也就越节能。实际中应优先源光通量的利用程度越大，也就越节能。实际中应优先采用效率高的灯具。采用效率高的灯具。提

9、高灯具光效率的要点：提高灯具光效率的要点：1.尽量减少区域尽量减少区域，以免光，以免光线浪费在壳体上；线浪费在壳体上；2.处理好玻璃板处理好玻璃板B与光线的相与光线的相互位置，使光线对玻璃的入射互位置，使光线对玻璃的入射角小于角小于45，以增加光线的，以增加光线的透过率；透过率；3.增加区域增加区域，减少区域，减少区域，即增加直接射出光部分；即增加直接射出光部分；4.当区域当区域减小到减小到0时，区域时，区域内的光线全部反射向区域内的光线全部反射向区域，当反射光线的角度与区域当反射光线的角度与区域内内直射光线角度完全吻合的时候，直射光线角度完全吻合的时候，灯具光效率最大。灯具光效率最大。1.

10、CIE光通分类光通分类 CIE对灯具上半球对灯具上半球和下半球发射的光通和下半球发射的光通百分比来区分配光特百分比来区分配光特征，不同配光特征适征，不同配光特征适用于不同场所，右表用于不同场所，右表给出了各类灯具的比给出了各类灯具的比较。较。5.2 灯具的分类2.根据安装方式根据安装方式 灯具大致可分为吸顶灯、壁灯、嵌入式灯、半嵌入式灯具大致可分为吸顶灯、壁灯、嵌入式灯、半嵌入式灯、吊灯等。灯、吊灯等。 壁灯主要用于局部照明、装饰照明或不适合在顶棚安壁灯主要用于局部照明、装饰照明或不适合在顶棚安装或没有顶棚的场所；装或没有顶棚的场所； 吸顶灯主要用于没有吊顶的房间内；吸顶灯主要用于没有吊顶的房

11、间内； 嵌入式和半嵌入式灯具主要用于有吊顶的房间内，其嵌入式和半嵌入式灯具主要用于有吊顶的房间内，其中嵌入式灯具的限制眩光作用比半嵌入式要好；中嵌入式灯具的限制眩光作用比半嵌入式要好； 吊灯是应用最广泛的一种；它主要是利用吊杆、吊链、吊灯是应用最广泛的一种；它主要是利用吊杆、吊链、吊管、吊线来吊装灯具，以达到不同的效果。吊管、吊线来吊装灯具，以达到不同的效果。台式落地式吸顶式嵌入式悬吊式壁式3.按防触电保护分类：按防触电保护分类： 为了保护人身和设备安全，灯具所有带电部分（如灯头座，引线，为了保护人身和设备安全，灯具所有带电部分（如灯头座，引线，接头等）必需有防直接触电和防间接触电的安全保护措

12、施。根据使用环接头等）必需有防直接触电和防间接触电的安全保护措施。根据使用环境的不同，灯具的防护级别分为四个等级，具体见表。境的不同，灯具的防护级别分为四个等级，具体见表。4.按灯具的防护结构形式分类：按灯具的防护结构形式分类：1）开启式灯具：灯具敞开，光源与周围环境直接接触，属于）开启式灯具：灯具敞开，光源与周围环境直接接触，属于普通灯具。普通灯具。2）闭合式灯具：灯具有闭合的透光罩，但罩内外空气是流通）闭合式灯具：灯具有闭合的透光罩，但罩内外空气是流通的，不能阻止灰尘、湿气进入。的，不能阻止灰尘、湿气进入。3）密闭式灯具：灯罩密封将内外空气隔绝，罩内外空气不能）密闭式灯具：灯罩密封将内外空

13、气隔绝，罩内外空气不能流通，能有效地防湿、防尘。流通，能有效地防湿、防尘。4）防爆式灯具：使用防爆型外罩，采用严格密封措施，确保）防爆式灯具：使用防爆型外罩，采用严格密封措施，确保在任何情况下都不会因灯具而造成爆炸危险。用于不正常情在任何情况下都不会因灯具而造成爆炸危险。用于不正常情况下可能会发生爆炸的场所。况下可能会发生爆炸的场所。5）隔爆式灯具：结构坚实，即使内部发生爆炸也不会对灯罩）隔爆式灯具：结构坚实，即使内部发生爆炸也不会对灯罩外产生影响。用于在正常情况下就可能发生爆炸危险的场所。外产生影响。用于在正常情况下就可能发生爆炸危险的场所。5.按灯具外壳的防护等级分类：按灯具外壳的防护等级

14、分类： 根据我国灯具外壳防护等级分类的规定，使用根据我国灯具外壳防护等级分类的规定，使用IP防护等防护等级系统。级系统。 等级代号由字母等级代号由字母“IP”和两个特征数字组成，和两个特征数字组成， 第一个特征数字表示灯具防止人体触及或接近灯外壳内第一个特征数字表示灯具防止人体触及或接近灯外壳内部的带电体，防止固体物进入内部的等级；部的带电体，防止固体物进入内部的等级； 第二个特征数字表示灯具防止湿气、水进入内部的等级。第二个特征数字表示灯具防止湿气、水进入内部的等级。 两个特征数字的等级含义见两个特征数字的等级含义见P93表表5-6，P94表表5-7。5.3 灯具的选择灯具的选择灯具选用的基

15、本原则有以下几点：灯具选用的基本原则有以下几点：功能原则：合乎要求的配光曲线、保护角、灯具功能原则：合乎要求的配光曲线、保护角、灯具效率，款式符合环境的使用条件；效率，款式符合环境的使用条件；安全原则：符合防触电安全保护规定要求；安全原则：符合防触电安全保护规定要求；经济原则：初投资和运行费用最小化；经济原则：初投资和运行费用最小化；协调原则：灯饰与环境整体风格协调一致。协调原则：灯饰与环境整体风格协调一致。选择灯具时综合考虑以上原则。选择灯具时综合考虑以上原则。1、按配光特性选择灯具、按配光特性选择灯具（1）窄配光类（深照型）的灯具，使光线在较小立体角）窄配光类（深照型）的灯具，使光线在较小

16、立体角内分布，保护角大，不易产生眩光，发出的光通量能最大内分布，保护角大，不易产生眩光，发出的光通量能最大限度地直接落在被照面上，利用率高。象体育馆、企业的限度地直接落在被照面上，利用率高。象体育馆、企业的高大厂房、高速公路等照度要求较高的地方，可以采用。高大厂房、高速公路等照度要求较高的地方，可以采用。但是灯具必须高密度排列，才能保证照度的均匀度。但是灯具必须高密度排列，才能保证照度的均匀度。（2）中配光类（中照型）的灯具，使光线在中等立体角）中配光类（中照型）的灯具，使光线在中等立体角内分布，配光曲线要宽一些，直接照射面积较大，合理的内分布，配光曲线要宽一些，直接照射面积较大，合理的布局和

17、灯具高度可以眩光。适合用于中等照度的一般室内布局和灯具高度可以眩光。适合用于中等照度的一般室内照明。照明。（3）宽配光类（广照型）的灯具，使光线在较大立体角）宽配光类（广照型）的灯具，使光线在较大立体角内分布，适用于照度要求低的场所，如楼道、厕所等。内分布，适用于照度要求低的场所，如楼道、厕所等。2、按使用环境选择灯具、按使用环境选择灯具（1）无特殊防尘、防潮等要求的一般环境中宜使用高效率）无特殊防尘、防潮等要求的一般环境中宜使用高效率的普通式灯具。的普通式灯具。（2）有特殊要求的场合要使用有专门防护结构及外壳的防）有特殊要求的场合要使用有专门防护结构及外壳的防护式灯具。护式灯具。1）在潮湿场

18、所，应采用防潮、防水的密闭型灯具或带防水）在潮湿场所，应采用防潮、防水的密闭型灯具或带防水灯头的开启式灯具。灯头的开启式灯具。2）灰尘多的场所，根据灰尘数量和性质可以采用防尘型灯）灰尘多的场所，根据灰尘数量和性质可以采用防尘型灯具或尘密型灯具。具或尘密型灯具。3）在有爆炸、火灾危险的地方，根据此类场所现行国家标）在有爆炸、火灾危险的地方，根据此类场所现行国家标准和规范的有关规定，分等级选择相应的灯具。准和规范的有关规定，分等级选择相应的灯具。4）在高温场所，宜采用带散热孔的开启式灯具，而不宜）在高温场所，宜采用带散热孔的开启式灯具，而不宜使用有密封罩的灯具；如必需使用，可采用耐高温光源。使用有密封罩的灯具；如必需使用，