电气照明技术(003)课件

电气照明技术2008第三章照明灯具

照明设计的一个重要任务就是根据照明要求和环境条．选择合适的照明器或照明装置。并要求照明功能和装饰效果的协调和统一。术语：▲照明器-是指光源也灯具的组合。

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灯具-除光源以外所有用于固定和保护光源的全部零件，以及与电源连接所必需的线路附件。主要作用有：①固定光源及其控制装置，保护它们免受机械损伤，并为共供电，让电流安全地流过灯泡(管)；②控制灯泡(管)发出光线的扩散程度，实现需要的配光，防止直接眩光；③保证照明安全，如防爆等；④装饰美化环境。

在不作任何说明的情况下，本书所用的“照明灯具”或“灯具”指的就是照明器。但在做工程预算时希望不要混淆了这两个概念。本章重点介绍灯具的光学特性、主要种类及选择原则。第一节灯具的光学特性灯具的光学特性：主要是指光强的空间分布特性(配光特性)、保护角和效率。一、光强的空间分布特性(配光特性)—点光源、线光源

配光：照明器在空间各个方向上的光强分布。意为光的分配。

配光特性：光强在空间各个方向分布状态的表示（曲线、表格、数学式）。光源本身有配光，当光源装入灯具后．由于灯具的作用，光源原先的光强分布将会发生变化，成为灯具的配光。照明工程中，室内照明灯具的配光特性的主要三种表示方法：

①极坐标曲线

②列表

③直角坐标曲线1.（点光源）配光术语见图3-1。

2.极坐标配光特性曲线-应用最多的一种图解表示方法

以极坐标原点为光中心，以极坐标的角度表示灯具的垂直角θ，以极坐标矢量的长度表示光强的大小，以一定比例的光强值为半径作一系列同心圆表示等光强线。那么，通过光中心作灯具在一个垂直平面内不同方向上(不同垂直角θ)的光强有向线段，把这些有向线段末端连接起来，得到的曲线就是灯具在一个垂直平面内配光的极坐标曲线。

最适合旋转对称配光特性灯具。用一个垂直平面上的极坐标曲线就可以表示灯具在整个空间的光强分布情况(见图3—2)。

对于非旋转对称配光的灯具，仅仅采用其一个垂直面上的极坐标曲线，是无法完整地表示灯具在整个空间的光强分布情况。实际应用中，通常只取两个垂直平面的配光曲线，即纵向平面(包含灯具纵轴的垂直平面．即A—A方向)和横向平面（与灯具纵轴垂直的垂直平面．即B—B方向)。也有部分资料还给出水平角为450C垂直平面配光曲线，即C45平面(c—c方向)。见图3—3。极坐标表示法的优点：

光强分布与空间位置相一致直观形象

便于定性分析不足：图解法精确度不易保证。在实际使用中，将极坐标曲线配光特性与列表表示的配光特性结合使用，可获得较为精确的光强值。表3—1给出的是图3—3所示灯具的配光特性。3．直角坐标配光曲线

对于某些光束集中于狭小的立体角内的灯具(如聚光型投光灯)，用极坐标难以表达清楚时，可用直角坐标配光曲线表示，即纵轴表示光强(Ⅰθ)，横轴表示光束的投射角θ，所绘制的光强分布曲线。见图3-4。

4.线光源的配光特性线光源：指光源或灯具的宽度或直径较长度小很多的光源。线光源配光术语及光强分布见图3-5。。线光源的配光特性通常采用数学解析式。

√横向平面光强分布（横向配光特性）：纵向垂直平面光强分布：√某一段纵向垂直平面光强分布（纵向配光特性）：√纵向配光函数值：

为了使线光源的光强分布和外观趋向规范化，把线光源的纵向配光特性归纳为五种理论配光特性，分别用A、B、C、D、E类理论纵向配光特性，分别以函数表达式、曲线和数据表格三种形式表示。线光源纵向配光函数表达式、曲线及数据表如下：在照度计算中如何做呢？△灯具的横向光强→从横向配光特性上获得（查表、曲线）△纵向配光的类用式（3—4)来判断，即f（α）与表3-2中的比较，选择就接近的。5.实际光强的换算

为了对各种灯具的配光效果作比较，规定灯具中光源的光通量输出为1000lm（基准值）。当实际光源光通量输出不足1000lm时，进行如下换算：二、亮度分布和保护角

-是评价视觉舒适感的参数。1．亮度分布Lθ

定义：灯具在不同观察方向(垂直角θ)上的平均亮度值。

灯具发光面形状不同时，AP的计算方法也不同。工程实践证明：对照明质量产生影响的亮度值主要发生在垂直角450~850的范围内，否则会产生眩光！实际应用中:用直角坐标给出垂直角在450~850。范围内的亮度分布曲线，纵坐标为垂直角θ（眩光角，γ），横坐标为亮度Lθ（对数坐标）。

对于非旋转对称配光的灯具，一般只计算横向和纵向两个方向上的亮度分布。

2．保护角

在实际中，环境的照度和视觉舒适性对灯具表面的平均亮度值的要求是相互矛盾的！只要限制450~850角范围内的表面亮度即可解决-如何解决？选择合适的灯具保护角（遮光角）▲定义：指光源发光体最边缘的一点和灯具出光口的连线与水平线之间的夹角，如图3—9所示。可见，灯具保护角的实际意义在于限制光源的直射光，从而防止或限制直接眩光。灯具的保护角愈大，光分布就愈窄，效率也愈低。所以为了控制灯具在450~850垂直角范围内的亮度值，一般灯具应选取150~300保护角。三、灯具的效率-质量指标▲定义：相同使用条件下，灯具的效率是指灯具发出的总光通量与灯具内所有光源发出的总光通量之比（＜1）。第二节灯具的分类一、按灯具出射光线的分布分类1．CIE光通分类按灯具光通量在上下两个半球空间的分布比例分为5类，见表3-4。

2．直接型灯具按距高比分类

(1)灯具的距高比

—两个相邻灯具中心之间的距离s与灯具到工作面的高度(即灯具的计算高度)h之比。(2)灯具的允许距高比

—s与h之比的最大允许值。意义：不超过它，可使得工作面的照度比较均匀。允许距高比由灯具制造商提供！显然：允许距高比取决于照明器的配光特性！此种分类用于要求均匀照度的场所（如教室、会议室、办公室等）。

(3)直接型灯具按允许距高比分类直接型灯具可分为5类，见表3—5。

3．投光灯(泛光灯)的分类

—以光束角的大小进行分类。不同国家有不同的分类数，见表3—6、见表3—7。

光束角：指的是灯具1／10最大光强之间的夹角。一般情况下，较窄光束的投光灯用于被照面较远、照度要求较高的场所；较宽光束的投光灯用于被照面较近、照度要求低且均匀的场所。4．道路照明灯具的分类

CIE在1965年制定的一种分类方法，并非所有国家都采用。见表3—8。一般道路照明主要选用截光型和半截光型灯具。

二、按灯具的结构和功能分类1．按外壳防护等级分类

GB7001—1986《灯具外壳防护等级分类》的规定。见表3-9、3-10。2.按防触电保护分类我国国家标准将其分为O类、Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ夹。各等级的定义、说明见表3—11。3．按灯具的结构特点分类(1)开启型：光源与外界空间直接接触(无罩)。(2)闭合型：透光罩将光源包合起来，但内外空气仍能自由流通。

(3)封闭型：透光罩固定处加以一般封闭，与外界隔绝比较可靠．但内外空气仍可有限流通。

(4)密闭型：透明罩固定处加以严格封闭，与外界隔绝相当可靠，内外空气不能流巡。

(5)防爆型：透明罩本身及其固定处和灯具外壳，均能求受要求的压力，符合《防爆电气设备制造检验规程》的规定，能安全使用在爆炸危险介质的场所。防爆型又分为隔爆型和安全型