高层建筑电气设计基础__照明系统设计课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,浙江工业大学信息工程学院 戚军,建筑电气,高层建筑电气设计,第三章 照明系统设计,电气照明的基本知识,光源、灯具的选择与布置,照明标准与照度计算,室内照明设计,室外照明设计,照明配电系统设计,应急照明系统设计,本章学习内容,第1节 电气照明的基本知识,现代物理学证实，关于光的本质有两种理论，即,电磁理论,和,量子理论,。,光的电磁理论,认为光是在空间传播的一种电磁波，而电磁波的实质是电磁振荡在空间的传播。,光的量子理论,则认为光是由辐射源发射的微粒流。,1.1 光的基本概念,电磁波波谱图如图所示。电磁波的波长范围极其宽广，光只是其中的一个范围。,波长小于380 nm的电磁辐射叫做紫外线；波长大于780 nm的电磁辐射叫做红外线。紫外线和红外线均不能引起人的视觉。,从,380 nm到780 nm,这个波长范围的光叫做,可见光,。顾名思义，可见光能引起人的视觉。,第1节 电气照明的基本知识,可见光又可分为7种单色光：,红640780nm、橙600640nm、,黄570600nm、绿490570nm、,青450490nm、兰430450nm、,紫380430nm,第1节 电气照明的基本知识,光的量子理论可用来解释光的,吸收,、,散射,及,光电效应,等，而这些现象都无法用电磁理论来解释。,总之，电磁理论是从,宏观,上来研究光，而量子理论则是从,微观,上来研究光。因此，光的两种理论并不是互相矛盾的。,第1节 电气照明的基本知识,第1节 电气照明的基本知识,1光通量：,光源在单位时间内，向外辐射出使人眼产生,光感觉（可见光）,的能量。符号为,，单位为,流明,(,lm,)。,光通量是说明光源发光能力的基本量。通常该参数在产品出厂的技术参数表中给定。例如：220 V /40 W 普通白炽灯的光通量为350 lm；220 V /40 W 荧光灯的光通量大于2 000 lm，是白炽灯的几倍。,光源光通量越大，人们对周围环境的感觉越亮,。,12 照明的基本物理量,2发光强度,光源在,给定方向,上、,单位立体角,内辐射的光通量。符号为,I,，单位为,坎德拉,(,cd,),。,发光强度是表征光源,(,物体,),发光强弱程度的物理量。,第1节 电气照明的基本知识,立体角图,发光强度,例如： 40W白炽灯，看作点光源时，其向空间发送的光通量约为350lm，其立体角为4,，则 发光强度,如果给其加上反光罩，其光通量并未改变，但其在空间的分布发生了变化，光罩下面空间的光强提高，更明亮。,光强描述了光源发出的光通量在空间的分布情况。在光源的光通量一定的情况下，只与其在空间的分布密度有关。因此，在不改变光源的前提下，调整光强在各个方向的分布，可改善光强。,第1节 电气照明的基本知识,立体角图,3照度,被照物体表面单位面积接收到的光通量,，符号为,E,，单位为,勒克司,(,lx,),。,照度用来表征被照面上接收光的强弱,照度不考虑被照面的性质,(,反射、透射和吸收,),、不考虑观察者在哪个方向，因此它,只表明被照物体上光的强弱,，,并不表示被照物体的明暗程度,。,第1节 电气照明的基本知识,一般情况下：,1 lx,仅能够辨别物体轮廓；,5 lx,看书阅读还比较困难,50 lx,只能用于短时阅读；,距一个,40W,的白炽灯,1m,远处的物体表面照度约为,30 lx;,白天采光良好的室内照度为,100,500 lx,照度是照明工程中重要的参数，照度计算是照明工程设计的主要任务之一，设计要满足照明标准中规定的照度要求。,照度是计算照明光源用电负荷的主要依据,，照明空间的照度可用,照度计,测量。,第1节 电气照明的基本知识,在同样照度的平面上，放置两个同样大小的物体，一个黑，一个白，看上去表面为白色的物体要亮的多。,原因：,人体视觉并不取决于物体的照度，而是取决于物体表面的光亮程度，被视物体沿视线方向上的发光强度造成了人体视觉现象。,为什麽？,亮度,第1节 电气照明的基本知识,4亮度,光源在,给定方向,单位投影面积上的,发光强度,。符号为,L,，单位为,尼特,(,nt,)、,cd/m,2,。,人眼对明暗的感觉不是取决于物体上的照度，而是取决于物体在眼睛视网膜上成像的照度。,亮度考虑了光的辐射方向，可以用来描述发光体或反光物体表面光亮程度。,“亮度”是衡量照明质量（明暗程度）的一个重要依据。,第1节 电气照明的基本知识,5色温,当光源的发光颜色与,黑体,(能吸收全部光能辐射的物体)被加热到某一温度所发出的光的颜色相同时的温度。,色温用绝对温度表示，绝对温度等于摄氏温度加,273 K,。例如温度为,2 000 K,的光源发出的光呈橙色，,3 000 K,左右呈橙白色，,4 500,7 000 K,近似白色。,例如： 白炽灯的色温为,2400K,(15W,灯泡,),2900K,(1000W,灯泡,),。 日光灯的色温为,6500K,第1节 电气照明的基本知识,冷暖感觉：,暖色,-,红色、橙色和黄色产生温暖的感觉；,冷色,-,青绿、青蓝、青紫颜色产生凉爽的感觉；,中性色,-,黑、白、灰。,5000K,：光色偏白，冷色光（荧光灯,6500K,），对冷饮室、教室、计算机房等场所，营造凉爽清醒的效果；,3300,5000K,：光色白中略偏红，视觉温和，对车站、商场等场所，营造轻松活跃的效果；,3,：,l,；工作区亮度与视野周围的平均亮度比值,10,：,1,；灯的亮度与工作区亮度之比,40,：,1,。,当照明灯具采用暗装时，顶棚的反射系数应大于,60,，且顶棚的照度不宜小于工作区照度的,1,10,。,频闪效应的消除：,气体放电灯的光通量随电流周期性交变。,措施：分相接入电源回路。如二个荧光灯接入两相，光通量波动深度由,55%,降至,23%,，三个荧光灯接入三相，降至,5%.,限制眩光的方法：,限制光源的亮度；,提高灯具的悬挂高度，增大照射角度；,设置光栅，遮挡直射光；,采用漫反射光源，如磨砂灯泡；,减小灯泡的功率：,合理地布置光源的位置；,提高环境亮度，减少亮度对比；,选择有适当保护角的灯罩，挡住直射光。,第3节 照明标准与照度计算,第3节 照明标准与照度计算,直射眩光的质量等级,眩光的定义：,人体视觉器官对照明空间的光线的感觉，是度量处于视觉环境中的照明装置发出的光对人眼引起,不舒适感主观反应,的心理参数。,3.3 照度计算,目的：根据需要的照度值及其他已知条件（照明器型式及布置、房间各个面的反射条件及污染情况等）来决定,灯的容量,或,灯的数量,；或在照明器型式、布置及光源的容量都已经确定的情况下，计算,某点的照明度,。,照度计算常用方法：,利用系数法、单位容量法、,逐点计算法,任何一种计算方法除应用公式外，都需查阅某些系数的表格；,任何一种计算方法都只能做到基本准确，由于各种参数的不精确，计算结果有,+20%-10%,的 误差。,第3节 照明标准与照度计算,（1） 利用系数法,利用系数法考虑了,直射光,及,反射光,两部分产生的照度，计算结果为水平面上的平均照度，特别适用于反射条件好的场所。,F,u,=,F,d,+,F,r,U,=,F,u,/,F,0,利用系数,：,表示室内工作面上由灯具的照射及墙、顶棚的反射而得到的光通量与光源发出的光通量的比值，与灯具类型、灯具效率、照明方式、房间内各表面反射系数有关。,第3节 照明标准与照度计算,利用系数法的基本公式,建筑物内的平均照度为：,第3节 照明标准与照度计算,：照明灯具数，由布灯方案确定或计算安排；,：每个照明灯具的光通量，lm；,：被照建筑/水平工作面积，m,2,；,：考虑灯具使用自身衰减及环境污染因素的照度补偿系数；,：利用系数，它决定于灯具自身结构形式、房间室空间比(K,RC,)及表面反射系数(P)三项。,查表,查表,计算查表,第3节 照明标准与照度计算,常用光源光通量的推荐值,照明补偿度系数K,利用系数,U,第3节 照明标准与照度计算,P,t,/%,70,50,30,0,P,q,/%,70,50,30,10,70,50,30,10,70,50,30,10,0,K,RC,K,u,(简式荧光灯YG2-1，=88%，140W，2400lm),1,0.93,0.89,0.86,0.83,0.89,0.85,0.83,0.80,0.85,0.82,0.80,0.78,0.73,2,0.85,0.79,0.73,0.69,0.81,0.75,0.71,0.67,0.77,0.73,0.69,0.65,0.62,3,0.78,0.70,0.63,0.58,0.74,0.67,0.61,0.57,0.70,0.65,0.60,0.56,0.53,4,0.71,0.61,0.54,0.49,0.67,0.59,0.53,0.48,0.64,0.57,0.52,0.47,0.45,5,0.65,0.55,0.47,0.42,0.62,0.53,0.46,0.41,0.56,0.51,0.45,0.41,0.39,6,0.60,0.49,0.42,0.36,0.57,0.48,0.41,0.36,0.54,0.46,0.40,0.36,0.34,7,0.55,0.44,0.37,0.32,0.52,0.43,0.36,0.31,0.50,0.42,0.36,0.31,0.29,8,0.51,0.40,0.33,0.27,0.48,0.39,0.32,0.27,0.46,0.37,0.32,0.27,0.25,9,0.47,0.36,0.29,0.24,0.45,0.35,0.29,0.24,0.43,0.34,0.28,0.24,0.22,10,0.43,0.32,0.25,0.20,0.41,0.30,0.24,0.20,0.39,0.30,0.24,0.20,0.18,部分灯具的利用系数（U）表,第3节 照明标准与照度计算,查利用系数表前的准备工作,1、确定2个反射系数,顶棚反射系数（P,t,）墙面反射系数（P,q,）,查利用系数表前的准备工作,2、确定室空间系数（K,RC,）,第3节 照明标准与照度计算,第3节 照明标准与照度计算,平均照度(,E,av,)与最小照度(,E,min,)的折算,Z为最小照度系数，查表可知,部分灯具的最小照度系数（Z）值表,灯具名称,灯具型号,光源种类及容量/W,距高比l：h,（l:h）/Z的最大允许值,0.6,0.8,1.0,1.2,Z,简式荧光灯具,YG11,140,1.34,1.34,1.31,1.22/1.29,YG21,1.35,1.33,1.28,1.28/1.28,YG22,240,1.35,1.33,1.29,1.28/1.29,吸顶荧光灯具,YG62,240,1.34,1.36,1.33,1.22/1.29,YG63,340,1.35,1.32,1.30,1.26/1.30,第3节 照明标准与照度计算,（2）单位容量法,又称比功率法，按下式计算,该法计算结果,误差较大,，因为不同环境下单位面积所需安装功率应不同，因而这只适用于,初步设计,或方案确定时用电量的,估算,。,最小照度标准,：规定照度下所需灯具数；,：单套灯具功率，W(不计附件损耗功率)；,：被照建筑/被照水平工作面积，m,2,；,：规定,最小照度标准,下单位面积安装功率；,平均照度标准,【例3.1】,某中学计算机室长12m，宽5m，装修后顶棚高3.8m，桌面高0.8m，拟采用YG6240W荧光灯吸顶安装，灯具的效率为86，假定墙面反射系数P,q,为0.6，顶棚反射系数P,t,为0.7。确定房间内的灯具数及计算机桌面最低照度。,第3节 照明标准与照度计算,解：,【利用系数法求解】,（1）求平均照度E,av,根据专业规范，参照下表，按计算机房的推荐值的中间值，取200lx,第3节 照明标准与照度计算,（2）求每个灯具的光通量,参照下表，40W荧光灯光通量为2400lm，两支并用则为224004800lm,（3）求利用系数U,由题意可知A12m，B5m，h,RC,=3.8-0.8=3m，故室空间系数,