建筑电气照明技术

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,4.1 根本知识,(1),与所有物质一样，光也是一种物质，是物质的一种存在形式，是能引起视觉的辐射能，它以电磁波的形式在空间传播。可见光的波长在,380780,纳米,(nm),范围内，不同波长的光给人的颜色感觉不同，,如图,4.1,所示,。,(2),光谱,光源辐射的光往往由许多波长的单色光组成，把光线中不同强度的单色光按波长长短依次排列，称为,光源的光谱,。,4.1.1 照明技术的根本概念,(3),光通量,光源在单位时间内，向周围空间辐射出的、使人眼产生光感觉的能量，称为,光通量,，用符号,表示，单位为流明,(lm),。人们通常以电光源消耗,1W,电功率所发出的流明数,(lm,W),来表征电光源的特性，称为,发光效率,，简称,光效,。电光源的光效越高越好。,人眼对可见光中波长为,555nm,的黄绿色光最灵敏，波长离,555nm,越远,(,如波长较长的红光和波长较短的紫光,),灵敏度越低，所以光通量与光辐射的强弱及其波长都有关系。,(4)发光强度发光强度是表征光源(物体)发光能力大小的物理量。,光源在某一特定方向上单位立体角内(每球面度，球的面积为4R2所张球面度为4辐射的光通量，称为光源在该方向上的发光强度(简称光强)，用符号I表示，单位为坎德拉(cd)。,如图4.2所示，对于向各方向均匀辐射光通量的光源，各方向的光强相等，其值为：,(5)照度对被照物体外表而言，它单位面积上所接受的光通量，称为该被照面的照度，照度用符号E表示，单位为勒克斯lx,被光均匀照射的平面照度为：,表4.1给出了一些情况下的照度。,(6)亮度某一物体(或发光体)的外表亮度是该物体单位面积向视线方向发出的发光强度。亮度用符号L表示，其单位为坎德拉每平方米(cd/m2)。,由于物体在各个方向的亮度不一定相同，因此常在符号L的右下角注明角度，用以表示与物体外表法线成角方向的亮度。,物体的亮度越大，人们就会感到它越亮。,(7)色温色温是电光源的技术参数之一。当光源的发光颜色与黑体(能吸收全部光能的物体加热到某一个温度所发出的光的颜色相同时，称该温度为光源的颜色温度，简称色温。,(8)显色性和显色指数同一物体在不同的光源照射下，显示出不同的颜色，光源对被照物体颜色呈现的真实程度称为光源的显色性。,对同一物体，在被测光源的光照射下呈现的颜色，与在标准光源的光照射下呈现的颜色的一致程度愈高，Ra那么愈大，显色性愈好。表4.2所列是常用电光源的一般显色指数Ra。,(9)频闪效应电光源在采用交流电源供电时，由于交流电做周期性的变化，因而电光源所发出的光通量也随之做周期性的变化。这就会使人眼产生闪烁的感觉。,在采用气体放电灯作为照明光源时，假设被照物体处于转动状态，且转动频率刚好是电源频率的整倍数时，那么转动的物体看上去就如没有转动一样。这种在以一定频率变化的光照射下，观察到的物体运动显现出不同于其实际运动的现象，称为频闪效应。频闪效应易使人产生错觉而造成事故。,(10)反射率当光通量投射到被照面后，一局部被反射，一局部透过被照面，一局部那么为被照面所吸收。这就是在相同照度下，不同物体有不同亮度的原因。,被物体反射的光通量中与射向物体的光通量之比，叫做反射率或称反射系数，即,建筑物内墙壁及顶棚、地面的反射率的近似值如表4.3所示。,4.2,建筑电气照明装置,1 电光源的分类,按电光源的发光原理电光源主要分为两大类。,(1)热辐射光源和电光源热辐射光源是当物体受热且热能足够大，使原子或分子发生剧烈的相互碰撞而激发产生的光的发射。电光源是利用电流将物体加热到白炽程度而产生的光。,属于热辐射光源的灯有白炽灯、卤钨灯。,4.2.1,电光源的分类及参数,2 放电光源,放电是指在电场作用下，载流子在气体(或蒸气)中产生和运动，而使电流通过气体(或蒸气)的过程。这个过程导致光的发射，可作为光源，即放电光源。这种光源具有发光效率高、使用寿命长等特点，很有开展前途。,按放电媒质分为：,气体放电灯。是利用气体中的放电发光，例如氙灯、氖灯等。,金属蒸气灯,。是利用金属蒸气,(,如汞蒸气、钠蒸气等,),中的放电，而主要由金属蒸气产生光，例如汞灯、钠灯等。,按放电形式,分：,辉光放电灯,。这种灯由辉光放电产生光。放电要有阳极和阴极。放电时，阴极温度不高，但要有足够的电子发射，又叫冷阴极灯。,弧光放电灯,。是由弧光放电产生光。阴极工作在较高的温度下，又叫热阴极灯，如荧光灯、汞灯、钠灯等。,2 电光源的参数,(1)额定电压和额定电流,光源在预定要求下工作所需要的电压和电流分别叫做额定电压和额定电流，额定值下工作具有最好的效果。,(2)额定功率,灯泡(或灯管)在额定电流下工作所消耗的功率叫额定功率。,(3)发光效率,灯泡(或灯管)所发出的光通量与消耗的功率P之比叫发光效率，记作，即：,(4)寿命,光源的寿命是指光源从初次通电工作的时候起到其完全丧失或局部丧失使用价值的时候止的全部点燃时间。,寿命又分两种：全寿命 有效寿命,(5)光色,光色包括色表和显色性两个方面。色表指光源本身发光的颜色，即从外观上看到的光的颜色。而显色性那么反映被照物体所表达出的颜色。,灯具是将光通量按需要进行再分配的控制器。,其主要作用是：使光源发出的光通量按需要方向照射，提高光源的利用率，减少眩光，保护光源免受机械损伤，产生一定的照明装饰效果等。,1 灯具的特性,(1)光分布,光强分布特性常用光强分布曲线或数值来表示。,4.2.3,灯具,(2),光效率,灯具的光效率,是照明器输出的光通量,与光源光通量,s,之比，即,(3),保护角,通过灯丝或光轴的水平线,M,与灯光边界线,N,之间所成的夹角，称为,保护角,，如,图,4.8,所示,。保护角可由下式决定：,2 灯具的分类,灯具的分类方法具体如表4.4所示。,(1)灯具按光通量再分配情况分类,灯具通常是按总光通量在空间的上半球和下半球的分配比例来分类的。如表4.4所列。,直接型灯具,半直接型灯具,均匀漫射型灯具,半间接型灯具,间接型灯具,3 照明器的选择,照明器是由电光源和灯具两局部组成，照明器选择得是否合理，将直接影响到照明质量的好坏，影响人们日常的生活和工作，从整体上讲会影响到建筑物的整体美观效果。,它的选择应从电光源、灯具和安装方式上进行考虑。,(1),电光源选择,照明装置的初投资及运行费用,光源光谱性质,光源工作的可靠性和工作特性,环境条件,(2),灯具的选择,与光源种类配合,环境条件,光分布和效率,限制眩光,图,4.8,灯具的保护角,4.3 建筑电气照明设计根底,灯具的布置就是确定灯具在房间的空间位置，这与它的投光方向、工作面的布置、照度的均匀度，以及限制眩光和阴影都有直接的影响。灯具布置是否合理，还关系到照明安装容量和投资费用，以及维护、检修是否方便等。,灯具的布置应根据,工作物的布置情况,，,建筑结构形式,和,视觉工作,特点等条件来进行。,灯具的布置主要有两种方式。,4.3.1,灯具的布置,1 均匀布置,灯具有规律地对称排列，以便使整个房间内的照度分布比较均匀。均匀布灯有正方形、矩形、菱形等。均匀布灯的方式，如图4.9所示。,2 选择布置,为适应生产要求和设备布置，加强局部工作面上的照度及防止工作面上出现阴影，而采用灯具位置随工作外表安排的方式，称选择布置。,室内一般照明，大局部采用均匀布置的方式，均匀布灯是否合理，主要取决于灯具的间距L和计算高度H(灯具距工作面垂直距离如图4.10所示)的比值(称距高比)是否恰当。,实际距高比必须小于照明手册中规定的灯具最大距高比。各种灯具最有利的L/H值,见表4.5,荧光灯的最大容许距高比值见表4.6。,图,4.9,灯具的均匀布置,(a)正方形；(b)长方形；c 菱形,图,4.10,灯具的计算高度示意图,2 灯具布置,灯具布置实际上是确定灯具在室内的空间位置，即灯具的水平位置和安装高度；灯具的布置形式有一般照明的均匀布置和灯具的选择性布置。,1 灯具的均匀布置,灯具的均匀布置是由两个参数确定的，一是安装高度，其次是水平间距。灯具的安装高度主要从防止眩光、防止碰撞等方面考虑，灯具的水平间距却是根据布置方式不同而不同。,灯具计算高度H确实定,灯具悬挂高度的各种参数如图4.10所示。图中房间总高度为h，灯具悬挂高度为h1，工作面的高度为h2，灯具的垂吊高度为h3，计算高度H为：,H=h-h2-h3,或H=h1-h2,一般办公室、教室、阅览室等的工作面高度可取0.75m，库房等取0.15m等。灯具的垂吊高度应根据室内层高和建筑照明要求来确定，一般情况下，可在01.5m之间取值。,灯具间距L确实定,灯具均匀布置常用的形式有：正方形、长方形、菱形等。如图4.9所示。,当灯具布置为正方形时，如图4.9a，灯间的距离为：L=La=Lb,当灯具布置为长方形时，如图4.9b，灯间的距离为：,当灯具布置为菱形时，如图4.9c，灯间的距离为：,墙边有工作面时，灯具与墙边的距离为：,l=(0.250.3)L,墙边无工作面时，灯具与墙边的距离为：,l=0.40.5L,最边上灯具与墙的距离：,灯具的选择布置大多采用：壁灯、花灯、落地灯、台灯和脚灯等。,灯具容量及数量确实定方法：,在房间面积、灯具的悬挂高度、灯具的布置灯具数量和室内要求到达的照度，我们就能计算出每盏灯的额定功率。这种计算方法，称为单位容量法。,单位容量法是根据已编制好的单位面积安装功率来确定灯具的电功率。表4.7、4.8、4.9、4.10和4.11列出了局部常用灯具的单位面积安装功率。,根据建筑物特点、建筑物功能和照明要求确定灯具型式；根据建筑物功能、房间照度标准、房间面积、计算高度确定单位面积安装功率，并按下式计算出房间内照明灯具一般照明的总功率：,P=SPS,根据房间面积、房间使用功能及灯具的布置方式确定适宜的距高比，即确定计算高度、灯间距离、灯具与墙距离，这样房间的灯具数量N就定下了。那么每盏灯的电功率P为：,(5)开关、插座位置确定,教室的灯具开关布置，考虑到控制方便，所以将其安装在门边顺手侧，采用暗装形式，距地1.3m。每极开关控制三盏灯，即一个两极开关，一个单极开关。插座的布置，考虑多媒体教学的需要，所以在黑板两侧各装一个2+3孔单联插座，暗装且距地高度0.5m。插座与灯具分设各自的回路。考虑到教室的整体美观效果、电气的平安性能，所有的配电导线采用暗敷设；暗敷设线路应走捷径，每段导线数量如图中标注。,