1、第十三章 建筑電氣照明朱佳音朱佳音:-mail: E-mail: 1主要內容2 第一節(jié) 照明基本知識 第二節(jié) 光源和燈具 第三節(jié) 照明設計 第四節(jié) 照明設計圖紙 基本知識基本知識 與所有物質一樣，光也是一種物質，是物質的一種存在形式，是能引起視覺的輻射能，它以電磁波的形式在空間傳播。可見光的波長在380780納米(nm)范圍內，不同波長的光給人的顏色感覺不同。 光譜光源輻射的光往往由許多波長的單色光組成，把光線中不同強度的單色光按波長長短依次排列，稱為光源的光譜。 3第一節(jié) 照明基本知識一、相對視度KA 由于人眼對不同波長的可見光有不同的靈敏

2、度，故輻射能量相同的不同波長的可見光看起來明暗程度不同。某一波長的單色光在人眼中能形成視覺的程度稱相對視度KA。不同波長的單色光KA值不同。 相對視度曲線（又稱光譜光效率）可以衡量不同波長光的視覺效果。 4二、光電度量單位 1.光通量 指光源在單位時間內向周圍空間輻射出去的、能引起光感的電磁能量大小。常用F表示，單位名稱流明（1m）。光通連量是光流的時間速率概念，流明用來描述發(fā)光體發(fā)出的光量多少的單位。 可按下式計算： （13-1）式中 ：波長為的光的光通量（1m）； ：波長為的光的相對視度； ：波長為的光的輻射功率（W）。 多色光的光通量為所含單色光的光通量之和，即：PKF680FKPnii

3、iPKFFFFn12168052.發(fā)光強度（簡稱光強）是指光源在某一特定方向上，單位立體角（單位示面度sr）內的光通量，常用符號I表示，單位為坎德拉（cd）。 光強與光通量的關系如下：（1）對于向各方向均勻發(fā)射光通量的發(fā)光體 （13-3） （2）對于各種不同形狀的均勻發(fā)光體： （3）向各方向不均勻發(fā)射光通量的發(fā)光體，在各方向上的光強不同。 )(/cdFI)(2/)(/)(/)(4/22cdFIcdFIcdFIcdFI發(fā)光半圓球發(fā)光圓柱體單面發(fā)光圓盤發(fā)光圓球63. 照度 指物體表面所得到的光通量與該物體表面積的比值，用E表示，單位為勒克斯（lx）。照度用來表示被照面上光的強弱，以入射光通量的面密

4、度表示：1lx=1lm/1m2。 照度與光通量的關系為：當被照面積S上光通量均勻分布時，則 E=F/S 當被照面積S上的光通量分布不均勻時，則 E=dF/ds 點光源在按照面S2上產生的照度： 22111122coscoscoscos/raIrSSaISaIaSISFEaaa7一些情況下照度值 被照物體表面照度值（lx）無月夜晚的地面上0.002 月夜里的地面上0.2中午太陽光下的地面上100000晴天室外太陽散射光(非直射)下的地面上1000白天采光良好的室內1005008建筑照明設計標準 GB50034-2004 房間或場所房間或場所參考平面及其參考平面及其高度高度照度標準值照度標準值（l

5、x）UGRRa普通辦公室普通辦公室0.75m水平面水平面3001980高檔辦公室高檔辦公室0.75m水平面水平面5001980會議室會議室0.75m水平面水平面3001980接待室、前臺接待室、前臺0.75m水平面水平面30080營業(yè)廳營業(yè)廳0.75m水平面水平面3002280設計室設計室實際工作面實際工作面5001980文件整理、復印、發(fā)文件整理、復印、發(fā)行室行室0.75m水平面水平面30080資料、檔案室資料、檔案室0.75m水平面水平面20080表1辦公建筑照明標準值(P16-表5.1.1)94.亮度 是指表面某一視線方向的單位投影面上所發(fā)出或反射的發(fā)光強度，常用符號L表示，單位為cd/

6、m2。亮度具有方向性。只有一定亮度的表面才可在人眼中形成視覺。5、面發(fā)光度光的出射度（光度） 是指發(fā)光表面單位面積發(fā)出的光通量，常用符號M表示，單位為輻射勒克斯（rlx）：1rlx=1lm/m2. 光的出射度和照度具有相同的量綱，區(qū)別在于出射度表示發(fā)光體發(fā)出的光通量，而照度表示被照面所接受的光通量。10三、材料的光學性質1、光的反射、透射和吸收 光通量F照射到物體上，其中一部分被反射（ ）、一部分被吸收（Fa），其余被透射。根據能量守恒定律三者之間關系式為： (13-7)2.光線的分布 光線經物體的反射和透射后的分布情況不同 。FFFFFa11照明種類： 工作照明 事故照明當工作照明由于電氣事

7、故而斷電后，為了繼續(xù)工作或從房間內疏散人員而設置的照明。 值班照明在非生產時間內為了保護建筑物及生產的安全，供值班人員使用的照明 。 障礙照明裝設在建筑物上作為障礙標志用的照明。 裝飾照明裝飾照明是為美化和裝飾某一特定空間而設置的照明。 藝術照明藝術照明是通過運用不同的燈具、不同的投光角度和不同的光色制造出一種特定空間氣氛的照明。 12第二節(jié) 光源和燈具一、電光源（一）電光源的分類 按工作原理分為熱輻射光源、氣體放電光源。（二）電光源的主要特性（三）常用電光源1.白熾燈2.鹵鎢燈3.熒光燈13電光源的分類及參數 熱輻射光源是當物體受熱且熱能足夠大，使原子或分子發(fā)生激烈的相互碰撞而激發(fā)產生的光的

8、發(fā)射。 屬于熱輻射光源的燈有白熾燈、鹵鎢燈。14氣體放電光源 放電是指在電場作用下，載流子在氣體(或蒸氣)中產生和運動，而使電流通過氣體(或蒸氣)的過程。這個過程導致光的發(fā)射，可作為光源，即放電光源。這種光源具有發(fā)光效率高、使用壽命長等特點，很有發(fā)展前途。 種類（按放電媒質分） 氣體放電燈。是利用氣體中的放電發(fā)光，例如氙燈、氖燈等。 金屬蒸氣燈。是利用金屬蒸氣(如汞蒸氣、鈉蒸氣等)中的放電，而主要由金屬蒸氣產生光，例如汞燈、鈉燈等。15 按放電形式分： 輝光放電燈。這種燈由輝光放電產生光。放電要有陽極和陰極。放電時，陰極溫度不高，但要有足夠的電子發(fā)射，又叫冷陰極燈。 弧光放電燈。是由弧光放電產

9、生光。陰極工作在較高的溫度下，又叫熱陰極燈，如熒光燈、汞燈、鈉燈等。氣體放電光源16o 白熾燈 o 鹵鎢燈 o 熒光燈 o 高壓氣體放電燈 o 金屬鹵化物燈 o 氙燈 常用電光源17 靠電能將燈絲加熱到白熾狀態(tài)而發(fā)光。 它主要由玻璃外殼、燈絲、支架、引線和燈頭組成。 燈絲一般都用鎢絲制成。白熾燈的發(fā)光原理就是當鎢絲通過電流時，產生大量的熱，使燈絲溫度升高到白熾的程度(24003000K)而發(fā)光。 鎢絲白熾燈的發(fā)光效率比較低，一般僅有10lmW左右。 白熾燈18鹵鎢燈 鹵鎢燈除在燈泡內充入惰性氣體外還充入有少量的鹵族元素(氟、氯、溴、碘)，這樣對防止玻殼黑化具有較高的效能。 燈的光效比普通白熾燈

10、有顯著的提高(約為1821lmW)。19o熒光燈屬于放電光源，是靠低壓汞蒸氣放電，利用放電過程中的電致發(fā)光和熒光質的光致發(fā)光，形成光源。o它的優(yōu)點是：結構簡單、制造容易、價格便宜并且發(fā)光效率高、光色好、壽命長。常見的普通熒光燈是圓形截面的直長玻璃管子。在管子兩端各放一個電極。 o熒光燈需要鎮(zhèn)流器和啟輝器才能正常工作。o額定啟動電流是啟動時預熱燈絲的電流，它比額定工作電流大。熒光燈20圖4.5 熒光燈的接線圖 21o高壓汞燈n高壓汞燈又名高壓水銀燈，它是靠高壓汞蒸氣放電而發(fā)光。這里所說的“高壓”是指工作狀態(tài)下的氣體壓力為15個大氣壓，以區(qū)別于一般低壓熒光燈。高壓汞燈的優(yōu)點是光效高、壽命長、省電、

11、耐震。n高壓汞燈的結構分外鎮(zhèn)流高壓汞燈和自鎮(zhèn)流高壓汞燈兩種。n高壓汞燈的光色為淡藍綠色，缺乏紅色成分o鈉燈n鈉燈具有省電、光效高、透霧能力強等特點。鈉燈分為高壓鈉燈和低壓鈉燈。高壓氣體放電燈22二、燈具（一）控照器 控照器一般為金屬、玻璃或塑料制成。按照控照器的光學性質可分為反射型、折射型和透射型等多種類型。 控照器主要特性包括配光曲線、光效率和保護角。第二節(jié) 光源和燈具23 控照器的保護角指控照器開口邊緣與發(fā)光體（燈絲）最遠邊緣的連線與水平線之間的夾角，即控照順遮擋光源的角度，用下式確定： (13-8)式中 h:發(fā)光體（燈絲）至按照器下緣高差（mm）； c:控照下緣與發(fā)光體（燈絲）下緣最遠邊

12、緣水平距離（mm）。chtg/第二節(jié) 光源和燈具24（二）燈具的分類 燈具分類方法有多種： 按光源分為白熾燈、鹵鎢燈和熒光燈等；1.按光源數目可分為普遍燈具、組合花燈燈具；2.按控照結構的密封程度有開啟式燈具、防護式燈具、密閉式燈具和防爆燈具；3.按配光曲線有直射型燈具、半直射型燈具、漫射型燈具、反射型燈具和半反射型燈具。按照配光曲線的形狀又可分為廣照型、均勻配照型、配照型、深照型和特深照型5種。4.按材料的光學性能又可分為反射型燈罩、折射型燈罩和透射型燈罩。5.按安裝方式分為自在器線吊式（CP）、固定線吊式（CP1）、防水線吊式（CP2）、人字線吊式（CP3）、桿吊式（P）、鏈吊式（CH）、

13、座燈式（CL）、吸頂式（S）、壁式（W）或嵌入式（R）等。25（三）發(fā)光裝置 發(fā)光裝置是把照明燈具與室內建筑或裝飾組合為一體，形成具有照明功能的室內建筑或裝飾體，是一種需要與土建工程同時設計、同時施工，形成統(tǒng)一整體的照明設施。 發(fā)光裝置的特點是將光源的發(fā)光表面擴大，使整個受照面照度均勻、陰影淡薄，消除了直接眩光，消弱了反射眩光，使整個建筑空間內形成一種寧靜安逸的照明氣氛。但是，如果采用不同形式的頂棚配合不同形式的燈具，則可以形成各種不同的照明環(huán)境。 第二節(jié) 光源和燈具26三、照明電源和燈具的選擇（一）照明光源的選擇 室內電光源應根據使用場所的不同合理地選擇光源的光效、顯色性、壽命、啟動點燃和再

14、啟燃時間等光電特性指標、環(huán)境條件對光源光電參數的影響、建筑功能特點及對照明可靠性的要求、設備檔次、長年運行費用，以及電源電壓等因素，確定光源的類型、功率、電壓的數量，應優(yōu)先采用高光效光源和高效燈具。 第二節(jié) 光源和燈具27（二）燈具的選擇 一種光源的經濟性比較法可用下式確定： （13-9）式中 C：光源在壽命期內單位時間、單位光通量所需的費用（元/1mh）； C1：燈泡的價格（元）； F：光源的總光通量（1m）； T：燈泡的平均壽命（h）； Fp：燈泡壽命期內耗用的電費（元）。TFCFCp1第二節(jié) 光源和燈具28 （13-10）式中 W1：燈泡的輸入功率（W）； WB：鎮(zhèn)流器的損耗功率（W）；

15、 f：電費單價（元/kWh）。燈具滿足使用性要求，是指結合環(huán)境條件、建筑結構情況等安裝使用中的各種因素。 燈具滿足功能性要求，是指根據不同的建筑功能，恰當確定燈具的光、色、型、體和布置，合理運用光照的方向性、光色的多樣性、照度的層次性和光點的連續(xù)性等技術手段，可起到渲染建筑、烘托環(huán)境和滿足各種不同需要及要求。 fTWWFBp3110)(29 四、燈具的布置 （一）燈具的豎向布置 （二）燈具的平面布置 應周密考慮光的投射方向、工作面的照度、反射眩光和直射眩光、照明均勻性、視野內各平面的亮度分布、陰影、照明裝置的安裝功率和初次投資、用電的安全性、維護管理的方便性等因素。第二節(jié) 光源和燈具30第三節(jié)

16、 照明設計一、照明種類（一）視覺照明 為保證生活、工作和生產活動的正常進行，在人眼中必須形成對周圍事物的足夠視覺，滿足人們視覺需要?？煞譃檎Ｕ彰?、事故照明、障礙照明、警衛(wèi)值班照明。 （二）氣氛照明 是指在特定的環(huán)境和場所，用于創(chuàng)造和渲染某種與人們當時所從事活動相適應的氣氛，以滿足人們心理和生理上的要求。這類照明又可分為建筑彩燈、專用彩燈和裝飾照明等。 31二、照度計算 在照明計算中首先是制定合理的照明標準，然后進行照明計算。在建筑照明設計中的照明計算中采用照度作為基本照明度量單位。 計算程序有兩種：（1）已知照明系統(tǒng)和照度標準，求所需光源的功率和總功率。用以進行照明的設計；（2）已知照明系統(tǒng)

17、和光源的功率與總功率，求在某點產生的照度。用以進行照明的驗算。 上述各種計算方法若按計算參數的具體形式劃分，可歸納為平均照度計算和點照度計算兩種類型。一般均勻照明系統(tǒng)采用平均照度法。平均照度法分為單位容量法和利用系數法。32o 從有利于推動照明節(jié)能的角度出發(fā)，應采用節(jié)能與開發(fā)并舉、節(jié)能優(yōu)先的原則，同時還須打破傳統(tǒng)的不適應技術發(fā)展的設計觀念。 o 所謂的綠色照明是在照明工程中倡導節(jié)約能源、減少污染、保護環(huán)境、提高工作和生活質量的一種標志性稱謂。是建立以節(jié)約照明用電、優(yōu)質高效、安全舒適、有益環(huán)境、改善照明質量和保護身心健康為目的的一項全面計劃。照明節(jié)能33o 當前，無頻閃、無電磁輻射、光效高的直流

18、熒光燈的問世以及太陽能照明的應用，再一次說明，節(jié)約照明用電不僅有巨大潛力，而且為合理照明節(jié)能設計、保護生態(tài)環(huán)境實施綠色照明計劃提供了良好條件。o 我國的綠色照明工程計劃預期目標是：o 節(jié)約電力；o 減少環(huán)境污染；o 大力提高節(jié)電照明器具的產品質量，完善質量標準和設計體系。 34照明節(jié)能方法o提高變壓器負荷率，當變壓器負荷率較低時輪換使用變壓器o將現有變壓器更換高效節(jié)能變壓器o調整三相負荷使其盡可能平衡o將耗能大的設備改為節(jié)能設備o增加新型功率因數補償電容器o增加諧波濾波器消除線路上的諧波電流o將發(fā)光效率低的光源更換為高效光源o將電感式鎮(zhèn)流器改為電子式鎮(zhèn)流器o調整燈具的數量，滿足照度標準o照明系統(tǒng)的自動控制（聲、光、時控）o調整電氣設備的使用時間（風機盤管、開水器、電梯、泛光照明）35節(jié)能熒光燈o 36瓦的細管徑(38)比白熾燈節(jié)電40%-50% o 36瓦的細管徑(26)熒光燈比普通細管徑熒光燈節(jié)電20%。 o 超細管徑(16)熒光燈比普通細管徑熒光燈節(jié)電20%。 o 緊湊型熒光燈(稀土三基色節(jié)能熒光燈)比白熾燈節(jié)電80%。36節(jié)能燈o 節(jié)能燈的正式名稱是稀土三基色緊湊型熒光燈，20世紀70年代誕生于荷蘭的飛利浦公司。這種光源在達到同樣光能輸出的前提下，只需耗費普通白熾燈用電量的1/5至1/4，從而可以節(jié)約大量的照明