第二章電光源與燈具

2.1電光源的分類及主要技術指標一、電光源的分類電光源按工作原理分為三類:熱輻射光源利用電流的熱效應，把具有耐高溫低揮發性的燈絲加熱到白熾程度而產生可見光。典型產品有：白熾燈鹵鎢燈氣體放電光源利用電流通過燈管中氣體時，激發氣體電離和放電而產生可見光。典型產品有：熒光燈高強氣體放電燈（HID燈）高壓汞燈高壓鈉燈金屬鹵化物燈固體發光光源通過電流或電壓作用，使原子在不同能級間運動時輻射與吸收發射出光子。

典型產品有：LCLELED二、電光源的主要技術指標

光通量額定光通量指光源燃點100h時所發出的光通發光效率（光效）

指電能轉換成光能的效率單位：Lm/w顯色性及色表

用Ra及色溫表示壽命

全壽命從點燃到損壞累計使用時間有效壽命Φ0→70%Φ0

使用的時間平均壽命批量燈具有效壽命的平均值啟燃及再啟燃時間電源特性電壓對光通的影響U↓→Φ↓↓溫度特性常用光源的光效光源光效/（Lm/W）光源光效/（Lm/W)白熾燈6～12金屬鹵化物燈

鹵鎢燈21～34鈉-鉈-銦燈75～80熒光燈65～78鏑燈80高壓汞燈40～60鹵化錫燈50～60氙燈22～50高壓鈉燈130

色表與色溫的相應關系色溫色表色溫色表2000K橙色4000K白中偏黃2500K淺橙色4500～7500K白色3000K橙白色6000～6500K日光色

常用電光源的顯色指數電光源Ra電光源Ra白熾燈95～99鹵鎢燈95～99日光色熒光燈80～95氙燈95～97白色熒光燈75～85高壓汞燈40暖白色熒光燈80～90高壓鈉燈252.2常用的電光源白熾燈鹵鎢燈熒光燈高壓汞燈金屬鹵化物燈高壓鈉燈氙燈場致發光器件—發光二極管1、白熾燈圖4.1普通白熾燈結構圖結構構簡簡單單，，成成本本低低。。有高高度度集集光光性性，，便便于于光光的的再再分分配配。。可頻繁操作，，對壽命無影影響，使用方方便。顯色性好（99－100〕無閃爍爍壽命短短（1000h〕光效低低（10～～20lm/w））受電壓壓影響響大白熾燈燈特點點2、鹵鹵鎢燈燈圖2.2鹵鎢燈燈外形形a)兩端引引出b)單端引引出壽命提提高（（1500～2000h〕光效提提高（（20～30lm/w)體積小小顯色性性好色溫較較高不適于于易燃燃易爆爆及多多塵的的場所所水平平安安裝裝耐震震差差鹵鎢鎢燈燈特特點點3、、熒熒光光燈燈圖2.3熒光光燈燈管管的的結結構構熒光光燈燈特特點點壽命命長長（（3000h)光效效高高（（25～～85lm/w)光譜譜成成分分好好表面面亮亮度度低低不能能頻頻繁繁開開閉閉（（2h/次〕〕點燃燃遲遲有閃爍和和頻閃效效應電壓影響響壽命（（±≤≤10％％)受溫濕度度影響大大（（<75-80%,18-250C)熒光燈接接線圖2.4熒光燈電電路（帶帶鎮流器器）1－燈管；；2－啟輝器器；3－鎮流器器；4－開關圖2.5雙管熒光光燈電路路1－相線；；2－零線；；3－開關4－鎮流器器；5－燈管；；6－啟輝器器T8熒光燈T5熒光燈環環形形熒光燈燈LED熒光燈4、高壓壓汞燈高壓汞燈燈的結構構與原理理工作原理理：當電源接接通時，，首先在在相距較較近的主主電極E1和輔助電電極E3之間發生生輝光放放電，產產生大量量的電子子，激發發汞原子子電離，，然后引引起兩個個主電極極E1和E2間的弧光光放電，，燈管啟啟燃。同同時汞原原子電離離通過外外殼壁上上的熒光光粉將紫紫外線轉轉化成可可見光光源特性性光效高（（40～～60lm/w)壽命長（（2500～5000h,國外：24000h)耐震、耐耐熱起動穩定定時間4～8min再起動穩穩定時間間5～10min壽命與起動次次數關系：5h/次電壓影響大（（±≤5％)色溫5500K，Ra：30～40點燃位置無特特殊要求不適于頻繁開開關或比較重重要的場所，，以及電壓波波動的線路。。適于街道、、廣場大面積積照明，室內使用最好好與白熾燈混混合使用。5、金屬鹵化化物燈與汞燈相比，，光效更高（（70～100lm/w)顯色性良好(Ra：60～90),光色好受環境影響較較小，耐震好好起動穩定時間間4～10min再起動穩定時時間10～15min電壓波動影響響大點燃位置要求求高例：(1)鈉鉈銦銦燈NTY－色溫5500K光效80lm/w壽命1000～2000hRa60～70廣泛用于室內內照明。(2)鏑燈DDG－色溫6000K光效80lm/w壽命500hRa>85適于舞臺，，體育館，，大廳攝影影棚等照明明(3)鈧鈉鈉燈KNG－色溫3800KRa：65～706、高壓鈉鈉燈圖2.7高壓鈉燈結結構1－金屬排氣氣管2－鈮帽3－電極4－放電管5－玻璃外殼殼6－管腳7－雙金屬片片8－金屬支架架9－鋇消氣劑劑10－焊錫高壓鈉燈特特點光效最高(150lm/w)壽命長（5000h,國外12000～20000h)受環境條件件影響小透霧性好，，色溫2300K顯色色性性差差(Ra：20～～25)起動動穩穩定定時時間間4～～8min再起起動動穩穩定定時時間間10～～20min電壓壓波波動動影影響響大大(HID中最最大大<5%)例：：新產品品NGX改進顯顯色型型Ra：65NGG高顯色色型Ra：80適于道道路、、機場場、車車站、、碼頭頭等照照明。。室內內多以以混光光形式式出現現，常常與汞汞燈混混光；；與鏑鏑燈混混光，，可獲獲得高高光效效，照照度與與光色色改善善的好好處。7、低低壓鈉鈉燈圖2.8低壓鈉鈉燈結結構1—固定彈彈簧2—玻璃殼殼3—放電管管4—電極5—燈頭低壓鈉鈉燈特特點光效最最高（（150lm/w)壽命長長(2000~6000h)視覺敏敏感高高，透透霧性性好起動穩穩定時時間10min再起動動穩定定時間間1min水平點點燃光色、、顯色色性差差受環境境影響響小用于隧隧道、、道路路、廠廠區等等多霧霧地區區照明明8、現現代建建筑照照明技技術新新光源源（1））無極極熒光光燈組成：：放電管管、功功率耦耦合器器、燈燈頭、、高頻頻發生生器性能：：壽命命長（（6000h）、、光效高高（70lm/w））、Ra=80、無頻閃閃、能能瞬時時啟動動（2））微波波硫燈燈工作原原理：：用微微波激激發放放電管管-石石英玻玻璃內內的發發光物質質產生生連續續可見見光性能：：光效效高、、Ra=90、壽命長長（>2000h）沒有燈燈絲和和電極極、紅紅外線線和紫紫外線線輻射射小、、污染染小（3））LED燈（二二極管管燈））LED的定義義:LED是LightEmittingDiode（發光光二極極管））的縮縮寫。。廣泛泛見于于日常常生活活中，，如家家用電電器的的指示示燈，，汽車車后防防霧燈燈等。。目前前在家家庭裝裝飾中中也有有應用用。LED的最顯顯著特特點是是使用用壽命命長，，光電電轉換換效能能高。。工作原原理：：PN結加正正向電電壓時時，電電子和和空穴穴在PN結處復復合而而發光光優點：：1°方方向性性好2°工工作驅驅動電電壓低低（<10V）、、電流小小交直直流通通用3°亮亮度可可達100cd/m2，可以顯顯示各各種顏顏色、、壽命命達十年年以上上缺點：：1°受受溫度度和環環境影影響2°光光效低低25-30lm/w3°用LED拼接圖圖案、、文字字時，，部分分的損損壞會會影響響整體的的顯示示效果果LED路燈LED光源的的特點點電壓：：LED使用低低壓電電源，，供電電電壓壓在6-24V之間，，根據據產品品不同同而異異，所所以它它是一一個比比使用用高壓壓電源源更安安全的的電源源，特特別適適用于于公共共場所所。效能：：消耗耗能量量較同同光效效的白白熾燈燈減少少80%適用性：：很小，，每個單單元LED小片是3-5mm的正方形形，所以以可以制制備成各各種形狀狀的器件件，并且且適合于于易變的的環境穩定性：：10萬小時，，光衰為為初始的的50%響應時間間：其白白熾燈的的響應時時間為毫毫秒級，，LED燈的響應應時間為為納秒級級對環境污污染：無無有害金金屬汞顏色：改改變電流流可以變變色，發發光二極極管方便便地通過過化學修修飾方法法，調整整材料的的能帶結結構和帶帶隙，實實現紅黃黃綠蘭橙橙多色發發光。如如小電流流時為紅紅色的LED，隨著電電流的增增加，可可以依次次變為橙橙色，黃黃色，最最后為綠綠色價格：LED的價格比比較昂貴貴，較之之于白熾熾燈，幾幾只LED的價格就就可以與與一只白白熾燈的的價格相相當，而而通常每每組信號號燈需由由上300～500只二極管管構成。。4、太陽陽能燈工作原理理：利用用光敏電電池，將將太陽能能轉成電電能儲存在鎳氫氫電池中中。特點：電電壓低、、功率小小5、電致致發光器器件(LE)工作原理理：在電電致發光光材料或或電致變變色材料料薄膜的的兩面分分別采用用干法或或濕法制制作兩個個導電層層，其中中一個導導電層為為透明導導電層，，通過兩兩個導電電層向顯顯示材料料施加電電壓或電電流，則則在透明明導電層層的一側側有可見見光發出出或有反反射光的的顏色亮亮度發生生改變，，由此實實現信息息的顯示示。特點：電電壓低、、體積小小、薄、、輕、光光效高、、色彩清清晰、易易于安裝裝。能夠夠在不同同材質的的基板上上制造，，做成柔柔軟顯示示器。照明電光光源性能能比較與與選擇性能比較較顯色性好好:白熾燈、、鹵鎢燈燈、熒光光燈、金金屬鹵化化物燈光效高：：高壓壓鈉燈、、金屬鹵鹵化物燈燈、熒光光燈壽命長：：高高壓鈉燈燈、高壓壓汞燈能瞬時起起動，再再起動:白白熾熾燈、鹵鹵鎢燈受電壓影影響大：高壓壓鈉燈小：熒光光燈電光源的的選擇按照明要要求選光光源按環境要要求選擇擇按使用的的經濟性性要求選選擇室內照明明光源的的確定，，應根據據使用場場所的不不同，合合理地選選擇光源源的光效效、顯色色性、壽壽命、起起動點燃燃和再啟啟燃時間間等光電電特性指指標，以以及環境境條件對對光源光光電參數數的影響響。室內照明明應優先先采用高高光效光光源和高高效燈具具。在有有連續調調光、防防止電磁磁波干擾擾、頻繁繁開閉或或室內裝裝修設計計需要的的場所，，可選用用白熾燈燈或鹵鎢鎢燈光源源。建筑照明明設計標標準GB50034-20043.2.3條:照明設計計時可按按下列條條件選擇擇光源:高度較低低房間,如辦公室室、教室、會議室及及儀表、電子等生生產車間間宜采用用細管徑徑直管形形熒光燈燈商店營業業廳宜采采用細管管徑直管管形熒光光燈、緊湊型熒熒光燈或或小功率率的金屬屬鹵化物物燈高度較高高的工業業廠房,應按照生生產使用用要求,采用金屬屬鹵化物物燈或高高壓鈉燈燈,亦可采用用大功率率細管徑徑熒光燈燈一般照明明場所不不宜采用用熒光高高壓汞燈燈,不應采用用自鎮流流熒光高高壓汞燈燈一般情況況下,室內外照照明不應應采用普普通照明明白熾燈燈;在特殊情情況下需需采用時時,其額定功率率不應超過過100W3.2.4條下列列工作場所所可采用白白熾燈要求瞬時啟啟動和連續續調光的場場所,使用其他光光源技術經經濟不合理理時對防止電磁磁干擾要求求嚴格的場場所開關燈頻繁繁的場所照度要求不不高,且照明時間間較短的場場所對裝飾有特特殊要求的的場所3.2.5條應急急照明應選選用能快速速點燃的光光源3.2.6條應根根據識別顏顏色要求和和場所特點點,選用相應顯顯色指數的的光源2.3照照明器一、組成：：光源+燈燈具二、燈具的的作用：對光源發出出的光通量量進行再次次分配防眩光，減減少和防止止光源的污污染對光源的機機械保護裝飾、美化化環境三、照明器器的特性照明器的光光學特性有有：配光曲線保護角效率1、照明器的配配光曲線照明器在空空間各個方方向上的光強強分布稱配配光，如果用曲線線方式表示示的配光稱配光光曲線。基本概念配光配光特性光中心光軸垂直角θ水平角α燈具配光示示意圖光強的空間間分布與配配光曲線乳白玻璃半半圓球罩燈燈的配光帶格柵多管管熒光燈的的配光2、保護角角指控照器開開口邊緣與與發光體最最遠邊緣的的連線與水水平之間的的夾角。即即：控照器器遮擋光源源的角度。3、燈具的的效率燈具的效率指指照明器所發發出的光通量量與光源所發發出的光通量量的比值燈具的效率與與燈罩材料、、形狀、及光光學中心位置置有關。如：白熾燈深深照型照明器器效率為0.6左右；白熾燈配照型型照明器效率率為0.7左左右；簡裝熒光燈照照明器的效率率為0.97左右；格柵熒光燈照照明器的效率率為0.46左右。四、照明器的的分類1、按配光曲曲線分類（1）按配光光曲線的形狀狀分類（2）按光通通量在空間上上、下半球的的分配比例分類2、按結構特特點分類3、按安裝方方式分類4、按防觸電電防護等級分分類照明器按配光光曲線的形狀狀分類1—正弦分布布型2—廣照型3—均勻配配照型4—配照型5——深照型6—特特深照型照明器按光通通量在空間上上、下半球的的分配比例分分類配光曲線示意圖照明器類型直接型半直接型漫射型半間接型間接型光通分配比例（%）上半球0-1010-4040-6060-9090-100下半球100-9090-6060-4040-1010-0特點光線集中，工作面上可獲充分照度光線主要向下射出，其余透過燈具向四周射出光線柔和，各方向上光線基本一致，無眩光，但光通量損失較大光線主要反射到墻或頂棚后再反射到室內光線全部反射，能最大限度減弱陰和眩光照明器按結構構特點分類示示意圖（a）開啟型（（b）閉合型（（c）密閉型（d）防爆型（（e）隔爆型（（f）安全型按安裝方式分分類（a）懸吊式（吊線線、吊鏈、吊吊桿）（b）吸頂式（c）壁式（d）嵌入式（e）半嵌入式（（f）落地式(g)臺式（h）庭院式(i)道路、廣場式式按防觸電防護護等級分類等級定義說明0類依靠基本絕緣防觸電，在易觸及的部分及外殼和帶電體間的絕緣安全程度低，用于安全程度好的場所，如空氣干燥、塵埃少、木地板等條件下的吊燈、吸頂燈Ⅰ類除基本絕緣外，易觸及的部分及外殼有接地裝置，一旦絕緣失效時，不致有危險用于金屬外殼燈具，如投光燈、路燈、庭院燈等，提高了安全程度Ⅱ類采用雙重絕緣或加強絕緣作為安全保護，無保護地線絕緣性好，安全程度高，適用于環境差，人經常觸摸的燈具，如臺燈、手提燈等Ⅲ類采用特低安全電壓（交流有效值不超過50V）燈內不產生高于此值的電壓安全程度最高，可用于惡劣環境，如機床工作燈、兒童用燈等燈具的選擇按使用環境選選擇按配光特性選選擇按防觸電保護護要求選擇按經濟效果選選擇燈具形狀應與與建筑物風格格相協調按使用環境選選擇正常環境開開啟式潮濕環境防防水水式特別潮濕環環境防防水防塵塵式腐蝕性氣體體密密閉防防爆振動場所防防振振特殊場所專專用用燈具按配光特性性選擇合理的光特特性光強分布照明器表面面亮度保護角按經濟效果果選擇光通輸出比比高利用系數高高壽命長光通衰減少少安裝維護方方便經濟性考核核的兩個指指標:初投資運行費用在選擇燈具具時，應根根據環境條條件和使用用特點，合合理地選定定燈具的光光強分布、、效率、遮遮光角、類類型、造型型尺度以及及燈的表觀觀顏色等。。室內燈具效效率不低于于70%，室外燈具具不應低于于40%（其中投光光燈不宜低低于55%）。燈具的遮光光格柵的反反射表面應應選用難燃燃材料，其其反射系數數不應低于于70%，遮光角宜宜為25～45度。燈具的選擇擇推廣高效節節能燈具(1)選用高效率率燈具在滿足眩光光限制和配配光要求的的條件下,熒燈具效率率不應低于于:開敞式的為為75%、帶透明罩罩的為65%、帶磨砂或或棱鏡保護護罩的為55%和格柵的為為60%。高強度氣體體放電燈燈燈具效率不不應低于:開敞式的為為75%、格柵或透透光罩的為為60%。(2)選用控光合合理燈具根據使用場場所條件,采用控光合合理的燈具具.如:蝙蝠翼式配配光燈具、、塊板式高高效燈具等等,塊板式燈具具可提高燈燈具效率5%~20%。(3)選用光通量量維持率好好的燈具如選用涂二二氧化硅保保護膜、反反射器采用用真空鍍鋁鋁工藝和蒸蒸鍍銀光學學多層膜反反射材料以以及采用炭炭過濾器等等,以提高燈具具效率。(4)選用燈具光光利用系數數高的燈具具使燈具發射射出的光通通量最大限限度地落在在工作面上上,利用用系系數數值值取取決決于于燈燈具具效效率率、、燈燈具具配配光光