照明电气设计大全

建筑照明电气设计第一节基本知识第二节电气照明设计第三节照明电气设计的一般要求第四节照明光源和灯具第五节常用照明装置的安装前言：功率因数功率和功率因数交流电路中，电路端电压和电流有效值的乘积称为视在功率。用S表示。视在功率单位：伏安（VA）SQPφ22QPS功率因数SQPφcosφ=P/S有功功率与视在功率的比值功率因数角φ又称功率因数角，是电路总电压与电流的相位差。第一节基本知识一照明技术的基本概念(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380~780纳米(nm)范围内，不同波长的光给人的颜色感觉不同。图5.1电磁波谱(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。(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Φ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4πR2所张球面度为4π）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)。图5.2发光强度的定义如图5.2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：I2rs光通量—立体角—(5)照度对被照物体表面而言，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：sEs受光面积lx—就相当于1平方米被照面上接受光通量为一流明的照度，比如晴天阳光直射地面的照度大约为100000lx、40W白炽灯在一米远的照度是30lx，表5.1给出了一些情况下的照度。被照物体表面照度值（lx）无月夜晚的地面上0.002月夜里的地面上0.2中午太阳光下的地面上100000晴天室外太阳散射光(非直射)下的地面上1000白天采光良好的室内100～500表5.1某些照度(6)亮度某一物体(或发光体)的表面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，用以表示与物体表面法线成α角方向的亮度。物体的亮度越大，人们就会感到它越亮。ScosIL(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则愈大，显色性愈好。表5.2所列的是常用电光源的一般显色指数Ra。光源显色指数Ra光源显色指数Ra白炽灯97高压汞灯22～51日光色荧光灯80～94高压钠灯20～30白色荧光灯75～85金属卤化物灯60～65暖白色荧光灯80～90灯60～65卤钨灯95～99镝灯85以上表5.2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，若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，则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，一部分被反射，一部分透过被照面，一部分则为被照面所吸收。这就是在相同照度下，不同物体被物体反射的光通量中Φ′与射向物体的光通量Φ之比，叫做反射率或称反射系数ρ建筑物内墙壁及顶棚、地面的反射率的近似值如表如表5.3所示。反射面性质反射率(%)反射面性质反射率(%)抹灰并大白粉刷的顶棚和墙面70～80混凝土地面10～25砖墙或混凝土面(石灰、大白)喷白50～60钢板地面10～30墙、顶棚为水泥砂浆抹面30沥青地面11～12混凝土屋面板30无色透明玻璃8～10红砖墙30表5.3墙壁及顶棚、地面的反射率的近似值二照明方式及种类1照明方式①一般照明在整个场所或场所的某部分照度基本上均匀的照明。对于工作位置密集而对光照方向又无特殊要求，或工艺上不适宜装设局部照明装置的场所，宜使用一般照明。②局部照明局限于工作部位的固定的或移动的照明。对于局部地点需要高照度并对照射方向有要求时，宜采用局部照明。③混合照明一般照明与局部照明共同组成的照明。对于工作位置需要较高照度并对照射方向有特殊要求的场所，宜采用混合照明。2照明种类按照明的功能①工作照明正常工作时使用的室内外、值②事故照明当工作照明由于电气事故而断电后，为了继续工作或从房间内疏散人员而设置的照明。③值班照明在非生产时间内为了保护建筑物及生产的安全，供值班人员使用的照明。④障碍照明装设在建筑物上作为障碍标志用的照明。⑤装饰照明装饰照明是为美化和装饰某一特定空间而设置的照明。⑥艺术照明艺术照明是通过运用不同的灯具、不同的投光角度和不同的光色制造出一种特定空间气氛的照明。三电气照明设计的基本要求（1）照度标准照度标准就是指工作面应有合适在民用建筑照明设计中，应根据建筑性质、建筑规模、等级标准、功能要求和使用条件等选定照度值。（2）照明方式的要求选择合理的照明方式，处理好照明与自然采光的关系，在满足照度基本要求的前提下减少电能损耗。（3）照明灯具要求根据照明空间的要求，参照有关规范，充分考虑用户的基本要求选择合适的照明光源和灯具。（4）供电电压的要求供电电压波动会引起电源光通量的变化，引起照度不稳定。（5）照明的经济性在照明设计中既要保证足够的照度，又要注意节约电能（选择高效、节能的光源和灯具）。返回的偏移—对应急照明电压偏移—对照明配电线路%10~%5%5第二节电气照明设计一灯具布置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：（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5.3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表面安排的方式，称选择布置。二常用布灯方案技术标准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。1灯具计算高度H灯具悬挂高度的各种参数如图5.4表示。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H32hhhH21hhH图5.4灯具的计算高度示意图一般办公室、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，在设计和安装照明灯具时，要满足规范规定的最低悬挂高度要求。8.0m~4.03.0m36W;2.0m36W5m.2100W—属卤化物等带反射罩高压汞灯、金—功率最低悬挂高度—）无反射罩荧光灯（最低悬挂要求为—）白炽灯（2灯具间距L的确定灯具均匀布置常用的形式有：正方形、长方形、菱形等。如图5.5图5.5灯具的均匀布置(a)正方形；(b)长方形；（c）菱形当灯具布置为正方形时，如图5.3（a），灯间的距离为：当灯具布置为长方形时，如图5.3（b），灯间的距离为：baLLLbaLLL当灯具布置为菱形时，如图5.3（c），灯间的距离为：2b2aLLL墙边有工作面时，灯具与墙边的距离为：l=(0.25～0.3)Ll=（0.4～0.5）L3距高比（L/H）室内一般照明，大部分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5.4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5.4表,荧光灯的最大容许距高比值见表5.5。灯具类型多列布置时的L/H单列布置时的L/H最有利值最大允许值最有利值最大允许值圆球灯，防水防尘灯2.33.21.92.5无罩，磨砂罩万能型灯1.82.51.82.0深罩型灯，塔型灯1.51.81.51.7镜面深罩型灯，下部有玻璃隔栅的荧光灯1.21.41.21.4表5.4灯具最有利的距高比值表5.5荧光灯的最大允许距高比值三照明计算（照度计算的光通法）1）照度标准0.5、1、2、3、5、10、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000lx，共19级。照度标准是指工作面或生活场所参考平面上的平均照度值。在使用时设计人员可根据建筑物功能、等级和使用条件选取适当的标准值。不同建筑的照度标准见书上表9-5、表9-8所示。概算曲线法单位容量法利用系数法光通法2）照度计算的方法光通法—光通法的核心是缺定灯具的利用系数此法考虑了直射光和反射光两个部分所产生的照度，计算结果为水平面上的平均照度。照度计算的逐点法方位系数法等照度曲线法平方反比法逐点法此法只考虑直射光产生的照度，可以计算任一面上某一点的照度。一照明计算中的利用系数法1有关系数1）利用系数利用系数就是指光通的利用率（投到被照面上的光通量占总光通量的百分数）N1N1U工作面光通量—1每个灯具的光通量—灯具数—N投射到被照面上的光通量，包括直射光和放射光（灯罩、墙壁和顶棚等多次折反射）两个部分。由于这些部位要吸收一部分光光通量，所以Ф总是小于1。2）室形系数照明空间的形状会对光源的光通量分布产生影响照明空间的高矮、表面面积等大小都会影响利用系数)ba(HsbaHabia—房间宽度b—房间长度H—灯具计算高度（灯具平面到工作面平面）3）反射系数（有效空间反射比）墙面平均反射系数顶棚有效反射系数地面有效反射系数一般取值为20%。表面名称屋顶面地面墙面作业面反射比0.6~0.90.1~0.50.3~0.80.2~0.6表5.6长时间工作面房间的反射比（反射系数）4）维护系数由于环境、灰尘的等原因需要对灯具进行维护,需要引入一个维护系数K。对清洁的环境来说，维护系数可取0.8;对一般的清洁环境，维护系数可取0.7;对污染环境较重的室内环境K取0.6；对室外环境，K取0.5。2利用系数的确定求出室形系数（室空间比）、顶棚有效反射系数、墙壁平均反射系数、地面反射系数，可以查表5.7得到Ф。反射系数顶棚0.30.50.7墙面0.30.30.50.30.5地面0.10.10.30.10.3室形系数0.60.70.80.91.01.11.20.190.210.230.250.260.270.290.20.230.250.270.280.290.310.230.250.280.300.310.320.340.210.240.260.280.290.300.320.240.260.290.310.320.340.36表5.7带隔栅多管荧光灯光通利用系数3利用系数法考虑到维护系数的利用系数