建筑照明系统a

电子工业出版社1学习情境3建筑电气照明技术应用全国高职高专院校规划教材·精品与示范系列建筑电气与施工用电(第2版)2任务3-1认识电气照明系统1任务3-2电气照明设计与计算2任务3-3识读建筑电气施工图3学习情境3建筑电气照明技术应用3教学导航:项目任务任务3-1认识电气照明系统学时6任务3-2电气照明设计与计算任务3-3识读建筑电气施工图教学载体实训中心、教学课件及教材相关内容教学目标知识方面掌握建筑电气照明的基本概念；熟悉常用电光源的特点和灯具种类、建筑的照明种类和照明标准、灯具的选择及布置；了解照度常用计算方法和电气照明设计的一般过程。技能方面能够正确运用照度计算方法解决工程实际设计中具体问题。过程设计任务布置及知识引导——分组学习、讨论和收集资料——学生编写报告，制作PPT、集中汇报——教师点评或总结教学方法项目教学法学习情境3建筑电气照明技术应用4任务3－1认识电气照明系统知识分布网络常用照明电源热辐射光源荧光灯高强度气体放电灯（HID灯氙灯霓虹灯LED等53.1.1常用照明电光源（1）白炽灯。白炽灯是最早出现的光源，它是利用电流流过钨丝形成白炽体的高温热辐射发光。白炽灯具有构造简单、使用方便、能瞬间点燃、无频闪现象、显色性能好、价格便宜等特点，但因热辐射中只有百分之几到百分之十几为可见光，故发光效率低，一般为7～19lm/W。1—玻璃泡壳；2—钨丝；3—引线；4—钼丝支架；5—杜美丝；6—玻璃夹封；7—排气管；8—芯柱；9—焊泥；10—引线；11—灯头；12—焊锡触点1．热辐射光源63.1.1常用照明电光源（1）白炽灯。由于钨丝存在有蒸发现象，故寿命较短，平均寿命为1000h，抗震性能低。为减少钨丝的蒸发，40W以下的灯泡为真空灯泡，40W以上则充以惰性气体。白炽灯结构如图3.1所示。1．热辐射光源1—玻璃泡壳；2—钨丝；3—引线；4—钼丝支架；5—杜美丝；6—玻璃夹封；7—排气管；8—芯柱；9—焊泥；10—引线；11—灯头；12—焊锡触点7（2）卤钨灯。由于白炽灯的钨丝在热辐射的过程中蒸发并附着在灯泡内壁，从而使发光效率降低，寿命缩短。为减缓这一进程，人们在灯泡内充以少量的卤化物（如溴、碘），利用卤钨循环原理来提高灯的发光效率和寿命。卤钨灯结构示意图如图3.2所示。图3.2卤钨灯的结构示意图3.1.1常用照明电光源1．热辐射光源8（2）卤钨灯。卤钨循环的过程是这样的：在适当的温度条件下，从灯丝蒸发出来的钨在泡壁区域内与卤素物质反应，形成挥发性的卤钨化合物。由于泡壁温度足够高（大于250℃），卤钨化合物呈气态，当卤钨化合物扩散到较热的灯丝周围区域时又分化为卤素和钨。释放出来的钨部分回到灯丝上，而卤素继续参与循环过程。图3.2卤钨灯的结构示意图3.1.1常用照明电光源1．热辐射光源9（2）卤钨灯。3.1.1常用照明电光源1．热辐射光源卤素灯泡与白炽灯的差别在于，卤素灯的玻璃外壳中充有一些卤族元素气体（通常是碘或溴），其工作原理为：当灯丝发热时，钨原子被蒸发后向玻璃管壁方向移动，当接近玻璃管壁时，钨蒸气被冷却到大约800℃并和卤素原子结合在一起，形成卤化钨（碘化钨或溴化钨）。卤化钨向玻璃管中央继续移动，又重新回到被氧化的灯丝上，由于卤化钨是一种很不稳定的化合物，其遇热后又会重新分解成卤素蒸气和钨，这样钨又在灯丝上沉积下来，弥补被蒸发掉的部分。通过这种再生循环过程，灯丝的使用寿命不仅得到了大大延长（几乎是白炽灯的4倍），同时由于灯丝可以工作在更高温度下，从而得到了更高的亮度，更高的色温和更高的发光效率。10（2）卤钨灯。3.1.1常用照明电光源1．热辐射光源卤钨灯按用途分为6类：①照明卤钨灯。又分为高压双端灯、低压单端灯和多平面冷反射低压定向照明灯3种，广泛用于商店、橱窗、展厅、家庭室内照明。②汽车卤钨灯。又分前灯，近光灯，转弯灯，刹车灯等。③红外、紫外辐照卤钨灯。红外辐照卤钨灯用于加热设备和复印机上，紫外辐照卤钨灯已开始用于牙科固化粉的固化工艺。④摄影卤钨灯。已在舞台影视和新闻摄影照明中取代普通钨丝白炽灯。⑤仪器卤钨灯。用于现代显微镜、投影仪、幻灯以及医疗仪器等光学仪器上。⑥冷反射仪器卤钨灯。用于轻便型电影机、幻灯机、医用和工业用内窥镜、牙科手术着色固化、彩色照片扩印等光学仪器上。11（2）卤钨灯。3.1.1常用照明电光源1．热辐射光源12（2）卤钨灯。3.1.1常用照明电光源1．热辐射光源13荧光灯俗称日光灯，是一种低压汞蒸气弧光放电灯。它是利用汞蒸气在外加电压的作用下产生弧光放电时发出大量的紫外线和少许的可见光，再靠紫外线激励涂覆在灯管内壁的荧光粉，从而再发出可见光来。由于荧光粉的配料不同，发出可见光的光色不同，常见荧光灯的结构如图3.3所示。1—氩和汞蒸气；2—荧光粉涂层；3—电极屏罩；4—芯柱；5—两引线的灯帽；6—汞；7—电极；8—引线3.1.1常用照明电光源2．荧光灯3.1.1常用照明电光源2．荧光灯正常发光时起动时需高压将气体电离简单日光灯电路分析镇流器电感型电子型结构简单、价格便宜、耗金属材料、启动慢、功耗高、寿命长。耗金属材料很少、启动快、低电压可启动、价格贵、寿命短。L3.1.1常用照明电光源2．荧光灯启辉器的结构和作用C作用一：灭弧，保护氖管；作用二：减小日光灯启动时对电网和其他电器的高频干扰。3.1.1常用照明电光源2．荧光灯了解一下电子镇流器整流50Hz交流→直流逆变（高频振荡）直流→20k~100kHz交流灯电路网络启动、正常工作时限流。启动时：1()ZRjLC221()ZRLCminZZR当1LC时:maxUIIZ——串联谐振。}谐振频率：012fLC相量图：结论2：电感电容两端电压可以远大于串联电路总电压。高压启动灯丝预热结论1：u、i同相，电路呈纯电阻性。正常工作时：CC事实上，由于灯管导通后电阻较小，电容C的作用可以忽略，L起分压和限流作用。问题讨论：为什么电子镇流器可以节省金属材料？证明略（可以使用导纳概念）203.1.1常用照明电光源2．荧光灯213.1.1常用照明电光源2．荧光灯传统型荧光灯：内装有两个灯丝，灯丝上涂有电子发射材料三元碳酸盐（碳酸钡、碳酸锶和碳酸钙），俗称电子粉。在交流电压作用下，灯丝交替地作为阴极和阳极，灯管内壁涂有荧光粉，管内充有400Pa-500Pa压力的氩气和少量的汞。通电后，液态汞蒸发成压力为0.8Pa的汞蒸气，在电场作用下，汞原子不断从原始状态被激发成激发态，继而自发跃迁到基态，并辐射出波长253.7nm和185nm的紫外线(主峰值波长是253.7nm，约占全部辐射能的70-80%；次峰值波长是185nm，约占全部辐射能的10%)，以释放多余的能量。荧光粉吸收紫外线的辐射能后发出可见光。荧光粉不同，发出的光线也不同，这就是荧光灯可做成白色和各种彩色的缘由。由于荧光灯所消耗的电能大部分用于产生紫外线，因此，荧光灯的发光效率远比白炽灯和卤钨灯高，属于节能电光源。223.1.1常用照明电光源2．荧光灯无极荧光灯：无极荧光灯即无极灯，它取消了对传统荧光灯的灯丝和电极，利用电磁耦合的原理，使汞原子从原始状态激发成激发态，其发光原理和传统荧光灯相似，有寿命长、光效高、显色性好等优点。无极荧光灯由高频发生器、耦合器和灯泡三部分组成。它是通过高频发生器的电磁场以感应的方式耦合到灯内，使灯泡内的气体雪崩电离，形成等离子体。等离子受激原子返回基态时辐射出紫外线。灯泡内壁的荧光粉受到紫外线激发产生可见光。233.1.1常用照明电光源2．荧光灯常见的荧光灯有：（1）直管形荧光灯。这种荧光灯属双端荧光灯。常见标称功率有4W，6W，8W，12W，15W，20W，30W，36W，40W，65W，80W，85W和125W。管径用T5，T8，T10，T12。灯头用G5，G13。T5显色指数30，显色性好，对色彩丰富的物品及环境有比较理想的照明效果，光衰小，寿命长，平均寿命达10000小时。适用于服装、百货、超级市场、食品、水果、图片、展示窗等色彩绚丽的场合使用。T8色光、亮度、节能、寿命都较佳，适合宾馆、办公室、商店、医院、图书馆及家庭等色彩朴素但要求亮度高的场合使用。243.1.1常用照明电光源（2）彩色直管型荧光灯。常见标称功率有20W，30W，40W。管径用T4，T5，T8。灯头用G5、G13。彩色荧光灯的光通量较低，适用于商店橱窗、广告或类似场所的装饰和色彩显示。（3）环形荧光灯。除形状外，环形荧光灯与直管形荧光灯没有多大差别。常见标称功率有22W，32W，40W。灯头用G10q.。主要提供给吸顶灯、吊灯等作配套光源，供家庭、商场等照明用。（4）单端紧凑型节能荧光灯。这种荧光灯的灯管、镇流器和灯头紧密地联成一体（镇流器放在灯头内），除了破坏性打击，无法把它们拆卸，故被称为“紧凑型”荧光灯。由于无须外加镇流器，驱动电路也在镇流器内，故这种荧光灯也是自镇流荧光灯和内启动荧光灯。整个灯通过E27等灯头直接与供电网连接，可方便地直接取代白炽灯。这种荧光灯大都使用稀土元素三基色荧光粉，因而具有节能功能。253.1.1常用照明电光源按管径（一）、直管型荧光灯管按管径大小分为：T12、T10、T8、T6、T5、T4、T3等规格。规格中“T+数字”组合，表示管径的毫米数值。其含义：一个T=1/8英吋，一英吋为25.4mm；数字代表T的个数。如T12=25.4mm*1/8*12=38mm。263.1.1常用照明电光源按管径（二）、荧光灯管管径与其电参数的关系：1、荧光灯管，管径越细，光效越高，节电效果越好。2、荧光灯管，管径越细，启辉点燃电压越高，对镇流器技术性能要求越高。管径大于T8（含T8）的荧光灯管，启辉点燃电压较低。相对于220V、50Hz工频交流电，符合启辉点燃电压小于1/2电源电压定律。可以采用电感式镇流器，进行启辉点燃运行。管径小于T8的荧光灯管，启辉点燃电压较高。相对于220V、50Hz工频交流电，不符合启辉点燃电压小于1/2电源电压定律。不能采用电感式镇流器进行启辉点燃运行。管径小于T8的荧光灯管，必须匹配电子式镇流器。由电子式镇流器，产生启辉高压，将荧光灯管击穿点燃，然后由电子式镇流器，驱动荧光灯管点燃运行。273.1.1常用照明电光源选用直管荧光灯的原则：1、任何情况下，应采用细管径（管径≤26mm）灯管，即T8、T5等类型，取代T12灯管，有明显的节能环保效果。2、任何情况下，都应采用三基色荧光灯，不应再选用卤粉荧光灯。三基色灯管具有光效高、显色好、寿命更长的优势。虽价格贵（约贵一倍），但由于其光效高，不仅节能效果好，降低了运行成本；而且由于使用灯数减小，节省了灯具及镇流器的费用，反而使照明系统的总初建费用降低。283.1.1常用照明电光源选用直管荧光灯的原则：3、采用大功率灯管：在功能照明场所（除外装饰性要求），应选择不小于4呎（近似1200mm）长灯管，即T8型36W、T5型28W，其光效更高。4、一般情况宜采用中色温灯管：光源的色表（用相关色温表示）选择，除建筑色彩特殊要求外，一般可根据照度高低确定：简单说，高照度（750lx）宜用冷色温（高色温），中等照度（约200～1000lx）用中色温，低照度（≤200lx）用暖色温（低色温）。因为暖色温光在低照度下使人感到舒适，而在高照度下就感到燥热；而冷色温光在高照度下感到舒适，在低照度时感到昏暗、阴冷。多数场所的照度在200～750lx之间，用中色温光源更好；而且中、低色温的荧光灯光效比高色温灯更高，也有利节能。29（1）高压汞灯。又称高压水银荧光灯，高压汞灯分荧光高压汞灯、反射型荧光高压汞灯和自镇流荧光高压汞灯三种。反射型荧光高压汞灯玻璃壳内壁上镀有铝反射层，具有定向光反射性能，做简单的投光灯使用。自镇流荧光高压汞灯是利用自身的钨丝代做镇流器。荧光高压汞灯的构造和工作线路如图3.7所示。1—外泡壳；2—放电管；3、4—主电极；5—辅助电极；6—灯丝；L—镇流器；C—补偿电容器；S—开关3.1.1常用照明电光源3．高强度气体放电灯（HID灯）30（1）高压