11电气照明系统

教育部职业教育与成人教育司推荐教材高等职业技术教育教材建筑设备工程（第2版）JIANZHUSHEBEIGONGCHENG1主编：刘昌明鲍东杰11电气照明系统第三篇建筑电气常用电光源、灯具及其选用11.3照明标准及计算电气照明系统理解光通量、照度、发光强度、亮度等光学的基本物理量，了解照明的分类；理解白炽灯、荧光灯的工作原理、结构特点，了解常用电光源的特性与选用，灯具的类型、眩光及布置。了解我国的照明标准，掌握照明计算——单位容量法。光通量光源在单位时间内向周围空间辐射并引起视觉的能量，称为光通量，用符号Φ表示，单位为流明（lm）。每消耗1W功率所发出的光通量，称为发光效率，简称光效。这是评价各种光源的一个重要数据。11.1.1光学的基本物理量11.1照明的基本概念照度物体的照度不仅与它表面上的光通量有关，而且与它本身表面积的大小有关，即在单位面积上接收到的光通量称为照度，用符号E表示，单位为勒克斯（lx）。3.发光强度单位立体角内的光通量称为发光强度，用符号I表示，单位为坎德拉（cd）。发光强度是表示光源发光强弱程度的物理量。11.1照明的基本概念亮度发光体在给定方向上单位投影面积上发射的发光强度称为亮度，用符号L表示，单位为坎/米2（cd/m2）。除了以上几个光学基本量外，影响视觉的还有被照空间物体的表面反射系数。当光通量照射到物体被照面后，一部分被反射，一部分被吸收，一部分透过被照面的介质。被物体反射的光通量与射向物体的光通量之比称为反射系数或反射率。物体的反射系数与被照面的颜色与光洁度有关。11.1照明的基本概念按照明范围大小分类（1）一般照明整个场所或某个特定区域照度基本均匀的照明。对于工作位置密度很大而对光照方向无特殊要求，或受条件限制不适宜装设局部照明装置的场所，可以只采用一般照明。11.1.2照明的分类11.1照明的基本概念（2）局部照明只局限于工作部位的特殊需要而设置的固定或移动的照明。这些部位对高照度和照射方向有一定要求。（3）混合照明一般照明与局部照明共同组成的照明。对于照度要求较高，工作位置密度不大，或对照射方向有特殊要求的场所，宜采用混合照明。11.1照明的基本概念按照明功能分类（1）正常照明在正常情况下使用的室内外照明称为正常照明。它一般可以单独使用，也可与应急照明同时使用，但控制线路必须分开。（2）应急照明在正常照明因故障熄灭后，供事故情况下继续工作或安全疏散通行的照明。11.1照明的基本概念（3）值班照明在非工作时间内供值班人员使用的照明。在非三班制生产的重要车间和仓库、商场等场所，通常设置值班照明。值班照明可利用正常照明中能够单独控制的一部分，或利用应急照明的一部分或全部作为值班照明。（4）警卫照明用于警卫地区周围的照明。警卫照明应尽量与区域照明合用。11.1照明的基本概念（5）障碍照明装设在建筑物或构筑物上作为障碍标志用的照明。为了保证夜航的安全，在飞机场周围较高的建筑物上，在船舶航行的航道两侧的建筑物上，应按民航和交通部门的有关规定装设障碍照明。障碍灯应为红色，有条件的宜采用闪光照明，并且接入应急电源回路。11.1照明的基本概念常用电光源、灯具及其选用11电气照明系统照明电光源可以按工作原理、结构特点等进行分类。根据其由电能转换光能的工作原理不同，大致可分为热辐射光源和气体放电光源两大类。热辐射光源是利用物体通电加热而辐射发光的原理制成的，如白炽灯、卤钨灯等。气体放电光源是利用气体放电时发光的原理制成的，如荧光灯、荧光高压汞灯、高压钠灯、霓虹灯、氙灯和金属卤化物灯等。11.2.1常用电光源11.2常用电光源、灯具及其选用白炽灯白炽灯是目前应用最广泛的电光源之一。它的结构如图11.1所示，由灯头、灯丝和玻璃外壳组成。灯头有螺纹口和插口两种形式，可拧进灯座中。对于螺口灯泡的灯座，相线应接在灯座中心接点上，零线接到螺纹口端接点上。灯丝由钨丝制成，当电流通过时加热钨丝，使其达到白炽状态而发光。一般40W以下的小功率灯泡内部抽成真空，60W以上的大功率灯泡先抽真空，再充以氩气等惰性气体，以减少钨丝发热时的蒸发损耗，提高使用寿命。11.2常用电光源、灯具及其选用白炽灯（a）白炽灯构造;（b）接线11.2常用电光源、灯具及其选用荧光灯荧光灯又称日光灯，是气体放电光源。它由灯管、镇流器和启辉器三部分组成。灯管由灯头、灯丝和玻璃管壳组成，其结构如图11.2所示。灯管两端分别装有一组灯丝与灯脚相连。灯管内抽成真空，再充以少量惰性气体氩和微量的汞。玻璃管壳内壁涂有荧光物质，改变荧光粉成分可以获得不同的可见光光谱。11.2常用电光源、灯具及其选用目前荧光灯有日光色、冷白色、暖白色以及各种彩色等光色。灯管外形有直管形、U形、圆形、平板形和紧凑型（双曲形、H形、双D形和双X形）。11.2常用电光源、灯具及其选用荧光灯的工作原理为：接通电源后，在电源电压的作用下，启辉器产生辉光放电，其动触片受热膨胀与静触点接触形成通路，电流通过并加热灯丝发射电子。但这时辉光放电停止，动触片冷却恢复原来形状，在使触点断开的瞬间，电路突然切断，镇流器产生较高的自感电动势，当接线正确时，电动势与电源电压叠加，在灯管两端形成高电压。在高电压作用下，灯丝通电、加热和发射电子流，电子撞击汞原子，使其电离而放电。放电过程中发射出的紫外线又激发灯管内壁的荧光粉，从而发出可见光。11.2常用电光源、灯具及其选用荧光灯（a）灯管结构;（b）接线圈11.2常用电光源、灯具及其选用由于电光源技术的迅速发展，新型电光源越来越多，它们具有光效高、光色好、功率大、寿命长或者适合某些特殊场所的需要等特点。目前常用电光源的分类和主要特性如表11.1和表11.2所示（见课本241页和242页）。11.2.2常用电光源的特性与选用11.2常用电光源、灯具及其选用各种常用照明电光源选用范围如下：（1）白炽灯应用在照度和光色要求不高、频繁开关的室内外照明。除普通照明灯泡外，还有6～36V的低压灯泡以及用作机电设备局部安全照明的携带式照明。（2）卤钨灯光效高，光色好，适合大面积、高空间场所照明。11.2常用电光源、灯具及其选用（3）荧光灯光效高，光色好，适用于需要照度高、区别色彩的室内场所。但不适合有转动机械的场所照明。（4）荧光高压汞灯光色差，常用于街道、广场和施工工地大面积的照明。（5）氙灯发出强白光，光色好，又称“小太阳”，适合大面积、高大厂房、广场、运动场、港口和机场的照明。11.2常用电光源、灯具及其选用（6）高压钠灯光色较差，适合城市街道、广场的照明。（7）低压钠灯发出黄绿色光，穿透烟雾性能好，多用于城市道路、户外广场的照明。（8）金属卤化物灯光效高，光色好，室内外照明均适用。11.2常用电光源、灯具及其选用按结构分类（1）开启型光源裸露在外，灯具是敞口的或无灯罩的。（2）闭合型透光罩将光源包围起来的照明器。但透光罩内外空气能自由流通，尘埃易进入罩内，照明器的效率主要取决于透光罩的透射比。11.2.3灯具11.2常用电光源、灯具及其选用（3）封闭型透光罩固定处加以封闭，使尘埃不易进入罩内，但当内外气压不同时空气仍能流通。（4）密闭型透光罩固定处加以密封，与外界可靠地隔离，内外空气不能流通。根据用途又分为防水防潮型和防水防尘型，适用于浴室、厨房、潮湿或有水蒸气的车间、仓库及隧道、露天堆场等场所。11.2常用电光源、灯具及其选用（5）防爆安全型这种照明器适用于在不正常情况下可能发生爆炸危险的场所。其功能主要使周围环境中的爆炸性气体进不了照明器内，可避免照明器正常工作中产生的火花而引起爆炸。（6）隔爆型这种照明器适用于在正常情况下可能发生爆炸的场所。其结构特别坚实，即使发生爆炸，也不易破裂。11.2常用电光源、灯具及其选用（7）防腐型这种照明器适用于含有腐蚀性气体的场所。灯具外壳用耐腐蚀材料制成，且密封性好，腐蚀性气体不能进入照明器内部。11.2常用电光源、灯具及其选用按安装方式分类（1）吸顶式照明器吸附在顶棚上,适用于顶棚比较光洁且房间不高的建筑内。这种安装方式常有一个较亮的顶棚，但易产生眩光，光通利用率不高。（2）嵌入式照明器的大部分或全部嵌入顶棚内，只露出发光面。适用于低矮的房间。一般来说顶棚较暗，照明效率不高。若顶棚反射比较高，则可以改善照明效果。11.2常用电光源、灯具及其选用（3）悬吊式照明器挂吊在顶棚上。根据挂吊的材料不同可分为线吊式、链吊式和管吊式。这种照明器离工作面近，常用于建筑物内的一般照明。（4）壁式照明器吸附在墙壁上。壁灯不能作为一般照明的主要照明器，只能作为辅助照明，富有装饰效果。由于安装高度较低，易成为眩光源，故多采用小功率光源。11.2常用电光源、灯具及其选用（5）枝形组合型照明器由多枝形灯具组合成一定图案，俗称花灯。一般为吊式或吸顶式，以装饰照明为主。大型花灯灯饰常用于大型建筑大厅内，小型花灯也可用于宾馆、会议厅等。（6）嵌墙型照明器的大部分或全部嵌入墙内或底板面上，只露出很小的发光面。这种照明器常作为地灯，用于室内作起夜灯用，或作为走廊和楼梯的深夜照明灯，以避免影响他人的夜间休息。11.2常用电光源、灯具及其选用（7）台式主要供局部照明用，如放置在办公桌、工作台上等。（8）庭院式主要用于公园、宾馆花园等场所，与园林建筑结合，无论是白天或晚上都具有艺术效果。11.2常用电光源、灯具及其选用（9）立式立灯又称落地灯，常用于局部照明，摆设在沙发和茶几附近。（10）道路、广场式主要用于广场和道路照明。另外还有建筑化照明，即将光源隐藏在建筑结构或装饰内，并与之组合成一体。通常有发光顶棚、光带、光梁、光柱、光檐等。11.2常用电光源、灯具及其选用按配光分类根据照明器上射光通量和下射光通量占照明器输出光通量的比例进行分类，又称为CIE配光分类。(1)直接型上射光通量占0～10%，下射光通量占100%～90%。(2)半直接型上射光通量占10%～40%，下射光通量占90%～60%。11.2常用电光源、灯具及其选用(3)直接间接型（漫射型）上射光通量占40%～60%，下射光通量占60%～40%。(4)半间接型上射光通量占60%～9