第13章建筑電氣照明-劉源泉

1、第第1313章章 建筑電氣照明系統(tǒng)建筑電氣照明系統(tǒng) 電氣照明設計的首要任務是在缺乏自然電氣照明設計的首要任務是在缺乏自然光的工作場所或工作區(qū)域內，創(chuàng)造一個光的工作場所或工作區(qū)域內，創(chuàng)造一個適宜于進行視覺工作的環(huán)境。適宜于進行視覺工作的環(huán)境。 合理的電氣照明是保證安全生產(chǎn)、改善合理的電氣照明是保證安全生產(chǎn)、改善勞動條件、提高勞動生產(chǎn)率、減少事故、勞動條件、提高勞動生產(chǎn)率、減少事故、保護工作人員視力健康以及美化環(huán)境的保護工作人員視力健康以及美化環(huán)境的必要措施。適用、經(jīng)濟和美觀，是照明必要措施。適用、經(jīng)濟和美觀，是照明設計的一般原則。設計的一般原則。13.113.1照明的基本知識照明的基本知識 建筑

2、室內照明系統(tǒng)由建筑室內照明系統(tǒng)由照明裝置（照明裝置（燈具燈具）和）和電氣電氣部分（部分（照明開關、照明線路及照明配電盤照明開關、照明線路及照明配電盤）組）組成。成。 光是波長在一定范圍內的電磁輻射光是波長在一定范圍內的電磁輻射，即電磁波。即電磁波。波長在波長在380780nm (1nm =10-9m)范圍內的電磁范圍內的電磁波能使人眼產(chǎn)生光感，這部分電磁波稱為可見波能使人眼產(chǎn)生光感，這部分電磁波稱為可見光 。 與 其 相 鄰 波 長 長 的 部 分 稱 為 紅 外 線光 。 與 其 相 鄰 波 長 長 的 部 分 稱 為 紅 外 線(78034000nm)，波長短的部分稱為紫外線，波長短的部分

3、稱為紫外線(10380nm)。13.1.1 照明的基本物理量照明的基本物理量 光作為電磁能量的一部分，當然是可以光作為電磁能量的一部分，當然是可以量度的。量度的。 光的基本度量單位有以下幾個：光的基本度量單位有以下幾個：1.光通量（光通量（ ） 光源在單位時間內向周圍空間輻射出去光源在單位時間內向周圍空間輻射出去的，并使人眼產(chǎn)生光感的能量，稱為光的，并使人眼產(chǎn)生光感的能量，稱為光通量。光通量的符號為通量。光通量的符號為，單位為流明，單位為流明(lm)。 蠟燭：蠟燭：11.3lm； 100W白熾燈：白熾燈：15700lm； 1000W白熾燈：白熾燈：21000lm2.發(fā)光強度（發(fā)光強度（I） 光

4、源在空間給定方向上，單位立體角內輻光源在空間給定方向上，單位立體角內輻射的光通量，稱為光源在該方向的發(fā)光強射的光通量，稱為光源在該方向的發(fā)光強度。度。 發(fā)光強度的符號為發(fā)光強度的符號為I，單位為坎德拉，單位為坎德拉(cd)，1坎德拉表示在坎德拉表示在1球面度（球面度（sr）立體角內，）立體角內，均勻發(fā)出均勻發(fā)出1流明的光通量，用公式表示為：流明的光通量，用公式表示為：lcd=1lm/sr 是表征光源發(fā)光強弱的物理量。是表征光源發(fā)光強弱的物理量。3.照度（照度（E） 是指被照物體表面單位面積上所接受的光通量。是指被照物體表面單位面積上所接受的光通量。 照度的符號為照度的符號為E，單位為勒克斯（，

5、單位為勒克斯（lx）1 lx1 lm/ 自然光的光照度大約如下：自然光的光照度大約如下： 晴天在陽光直射下晴天在陽光直射下 1000 0001x 晴天在背蔭處晴天在背蔭處 100 0001x 晴天在室內北窗附近晴天在室內北窗附近 2 0001x 晴天在室內中央晴天在室內中央 2001x 晴天在室內角落晴天在室內角落 201x 晴天在月夜地面晴天在月夜地面 0.21xlx14.亮度（亮度（L） 亮度是一單元表面在某一方向上的光亮度是一單元表面在某一方向上的光強密度，單位強密度，單位cd/。5、光通發(fā)散度、光通發(fā)散度6.顯色性和顯色指數(shù)（顯色性和顯色指數(shù)（Ra） 顯色性：顯色性： 同一顏色的物體在

6、具有不同光譜功率分同一顏色的物體在具有不同光譜功率分布的光源照射下，會顯出不同的顏色，布的光源照射下，會顯出不同的顏色，光源顯現(xiàn)被照物體的顏色的性能。光源顯現(xiàn)被照物體的顏色的性能。 顯色指數(shù)：顯色指數(shù)： 物體在某光源照射下顯現(xiàn)顏色與日光照物體在某光源照射下顯現(xiàn)顏色與日光照射下顯現(xiàn)顏色相符的程度。射下顯現(xiàn)顏色相符的程度。 日光顯色指數(shù)定為日光顯色指數(shù)定為100。6. 眩光值（眩光值（GR） 眩光是度量室外體育場和其他室外場地眩光是度量室外體育場和其他室外場地照明裝置對人眼引起不舒適感主觀反應照明裝置對人眼引起不舒適感主觀反應的心理參數(shù)。的心理參數(shù)。7. 材料的光學性質材料的光學性質 光線在傳播過

7、程中遇到介質，一部分光光線在傳播過程中遇到介質，一部分光通量被介質反射，一部分透過介質，還通量被介質反射，一部分透過介質，還有一部分被吸收。各種材料的反光和透有一部分被吸收。各種材料的反光和透光能力對照明設計是很重要的。光能力對照明設計是很重要的。13.1.2、照明的種類、照明的種類 照明的種類按用途分為：照明的種類按用途分為： 正常照明、應急照明、值班照明、正常照明、應急照明、值班照明、 警衛(wèi)照明、景觀照明、障礙照明。警衛(wèi)照明、景觀照明、障礙照明。13.2 電光源和燈具電光源和燈具13.2.1、電光源、電光源1 1、光源的分類、光源的分類（1）熱輻射光源）熱輻射光源 利用電流的熱效應，將物體

8、加熱到白熾程度所產(chǎn)生的可見光來照明的光源。如白熾燈、鹵鎢燈等。（2）氣體放電光源）氣體放電光源 利用電流通過氣體（或蒸氣）時，激發(fā)氣體或蒸汽電離、放電而產(chǎn)生的可見光。如熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等。（3）半導體發(fā)光源）半導體發(fā)光源 發(fā)光二極管，簡稱LED2、常用電光源、常用電光源1).白熾燈白熾燈2).熒光燈熒光燈3).鹵鎢燈鹵鎢燈4).高壓汞燈高壓汞燈5).金屬鹵化物燈金屬鹵化物燈6).半導體燈半導體燈，1W以上的半導體燈相當于以上的半導體燈相當于15W以上的白熾燈以上的白熾燈13.2.2 燈具的類型和選擇燈具的類型和選擇 燈具是指能透光、分配光和改變光源光燈具是指能透光、分配

9、光和改變光源光分布的器具分布的器具，以達到合理利用和避免眩以達到合理利用和避免眩光的目的。光的目的。 燈具：光源、燈罩燈具：光源、燈罩、燈座、燈座組成。組成。 1.燈具的種類燈具的種類 1 1）（按配光曲線分類）：（按配光曲線分類）： (1) 直接配光（直射型燈具）直接配光（直射型燈具） (2)半直接配光（半直射型燈具半直接配光（半直射型燈具) (3)均勻擴散配光（漫射型燈具）均勻擴散配光（漫射型燈具） (4)半間接配光（半間接型燈具）半間接配光（半間接型燈具） (5)配光（間接型燈具）配光（間接型燈具）1.燈具的種類燈具的種類 2）按結構特點分類）按結構特點分類 (1)開啟式燈具開啟式燈具(

10、2)閉合式燈具閉合式燈具 (3)密封式燈具密封式燈具 (4)防爆式燈具防爆式燈具1.燈具的種類燈具的種類3）按安裝方式分類）按安裝方式分類 (1)吸頂燈吸頂燈 (2)鑲嵌燈鑲嵌燈 (3)吊燈吊燈 (4)壁燈壁燈 2、燈具的選擇、燈具的選擇 燈具類型的選擇與使用環(huán)境、配光要求有關。在選燈具類型的選擇與使用環(huán)境、配光要求有關。在選用燈具時，一般要考慮以下幾個因素用燈具時，一般要考慮以下幾個因素: (1)光源光源 (2)環(huán)境條件環(huán)境條件 (3)光分布光分布 (4)限制眩光限制眩光 (5)經(jīng)濟性經(jīng)濟性(6)藝術效果藝術效果13.2.3燈光照明在建筑裝飾燈光照明在建筑裝飾 一切居住、娛樂、社交場所的照明

11、設計的主要任務一切居住、娛樂、社交場所的照明設計的主要任務便是藝術主題和視覺的舒適性。便是藝術主題和視覺的舒適性。裝飾照明的設計裝飾照明的設計原則：原則： (1)安全性安全性 (2)適用性適用性 (3)經(jīng)濟性經(jīng)濟性 (4)美觀美觀13.3 燈具的布置和照度的計算燈具的布置和照度的計算13.3.1燈具的布置燈具的布置 燈具的布置主要就是確定燈在室內的空間位置，燈具的布置主要就是確定燈在室內的空間位置，直接決定工作面的亮度、光通量的均勻性、眩光、直接決定工作面的亮度、光通量的均勻性、眩光、光的投射方向、亮度分布、環(huán)境的陰影、初期的光的投射方向、亮度分布、環(huán)境的陰影、初期的投資、后期的維修費用、使用

12、的安全性和耗電量投資、后期的維修費用、使用的安全性和耗電量等。等。 確定燈具的高度布置和平面布置兩部分。確定燈具的高度布置和平面布置兩部分。1 1、燈具的高度布置、燈具的高度布置垂度垂度計計算算高高度度工作面工作面高度高度懸懸吊吊高高度度1 1、燈具的高度布置、燈具的高度布置 燈具間距燈具間距L與燈具的計算高度與燈具的計算高度h的比值稱的比值稱為距高比。燈具布置是否合理為距高比。燈具布置是否合理,主要取決主要取決于燈具的距高比是否恰當。距高比值小于燈具的距高比是否恰當。距高比值小,照明的均勻度好照明的均勻度好,但投資大但投資大;距高比值過大距高比值過大,則不能保證得到規(guī)定的均勻度。因此則不能保

13、證得到規(guī)定的均勻度。因此,燈燈間距離間距離L實際上可以由最有利的距高比值實際上可以由最有利的距高比值來決定。根據(jù)研究來決定。根據(jù)研究,各種燈具最有利的距各種燈具最有利的距高比列于下表中。這些距高比值保證了高比列于下表中。這些距高比值保證了為減少電能消耗而應具有的照明均勻度。為減少電能消耗而應具有的照明均勻度。1 1、燈具的高度布置、燈具的高度布置 確定燈具的懸吊高度應考慮的因素：確定燈具的懸吊高度應考慮的因素： 1）保證電氣安全；）保證電氣安全； 2）限制直接眩光；）限制直接眩光； 3）便于維護管理；）便于維護管理； 4）提高經(jīng)濟性。）提高經(jīng)濟性。 燈具間距燈具間距L與燈具的計算高度與燈具的計

14、算高度h的比值稱的比值稱為為距高比距高比。1 1、燈具的高度布置、燈具的高度布置4 4）提高經(jīng)濟性，確定合理的距高比）提高經(jīng)濟性，確定合理的距高比1 1、燈具的高度布置、燈具的高度布置5 5）常用的懸吊高度參考數(shù)據(jù)）常用的懸吊高度參考數(shù)據(jù)2.燈具的平面布置 (1)均勻布置 燈具之間的距離及行間距離均保持一定。均勻布置方式適用于要求照度均勻的場合。 (2)選擇布置 選擇布置是指根據(jù)工作面的安排、設備的布置來確定。 燈具離墻的距離一般取（1/31/2)L，當靠墻有工作面時?。?/41/3)L，L為燈距.燈具有平面布置確定后，房間內燈具的數(shù)目就可確定,由光源種類、燈具形式和布置等因素組成的照明系統(tǒng)也

15、就可以確定。13.3.2 照度計算照度計算 P292 利用系數(shù)法應用的計算實例利用系數(shù)法應用的計算實例1.利用系數(shù)計算法利用系數(shù)計算法 照明光源的利用系數(shù)是表征照明光源的照明光源的利用系數(shù)是表征照明光源的光通量有效利用程度的一個參數(shù)，用投光通量有效利用程度的一個參數(shù)，用投射到工作面上的光通量射到工作面上的光通量(包括直射光通和包括直射光通和多方反射到工作面上的光通多方反射到工作面上的光通)與全部光源與全部光源發(fā)出的光通量之比來表示。發(fā)出的光通量之比來表示。13.4 照明設計照明設計 13.4.1 照明設計標準照明設計標準 在我國照明工程的設計實踐中，采用兩大標準。在我國照明工程的設計實踐中，采

16、用兩大標準。 一類是一類是國家標準國家標準，主要包括，主要包括工業(yè)企業(yè)照明設計工業(yè)企業(yè)照明設計標準標準、民用建筑照明設計標準民用建筑照明設計標準、城市道城市道路照明設計標準路照明設計標準。 另一類是另一類是國際標準國際標準，歐洲采用國際照明委員會，歐洲采用國際照明委員會(CIE)和英國建筑工程師協(xié)會和英國建筑工程師協(xié)會(CIBSE)頒布的一系頒布的一系列標準和指南。而在北美采用北美照明學會列標準和指南。而在北美采用北美照明學會(IESNA)頒布的一系列標準和指南。頒布的一系列標準和指南。13.4 照明設計照明設計 13.4.1 照明設計標準照明設計標準 1.工業(yè)企業(yè)照明設計標準工業(yè)企業(yè)照明設計

17、標準 2.民用建筑照明設計標準民用建筑照明設計標準 3.城市道路照明設計標準城市道路照明設計標準13.4 照明設計照明設計 13.4.1 照明設計標準照明設計標準13.4.2 照明設計內容照明設計內容 電氣照明設計：照明供電設計、燈具設計電氣照明設計：照明供電設計、燈具設計 1 ）照明供電設計）照明供電設計 電源和供電方式的確定，照明配電網(wǎng)絡形式的電源和供電方式的確定，照明配電網(wǎng)絡形式的選擇、電氣設備和導線的選擇和敷設選擇、電氣設備和導線的選擇和敷設。 2）燈具設計）燈具設計 照明方式的選擇、電光源的選擇、照度標準的照明方式的選擇、電光源的選擇、照度標準的確定、照明器的選擇及布置、照度的計算、電確定、照明器的選擇及布置、照度的計算、電光源的安裝功率的確定光源的安裝功率的確定13.4.3 照明設計步驟照明設計步驟1）了解建設單位的使用要求，明確設計方向；2）收集有關技術資料和技術標準，