燈具的基本知識新

燈具的基本知識JShao

-----不亮燈時:點綴空間,美化環(huán)境成為室內(nèi)外重要的裝飾物(器件)

平衡重心,突出重點,協(xié)調(diào)環(huán)境

-----亮燈時:創(chuàng)造環(huán)境(滿足心理感覺)

賞心悅目,表達意境保持效率,提高效能用心理量表達:亮暗,明快,朦朧等JShao2.燈具的定義由光源和照明附加組成的設(shè)備,主要用來重新分配光源光線和防止眼睛免受強光刺激.還包括固定和保護光源以及將其連接電源所必須的組件.

以上為IEC的定義,我國常將光源除外JShao3.燈具發(fā)出的光線的功能

1)照明功能:光線照明被照面,眼睛觀看被照面或被照明空間,而不看燈的自身,亦稱此類燈具為照明器

2)信號功能:發(fā)出的光線很弱,不能用來照明其他物體,眼睛直接觀看光源和其發(fā)出的光線,用于傳遞信號(顏色和變化),亦稱信號燈

3)效果功能:用光的強弱,色彩和運動表現(xiàn)和創(chuàng)造氣氛,亦稱影視舞臺燈JShao4.一個燈具的基本要求安全要求:不傷及人生和環(huán)境安全的安全要求性能要求:照明/信號/效果(光學(xué)性能)壽命----表面處理,材料,緊固件,元器件維護和保養(yǎng)方便美學(xué)要求:外觀和造型價格要求:性價比,物有所值JShao5.燈具的安全要求對有生命的(人/動植物):防觸電,防輻照在燈具的整個壽命期內(nèi),在它適合的環(huán)境和使用情況下不會喪失功能(如水,塵,搖動和拉拔等),也不會跌落等對眼睛,皮膚,植物產(chǎn)生危害對環(huán)境不會產(chǎn)生不安全:在啟動,運行和斷開時都是安全的不會過熱,不會引爆外界氣體不會損壞珍品JShao6.燈具的性能要求光的要求:不同的場所有不同的光線(照明,信號或效果)要求,就有不同的燈具和相應(yīng)的光強分布與之對應(yīng).如辦公室,道路,建筑立面等壽命:除易損件外,應(yīng)有一定的工作周期,如工業(yè)燈的一代人,居室燈的室內(nèi)裝飾等.不老化,不變色,不喪失功能JShao

燈具維護和保養(yǎng)的方便換光源,換電器附件,擦洗和清潔7.燈具的美學(xué)環(huán)境和風(fēng)格結(jié)合,互相交融白天和晚上的完美個性和共性的表現(xiàn)

8.價值和價格:價格和能耗/節(jié)能好的性價比JShao按其用途來分類:有民用燈具、工礦燈具、舞臺燈具、車船燈具、防爆燈具和路燈燈具等倘若按其安裝方式來分類:有嵌入式、吸頂式、懸掛式、落地式和移動式等按防觸電保護方式分類:

為了電氣安全,燈具所有帶電部分必須采用絕緣材料等加以隔離,燈具的這種保護人身安全的措施稱為防觸電保護,根據(jù)防觸電保護方式，燈具可分為0,I,Ⅱ和Ⅲ4類燈具的分類JShao燈具的防觸電保護分類JShao目前采用特征字母“IP’’后面跟兩個數(shù)字來表示燈具的防塵、防水等級;第1個數(shù)字表示對人、固體異物或塵埃的防護能力,第二個數(shù)字表示對水的防護能力;在防塵能力和防水能力之間存在一定的依賴關(guān)系，也就是說第一個數(shù)字和第二個數(shù)宇間有一定的依存關(guān)系燈具的防塵、防水等級JShao防護等級特征字母IP后面數(shù)字的意義第一位特征數(shù)字JShao防護等級特征字母IP后面數(shù)字的意義第二位特征數(shù)字JShaoIP后兩數(shù)字可能的配合JShao燈具按光通量分布分類根據(jù)燈具向上、下半個空間發(fā)出的光通量的比例來分類的方法;

CIE將一般室內(nèi)照明的燈具分成5類:

直接燈具、半直接燈具、全漫射(直接一間接)燈具、半間接燈具和間接燈具JShao燈具按光束角分類直接型燈具按光強分布分類針對帶有反射器的直接型燈具;

其光束的寬窄變化范圍大,有的非常集中,向下直射,有的散布在整個半空間;

按光束的寬窄,直接燈具又可分為特狹照型、狹照型、中照型(擴散型或余弦型)、廣照型和特廣照型5種JShao燈具按光束角分類投光燈按光束角分類描寫投光燈光強分布采用V-H系統(tǒng);

對投光燈的光束角的定義是:在V=00

或(和)在H=00的截面內(nèi),光強為峰值光強1/10的光束的夾角,燈具在水平方向和垂直方向上的光束角有可能不同投光燈的光束角在本例中,光束角為600JShao美國電氣制造聯(lián)合會(NEMA,NationalElectricalManufacturesAssociation)

根據(jù)光束角的大小將投光燈分成9種,如果某一投光燈具,它的光束性能用

H5V4表示,則說明它在水平方向的光束角在710～1000的范圍內(nèi),而垂直方向的光束角在470～700的范圍內(nèi);

投光燈具的光束角越小,光投射的距離越遠燈具按光束角分類投光燈的NEMA分類JShao

1965年CIE路燈燈具分類是基于燈具的截光特性;

路燈燈具被分成截光型、半截光型和非截光型3種;

非截光型燈具不限制水平光,故眩光較厲害;

給出的光強值是指每1000lm時的光強值,但不管光通量有多大,光強的最大值不能超過1000cd燈具按光束角分類路燈燈具按截光性能分類JShaoC-g坐標(biāo)系統(tǒng),適合于路燈及其室內(nèi)燈具燈具光強的空間分布JShao燈具光強的空間分布V-H坐標(biāo)系統(tǒng),適合于室外燈具JShao空間坐標(biāo)的平面描述直角坐標(biāo)配光曲線極坐標(biāo)配光曲線注:燈具兩個方向的表示為水平方向2700-900,垂直方向為00-1800JShao配光曲線數(shù)據(jù)處理如果知道一燈具的配光曲線,在配光曲線上選擇一點,即知道這一燈具在角度q時,相對于光源的光通量為1000lm情況下,燈具的光強值如有一套燈具總光通量為6000lm,300方向時,配光曲線上查出的光強值為300cd/1000lm

實際的光強值為=(300*6000)/1000=1800cdJShao對不密封的燈具,塵埃積集會對光輸出的程度有影響,有六中不同結(jié)構(gòu)燈具按維護性能分類JShao燈具按安裝面材料分類燈具安裝的表面有可燃和不可燃兩種材料,按此特性將燈具分為兩類:

只能安裝在不可燃表面的燈具和安裝在可燃表面的燈具,后者又稱防燃 燈具,標(biāo)記FJShao特殊區(qū)域的照明要求和燈具選擇爆炸和火災(zāi)危險(在此,我們僅針對爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域進行介紹:)爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域的照明要求在許多工業(yè)中,存在著爆炸性危險區(qū)域.通常存在易燃物質(zhì)、液體、蒸汽或煙霧的場所被定義為爆炸危險區(qū)域.存在爆炸危險區(qū)域的工業(yè)有:化學(xué)品廠、藥廠、煉油廠和電廠等.在選擇燈具時,我們應(yīng)該清楚以下概念:爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域分區(qū)爆炸性氣體混合物的分級爆炸性氣體混合物的溫度分組防爆形式防爆標(biāo)志JShao爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域分區(qū)根據(jù)爆炸性物質(zhì)出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間,爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域有不同的分區(qū):

這里所指的危險區(qū)域是指三維空間,不僅指水平面,還包括垂直面

JShao爆炸性物質(zhì)的分類

爆炸性氣體混合物的分級爆炸性氣體環(huán)境的氣體混合物可劃分為兩類:I類和II類I類指礦井甲烷,容許電氣設(shè)備存在,一般不用多作考慮I類: 150oC(可能堆積粉塵時) 450oC(防止堆積粉塵時)JShaoII類根據(jù)最大試驗安全間隙或最小點燃電流比又可分為IIA、IIB、IIC三個級別IIA指最低爆炸率,IIC指最高爆炸率最小點燃電流比(MICR)為各種易燃物質(zhì)按照它們最小點燃電流值與實驗值的甲烷的最小電流值之比JShao爆炸性氣體混合物的溫度分組就燈具而言,有兩種不同的相關(guān)溫度:環(huán)境溫度燈具及其他電氣設(shè)備一般設(shè)汁環(huán)境沮度在-20℃-40℃,在此溫度范圍內(nèi),一般無特殊標(biāo)記.如果電氣設(shè)備設(shè)計環(huán)境溫度在此溫度范圍之外,該設(shè)備產(chǎn)品標(biāo)簽上必須注明適用環(huán)境溫度范圍最高表面溫度最高表面溫度是指燈具表面能使蒸氣或氣體燃燒的溫度,電氣設(shè)備必須在標(biāo)簽上注明最大表面溫度以上溫度是燈具表面的最高允許值JShao爆炸性物質(zhì)粉塵的分類按燃燒劇烈程度分組按其點燃溫度分組JShao防爆型式易燃場所使用的電氣設(shè)備包括燈具必須特別制造,才能達到防火及防止因火花或高溫引起的爆炸使用于不同區(qū)域的電氣設(shè)備包括燈具都有共同的特性:牢固的結(jié)構(gòu);確保使用中最小溫升;故障條件下正常運行防護方式及適用分區(qū)描述如下:

JShao在照明中,防護方式EEXd經(jīng)常和EEXe、EEXI一起應(yīng)用于燈具EEXd指燈具在隔爆外殼內(nèi)部,隔爆外殼結(jié)構(gòu)堅固能承受最大的溫升而不爆炸,當(dāng)燈具內(nèi)氣體蒸發(fā)逸出前,外殼能冷卻氣體至安全溫度,避免發(fā)生爆炸;EEXe在正常運行條件下不會產(chǎn)生電弧和火花;EEXP具有正壓外殼以保持內(nèi)部保護氣體的壓力高于周圍爆炸性環(huán)境的壓力,從而阻止外部氣體混合物進入外殼;EEXn在正常條件下不會點燃周圍爆炸性氣體混合物JShao防爆標(biāo)志:參照IEC/CENELEC歐洲標(biāo)準總標(biāo)為“EEX”防爆標(biāo)志順序:溫度組別爆炸性氣體級別爆炸性物質(zhì)類別防爆形式JShaonIIT4C燈具表面最大溫度允許值爆炸性氣體級別爆炸性物質(zhì)類別防爆形式:無火花型舉例:EEXJShao火災(zāi)危險環(huán)境的照明要求在生產(chǎn)、加工、處理、轉(zhuǎn)運或儲存過程中出現(xiàn)或可能出現(xiàn)火災(zāi)危險物時,必須按火災(zāi)危險環(huán)境的要求選擇照明燈具,在火災(zāi)危險環(huán)境中,能引起火災(zāi)危險的可燃物質(zhì)可分為:可燃液體:柴油、潤滑油、變壓器油等;可燃粉塵:鋁粉、焦炭粉、煤粉、面粉、合成樹脂粉等;固體狀可燃物質(zhì):碳、焦炭、木等;可燃纖維:棉花纖維、麻纖維、絲毛纖維、木質(zhì)纖維、合成纖維等JShao火災(zāi)危險環(huán)境應(yīng)根據(jù)火災(zāi)事故發(fā)生的可能性和后果,以及按危險程度及物質(zhì)狀態(tài)的不同,按下列規(guī)定進行分區(qū):21區(qū):具有閃點高于環(huán)境溫度的可燃液體,在數(shù)量和配置上能引起火災(zāi)危險的環(huán)境;22區(qū):具有懸浮狀、堆積狀的可燃粉塵或可燃纖維,雖不可能形成爆炸性混合物,但在數(shù)量和配置上能引起火災(zāi)危險的環(huán)境;23區(qū):具有固體狀可燃性物質(zhì),在數(shù)量和配置上能引起火災(zāi)危險的環(huán)境在火災(zāi)危險內(nèi),外殼表面溫度較高和有火花的燈具應(yīng)遠離可燃物質(zhì),在燈具選擇時,應(yīng)根據(jù)區(qū)域等級和使用條件,按下列表的規(guī)定選擇:表中的防護等級的標(biāo)志應(yīng)符合國家標(biāo)準《外殼防護等級分類》的規(guī)定JShao潔凈室根據(jù)工廠的工藝要求,潔凈室是為了形成一個極清潔的工業(yè)環(huán)境,可能擁有潔凈廠房的工業(yè)領(lǐng)域主要有:集成電路、電子元件、半導(dǎo)體、計算機;制藥、食品、生物實驗室等每一個潔凈室都有具體的灰塵等級要求,潔凈廠房灰塵是根據(jù)美國標(biāo)準209{美國聯(lián)幫標(biāo)準(USFederal,Standard209)}所定義的:指每立方英尺空氣中含小于0.5微米的灰塵顆粒的數(shù)量潔凈廠房的照明要求JShao使用燈具1.按光線(照明功能)要求來選擇不同場所,有不同的照明要求,應(yīng)選擇不同的燈具,這樣才能達到節(jié)能的效果.包括以下幾點:配光曲線使用光源的功率,色溫和顯色性燈具的眩光發(fā)光口面的大小和形狀JShao相同照度及其分布可以用不同的光源和燈具加以組合后得到,原因是一個照明場所往往由不止一個燈具的貢獻,即每一個點上的照度大多由幾個燈具提供.因此光源和燈具的選擇顯得十分重要:

光源:選擇發(fā)光效率高,發(fā)光體亮度和線度合適,光色和色溫符合使用要求.

燈具:選擇配光符合要求,效率高,光源使用壽命長,表面亮度符合要求,燈具防護能力好和壽命長的產(chǎn)品.下舉兩例:JShao舉例1:鐵路站臺視覺作業(yè)內(nèi)容:候車?交談?安全?安保視覺作業(yè)要求:看清地面?行李?同行人和陌生人的衣著?動作和臉部表情看清人臉需要的照度:

距離(m)45681012臉部照度(lx)0.81.01.21.92.74.0臉部照度指臉部的垂直照度JShao作業(yè)需要的認知距離關(guān)系親密熟悉一般提防距離(m)~0.51.0510公共場所為保安需要,有安全感的距離在5m以上,因此臉上的垂直照度需要4lx以上,按:垂直照度/平均照度~1:2來看,需要的水平照度約8-12lxJShao需要的照度:CIE推薦的站臺水平照度名稱Eh(lx)Eh

min/Eh

ave

GR敞開,小站臺100.2550敞開,中站臺200.4045敞開,大站臺500.4045有頂,小站臺與樓梯500.4045有頂,大站臺與樓梯1000.5045JShaoIESNA推薦的站臺照度:垂直照度:A級(30lx)水平照度:A級(30lx)CIE推薦室外居住區(qū)的照度(保安):

半柱面照度5-10lx

約垂直照度8-15lx

由此可見,站臺是公共場所,照度值自然高于室外居住區(qū)的照度.JShao站臺的照明燈具的基本要求:1)光源要求:顯色性好Ra80以上色溫(冷白光)Tc4000K功率估算:若單燈照明面積10mＸ10m大站臺:50lxＸ10mX10m=5000lm需5000/0.7/0.7/80=150W其中兩個0.7:維護系數(shù)和燈具效率;80:光源發(fā)光效率(lm/w)建議采用金屬鹵化物燈為光源JShao2)配光要求

a)光源安裝方向:裸光源在垂直于燈管軸線的方向上的光強約1500cd,對于高度在4-4.5m的站臺來說,地面的照度為70lx,因此光源應(yīng)垂直于地面以減少光源直接光帶來的照度不均勻.JShaob)考慮到受照面上需要垂直照度和水平照度接近的要求(主要是照亮任何物的垂直面),所以燈具的配光應(yīng)是寬配光,即蝙蝠翼或更寬的配光.JShao3)燈具的其它要求

a)外殼防護等級:為防止灰塵和小蟲的侵入,需要密封的燈具,出光口面上有透明或棱鏡的防護玻璃.外殼防護等級要求在IP54或以上,從而達到較好的維護系數(shù).b)燈具的外殼必須接地,是1類燈具.保證燈具的電氣安全.c)燈具的換光源的結(jié)構(gòu)必須簡單和快捷,密封圈的材料必須耐用.耐壓緊和耐老化.d)注意光源的直接光造成的眩光,建議使用有棱鏡的防護玻璃,減少眩光.JShao舉例二:編組站的投光燈視覺作業(yè)內(nèi)容:觀察,了解和處理情況視覺作業(yè)要求:看清在編組的車輛和軌道上的障礙物和駕駛機插車車輛.看清軌道,車輛和障礙物的基本要求:1)障礙物或觀察對象(包括對方車輛)的顏色較深,不易與背景分辯,但體積較大;2)環(huán)境空曠,周圍反射不好;3)車輛在運動,有一定的速度;4)盡量減少來自燈具的眩光干擾.JShao1).照明要求:(1)照度要求:CIE:平面和減速編組站:10-15lx

駝峰編組站:20-50lxIESNA:平面和減速編組站:水平20,垂直照度5lx

駝峰編組站:水平照度30,垂直照度100lx(2)眩光:CIE要求:GR≤45JShao2).燈具的安裝條件:安裝高度:10-12m的龍門架上;兩龍門的距離在100m以上;每條鐵軌上面一個投光燈.3)燈具的光度要求:如只有一個燈具貢獻,那么燈具中心光強:I=EH2/cos3

γ=20X102/cos384.3o=2X106cd.往往有左右兩側(cè)燈具共同貢獻,一個燈具的中心光強約占2X10