第五章照明燈具

第五章照明燈具5.1燈具特性

5.2燈具分類

5.3燈具的選用照明燈具：

能透光、分配和改變光源光分布的器具。包括除光源外所有用于固定和保護光源所需的全部零部件，以及與電源連接所必需的線路附件。燈具自身的作用是固定和保護光源，并使光源與電源可靠地連接；燈具的另外一個作用就是合理地分配光輸出，美化和裝飾環(huán)境。它在照明設備中是除光源之外的第二要素。為了使光源發(fā)出的光輻射合乎要求地分配到被照面上，以滿足視覺要求和美化、裝飾環(huán)境，必需正確地選擇照明燈具。補充：光強空間分布特性燈具所具有的把光強在空間重新分布的特性是燈具最主要的光學特性，也是進行照明計算的主要依據(jù)。有關概念:（1）配光燈具在空間各個方向上的光強重新分布稱為配光，即光的分配。光源本身也有配光，但把光源裝入燈具以后，光源原先的配光發(fā)生了改變，這主要是燈具的配光起了作用。5.1燈具的特性照明燈具的（配光）特性可以從燈具的配光曲線、保護角、燈具光效率三個指標加以衡量。（2）配光特性：主要是指光源和燈具在空間各方向上的分布狀態(tài)?？梢杂胁煌谋硎痉椒ǎ缬脭?shù)學解析式、表格或用曲線法等。如果用曲線形式表示，該曲線就被稱為配光特性曲線。（3）光中心把一定尺寸的光源（或燈具）看作一個點，它的光認為就是從該點發(fā)出的，該點所在的位置就稱為光中心。一般發(fā)光體的中心就是該發(fā)光體的幾何中心，對敞開式及用非透明材料制成的燈具，光中心即為光出口中心.（4）光軸通過光中心的豎垂線被稱為光軸。（5）垂直角與垂直面觀察光中心方向與光軸向下方向所形成的夾角稱為垂直角，用表示。垂直角所在的平面稱為垂直面。（6）水平角與水平面如果選某一垂直面為基難面，那么觀察方向所在的垂直面與基準垂直面之間形成的夾角就是水平角，用或c表示。垂直于光軸的任意面均稱為水平面。一、配光曲線以平面曲線圖的形式來表示燈具在空間各個方向上發(fā)光強度的分布情況。一般有三種表示方法：極坐標配光曲線直角坐標配光曲等光強曲線由于是旋轉軸對稱，所以任意一個通過旋轉軸的平面，上面的曲線形狀都是一樣的。如果是非旋轉軸對稱燈具（比如說管型熒光燈），則需要多個平面的配光曲線才能表明空間分布特性。1、極坐標法

具有旋轉軸對稱的燈具在通過光源中心及旋轉軸的平面上測出不同角度的發(fā)光強度值，以某一個位置為起點，不同角度上發(fā)光強度矢量的頂端所勾勒出的軌跡就是燈具的極坐標配光曲線。2、直角坐標配光曲線

對于光輻射范圍集中的燈具，比如聚光燈、探照燈、投光燈等，用直角坐標配光曲線更能反映其光強的分布特性。3、等光強曲線圖(等燭光圖)不對稱配光的燈具需要用許多平面上的配光曲線才能表示其光強在空間的分布，使用不便，也不醒目，不能反映各平面間的聯(lián)系，此時可采用等光強圖表示法。為了正確表示發(fā)光體空間的光分布，可以設想將它放在一個外面標有地球上經(jīng)度和緯度線的一個球體中心，球體半徑與發(fā)光體的尺寸要滿足“點光源”的條件。發(fā)光體射向空間的每根光線都可以用球體上每點坐標表示，將光源射向球體上光強相同的各方向的點用線連接起來，成為封閉的等光強曲線(類似于地球表面的等高線)就能表示光強在空間各方向的分布，見圖5－4。在球體上給出等光強曲線是十分費力的事，最好的辦法是將球體及其坐標用平面圖形和相應的角度坐標來表示，并要求平面圖形上坐標角度內的面積與球體下相應的立體角成正比例，以便于光通量計算。常用的有圓形網(wǎng)圖、矩形網(wǎng)圖，以及正弦網(wǎng)圖。二、保護角保護角又叫遮光角，用于衡量燈具為了防止眩光而遮擋住光源直射光范圍的大小。用光源發(fā)光體從燈具出口邊緣輻射出去的光線和出口邊緣水平面之間的夾角表示。如圖。三、燈具光效率燈具的光效率η是指在相同的使用條件下，燈具輸出的總光通量Ф’與燈具中光源發(fā)出的總光通量Ф之比，即：η＝Ф‘∕Ф×100％光效率的數(shù)值總是小于1的。燈具光效率越高，光源光通量的利用程度越大，也就越節(jié)能。實際中應優(yōu)先采用效率高的燈具。提高燈具光效率的要點：1.盡量減少區(qū)域Ⅱ，以免光線浪費在殼體上；2.處理好玻璃板B與光線的相互位置，使光線對玻璃的入射角小于45°，以增加光線的透過率；3.增加區(qū)域Ⅰ，減少區(qū)域Ⅲ，即增加直接射出光部分；4.當區(qū)域Ⅱ減小到0時，區(qū)域Ⅲ內的光線全部反射向區(qū)域Ⅰ，當反射光線的角度與區(qū)域Ⅰ內直射光線角度完全吻合的時候，燈具光效率最大。1.CIE光通分類CIE對燈具上半球和下半球發(fā)射的光通百分比來區(qū)分配光特征，不同配光特征適用于不同場所，右表給出了各類燈具的比較。5.2燈具的分類2.根據(jù)安裝方式燈具大致可分為吸頂燈、壁燈、嵌入式燈、半嵌入式燈、吊燈等。壁燈主要用于局部照明、裝飾照明或不適合在頂棚安裝或沒有頂棚的場所；吸頂燈主要用于沒有吊頂?shù)姆块g內；嵌入式和半嵌入式燈具主要用于有吊頂?shù)姆块g內，其中嵌入式燈具的限制眩光作用比半嵌入式要好；吊燈是應用最廣泛的一種；它主要是利用吊桿、吊鏈、吊管、吊線來吊裝燈具，以達到不同的效果。3.按防觸電保護分類：為了保護人身和設備安全，燈具所有帶電部分（如燈頭座，引線，接頭等）必需有防直接觸電和防間接觸電的安全保護措施。根據(jù)使用環(huán)境的不同，燈具的防護級別分為四個等級，具體見表。4.按燈具的防護結構形式分類：1）開啟式燈具：燈具敞開，光源與周圍環(huán)境直接接觸，屬于普通燈具。2）閉合式燈具：燈具有閉合的透光罩，但罩內外空氣是流通的，不能阻止灰塵、濕氣進入。3）密閉式燈具：燈罩密封將內外空氣隔絕，罩內外空氣不能流通，能有效地防濕、防塵。4）防爆式燈具：使用防爆型外罩，采用嚴格密封措施，確保在任何情況下都不會因燈具而造成爆炸危險。用于不正常情況下可能會發(fā)生爆炸的場所。5）隔爆式燈具：結構堅實，即使內部發(fā)生爆炸也不會對燈罩外產(chǎn)生影響。用于在正常情況下就可能發(fā)生爆炸危險的場所。5.按燈具外殼的防護等級分類：根據(jù)我國燈具外殼防護等級分類的規(guī)定，使用IP防護等級系統(tǒng)。等級代號由字母“IP”和兩個特征數(shù)字組成，第一個特征數(shù)字表示燈具防止人體觸及或接近燈外殼內部的帶電體，防止固體物進入內部的等級；第二個特征數(shù)字表示燈具防止?jié)駳?、水進入內部的等級。兩個特征數(shù)字的等級含義見P93表5-6，P94表5-7。5.3燈具的選擇燈具選用的基本原則有以下幾點：①功能原則：合乎要求的配光曲線、保護角、燈具效率，款式符合環(huán)境的使用條件；②安全原則：符合防觸電安全保護規(guī)定要求；③經(jīng)濟原則：初投資和運行費用最小化；④協(xié)調原則：燈飾與環(huán)境整體風格協(xié)調一致。選擇燈具時綜合考慮以上原則。1、按配光特性選擇燈具（1）窄配光類（深照型）的燈具，使光線在較小立體角內分布，保護角大，不易產(chǎn)生眩光，發(fā)出的光通量能最大限度地直接落在被照面上，利用率高。象體育館、企業(yè)的高大廠房、高速公路等照度要求較高的地方，可以采用。但是燈具必須高密度排列，才能保證照度的均勻度。（2）中配光類（中照型）的燈具，使光線在中等立體角內分布，配光曲線要寬一些，直接照射面積較大，合理的布局和燈具高度可以眩光。適合用于中等照度的一般室內照明。（3）寬配光類（廣照型）的燈具，使光線在較大立體角內分布，適用于照度要求低的場所，如樓道、廁所等。2、按使用環(huán)境選擇燈具（1）無特殊防塵、防潮等要求的一般環(huán)境中宜使用高效率的普通式燈具。（2）有特殊要求的場合要使用有專門防護結構及外殼的防護式燈具。1）在潮濕場所，應采用防潮、防水的密閉型燈具或帶防水燈頭的開啟式燈具。2）灰塵多的場所，根據(jù)灰塵數(shù)量和性質可以采用防塵型燈具或塵密型燈具。3）在有爆炸、火災危險的地方，根據(jù)此類場所現(xiàn)行國家標準和規(guī)范的有關規(guī)定，分等級選擇相應的燈具。4）在高溫場所，宜