建筑電氣照明專(zhuān)業(yè)課件

第四章照明器1、照明器的特性2、照明器的分類(lèi)3、照明器的選用4、照明器輸出光通量的計(jì)算第四章照明器本章包括：照明器光學(xué)特性、分類(lèi)、本章重點(diǎn)：照明器光強(qiáng)分布和照明器輸出光通量計(jì)算方法。

第四章照明器

照明器是由光源、照明燈具及其附件共同組成的。照明器的作用:固定光源和保護(hù)光源，使之與電源安全可靠地連接。美化環(huán)境對(duì)光源產(chǎn)生的光通量進(jìn)行再分配、定向控制以及防止光源產(chǎn)生眩光。1照明器的特性光強(qiáng)分布－配光曲線(xiàn)遮光角－保護(hù)角照明器效率一、照明器的配光曲線(xiàn)

配光曲線(xiàn)照明器在空間各個(gè)方向上的光強(qiáng)的分布曲線(xiàn)稱(chēng)配光曲線(xiàn)。配光曲線(xiàn)是衡量照明器光學(xué)特性的重要指標(biāo)，是進(jìn)行照度計(jì)算和決定照明器布置方案的重要依據(jù)。1照明器的特性光軸：通過(guò)光中心的豎垂線(xiàn)稱(chēng)為光軸。光中心：把一個(gè)有一定尺寸的光源（照明器）看作一個(gè)點(diǎn)，它的光認(rèn)為就是從該點(diǎn)發(fā)出，該點(diǎn)所在的位置就是光中心。光中心其實(shí)就是指的出光口的中心。1照明器的特性?φ光軸光中心垂直面水平面圖4-1配光術(shù)語(yǔ)垂直(投光)角與垂直面：觀察光中心的方向與光軸向下方向所形成夾角稱(chēng)垂直角，用θ表示。包含光軸的任何平面為垂直面。1照明器的特性θc光軸光中心垂直面水平面圖4-1配光術(shù)語(yǔ)水平角與水平面：如果選某一垂直面為基準(zhǔn)面，那么觀察方向所在的垂直面與基準(zhǔn)面之間形成的夾角稱(chēng)為水平角，常用C表示。垂直于光軸的任意面為水平面。1照明器的特性θc光軸光中心垂直面水平面圖4-1配光術(shù)語(yǔ)(一)極坐標(biāo)配光曲線(xiàn)

以極坐標(biāo)原點(diǎn)為光中心，以極坐標(biāo)角度表示燈具的垂直角，以極坐標(biāo)矢量長(zhǎng)度表示光強(qiáng)的大小，以一定比例的光強(qiáng)值為半徑作一系列同心圓表示等光強(qiáng)線(xiàn)。通過(guò)光中心作該燈具在一個(gè)垂直平面內(nèi)不同垂直角的光強(qiáng)有向線(xiàn)段，把線(xiàn)段末端連接起來(lái)，得到該燈具的配光極坐標(biāo)曲線(xiàn)。1照明器的特性圖4-2乳白玻璃水晶底吊燈的配光曲線(xiàn)1.對(duì)稱(chēng)配光曲線(xiàn)適用于具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)配光特性的照明器。旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)配光特性指照明器的光強(qiáng)空間分布相對(duì)于光軸呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)形式。一般，只要照明器形狀具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性，則燈具的配光就具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性，如裝有普通白熾燈、高壓鈉燈、高壓汞燈及部分金屬鹵化物燈的照明器等。1照明器的特性圖4-2乳白玻璃水晶底吊燈的配光曲線(xiàn)1照明器的特性圖4-2乳白玻璃水晶底吊燈的配光曲線(xiàn)

要求45o方向上的光強(qiáng)。在配光曲線(xiàn)上作45o的射線(xiàn)，與配光曲線(xiàn)交于一點(diǎn)，從原點(diǎn)到交點(diǎn)的長(zhǎng)度為該方向的光強(qiáng)，即75cd。2.非對(duì)稱(chēng)配光曲線(xiàn)

光源和照明器的形狀是非對(duì)稱(chēng)的（如普通直管熒光燈、管形鹵鎢燈組成的照明器）。就每個(gè)垂直面而言，其光強(qiáng)分布相當(dāng)于光軸是對(duì)稱(chēng)的，但各個(gè)垂直面上的配光特性不同。采用多個(gè)不同測(cè)光垂直平面的配光曲線(xiàn)表示。由直管熒光燈組成的照明器，其光強(qiáng)空間分布不再對(duì)光軸呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)。1照明器的特性A(C0平面)ABB(C90平面)CC(C45平面)資料不同，水平角有差異1照明器的特性圖4-3簡(jiǎn)式單管熒光燈照明器的配光曲線(xiàn)如取垂直于燈管軸線(xiàn)的垂直面為基準(zhǔn)面，其水平角為0℃，標(biāo)注⊥。(A-A)包含燈管軸線(xiàn)的垂直面，水平角為90℃,標(biāo)注∥。(B-B)水平角為45℃的配光曲線(xiàn)。(C-C)1照明器的特性圖4-3簡(jiǎn)式單管熒光燈照明器的配光曲線(xiàn)A(C0平面)ABB(C90平面)CB(C45平面)

配光曲線(xiàn)上的每一點(diǎn)表示照明器在該方向上的光強(qiáng)。如已知照明器計(jì)算點(diǎn)的垂直角，可在配光曲線(xiàn)上查到照明器在該點(diǎn)上對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)Iθ1照明器的特性

在照明計(jì)算中，圖解法精確度不易保證，將極坐標(biāo)曲線(xiàn)用列表方式表示，能獲得較為精確的光強(qiáng)值。θ0o5o15o25o35o45o55o65o75o85oIθ(cd)75768082867557454443θ95o105o115o125o135o145o155o165o175o180oIθ(cd)43444544423834292422

表中列出的垂直角下的光強(qiáng)值在表中直接查得，表中未列出的垂直角可根據(jù)前后相鄰的兩個(gè)垂直角下的光強(qiáng)值用內(nèi)插法求得。1照明器的特性1照明器的特性1照明器的特性1照明器的特性若實(shí)際光源的光通量不是1000lm，光強(qiáng)可根據(jù)下面公式換算：如果一個(gè)照明器安裝了兩只或更多光源，光強(qiáng)換算時(shí)Φs取它們的光通量之和。(二)直角坐標(biāo)配光曲線(xiàn)

對(duì)于聚光型照明器，光束角很?。ü馐性讵M小的立體角），用極坐標(biāo)表示光強(qiáng)讀數(shù)困難。圖4-4冷反射鹵鎢燈的配光曲線(xiàn)1照明器的特性圖4-碗5身直角腹坐標(biāo)配偵光曲線(xiàn)1醒照明只器的特降性(三)散等光強(qiáng)配習(xí)光曲線(xiàn)對(duì)于光強(qiáng)究分布不對(duì)狡稱(chēng)的照明歷器，需要判用許多平瓣面上的配命光曲線(xiàn)才冒能表示空決間分布，策可采用等錢(qián)光強(qiáng)配光脈曲線(xiàn)表示衫光強(qiáng)。1、圓形派等光強(qiáng)圖些：用極坐加標(biāo)表示1庭照明器的恭特性圖4-6器等房誠(chéng)面積天頂裁投影等光間強(qiáng)曲線(xiàn)1和照明器的朽特性圍繞燈喇具的球起表面上悔的一個(gè)卸平面內(nèi)由，將等妥光強(qiáng)點(diǎn)對(duì)連接成罪圓形等踏光強(qiáng)配腿光曲線(xiàn)所，并以低相等的飛投影面笨積表示蜂相等的詞包圍燈費(fèi)具德威姜球面面妥積。1翅照明泳器的特前性圖4-7隙道角路燈中的踐光線(xiàn)坐標(biāo)在街道照慘明中應(yīng)用籍較多。將照明跨器放在乖球的中爺間，極劣軸取上乘下方向鄰。沿水平中辰心線(xiàn)(赤前道)上的招角度為水找平角C，邊定義為路踩軸方位角畫(huà)。C=0墓°表示與杠道路同方霸向，C巡壽=90°墓表示與道節(jié)路垂直。沿周?chē)蚪嵌圈帽硎敬股嶂苯?，γ?0°粱表示燈具賴(lài)垂直向下脂。2、矩奇形等光情強(qiáng)圖：用直角擋坐標(biāo)表膚示在泛光句燈應(yīng)用遠(yuǎn)較多。堤泛光燈柱的光分象布通常膠是窄光戚束，用玩矩形等奸光強(qiáng)圖順表示。橫坐標(biāo)表燒示水平角削，縱坐標(biāo)準(zhǔn)表示垂直猶角。1汗照明器的差特性1聯(lián)照明罪器的特拌性圖4-8胳泛哨光照明等抵光強(qiáng)與區(qū)珍域光通量左半部株：在等桶光強(qiáng)圖中炮，可以羞計(jì)算出芬垂直和水平槳網(wǎng)格線(xiàn)所逮包圍的每個(gè)腐矩形內(nèi)達(dá)的光通凝量右半部摔：功率富為400蓋W管形怠高壓鈉瘡燈作泛光燈時(shí)骨球帶光通籍量曲線(xiàn)的一銹半，在暮小方格燥所確定的球師帶里，可長(zhǎng)以計(jì)算出每千夠流明的光詞通量二遮光兵角——照癢明器的保絮護(hù)角用以衡量柏?zé)艟弑Ｗo(hù)抄人眼不受決光源耀眼南，又可保盒證工作面徐照度的一蒼個(gè)指標(biāo)，未根據(jù)光源些產(chǎn)生的眩把光與人視織線(xiàn)角度的疏關(guān)系而設(shè)車(chē)計(jì)。照明器微的遮光運(yùn)角是指燈絲式具出光謠口遮蔽藍(lán)光源發(fā)戀光體使蔽之完全胳看不見(jiàn)乎的方位致與水平廁線(xiàn)的夾成角。用α表示。1坐照明借器的特林性1)一址般照明器眨，指的是濁發(fā)光體(棕?zé)艚z)最互邊緣點(diǎn)(室最低)與五燈具沿口絞的連線(xiàn)，牧與出光沿城口水平線(xiàn)芝的夾角。1情照明槽器的特千性α＝a爸rct既anh浪/rh－光源發(fā)遷光體中音心至照蠅明器出噸光沿口策平面的叼垂直距雜離，單向位為m煉mr－照明器的悶出光沿口橡平面的半盾徑或?qū)挾扔^的一半，屠單位為m猶mα－照明器億的遮光桃角，單朗位為(°)圖4-9咸一般桿型照明器弦的遮光角工程實(shí)踐遵證明：對(duì)酸照明質(zhì)量憶產(chǎn)生影響三的亮度值寨只要發(fā)生低在垂直角45°它~85°的范圍墳內(nèi)。照明器精的保護(hù)頸角越大穿，光分辮布就越寬窄，效江率也越傳低。由栽于照明勇器保護(hù)領(lǐng)角的實(shí)爽際意義償在于限貨制光源論的直射劇光，從濁而防止宗或限制搶直接眩濫光。一菜般照明堵器應(yīng)選芒取15古°~梁30°張保護(hù)角組。1扣照明甲器的特斗性圖4-岸9蠢一般型蘆照明器映的遮光物角熒光燈，輪它本身的察表面亮度患低，不宜箏采用半透段明的擴(kuò)散吧材料做成膠燈罩來(lái)限隸制眩光，貸而采用鋁誕合金(或不銹顧鋼)格柵來(lái)限旗制眩光。格柵的遮勝光角：定義為一焰?zhèn)€格片底邊看到咳下一格分片頂部的連線(xiàn)傅與水平線(xiàn)之間的夾潮角。1坑照明器的鹿特性圖4-1電0測(cè)格柵型照變明器的遮喝光角1載照明癢器的特譜性a－格柵開(kāi)屬口的長(zhǎng)者度，單傅位mmb－格柵開(kāi)口泄的寬度，舒單位為m樹(shù)mh－格柵的高濫度，單位漿為mm圖4-1焦0塔格柵型照專(zhuān)明器的遮蓄光角長(zhǎng)方形賓格柵三屋個(gè)遮光嗽角1部照明敏器的特穗性圖4-1越0撲格柵型照會(huì)明器的遮蠅光角格柵的鑒遮光角慮越大，巷光強(qiáng)分綠布越窄概，效率講越低；拋格柵的潤(rùn)遮光角觸越小，尾光強(qiáng)分薪布越寬釋?zhuān)恃踉礁?，晉但防止吳眩光的作用變蜂弱。辦公室照骨明，格柵遮光角的相橫軸方向(垂直燈管)為45°，縱軸方向(沿?zé)艄芊较?為30°。商店照明圣的格柵遮集光角橫軸方伸向成25°，縱軸方向鄉(xiāng)豐成15°。三、照明救器效率1、定義釣：從一個(gè)范照明器三輸出的腳光通量ΦL與照明器駐內(nèi)含有的欺全部光源孔在無(wú)約束役條件下點(diǎn)腫燃時(shí)輸出小的總光通冤量ΦS之比，塑稱(chēng)為照嬌明器效基率。用ηL表示，也悄稱(chēng)為光通黑量輸出比干。1召照明器的四特性2、上射棄輸出比、稅下射輸出王比上射輸出披比下射輸出段比1帳照明器的汪特性ηL=ηD+ηU3、照顧明器各表部分對(duì)脖效率的論影響1潔照明村器的特肅性圖4-1真1陵照明器各朵部分對(duì)效瀉率的影響區(qū)域1忍：光線(xiàn)選能從高林壓經(jīng)玻補(bǔ)璃板B茅直接退射出燈她具的部中分，稱(chēng)妨為直接徑出射光暫。區(qū)域2景：光線(xiàn)炭射向燈四殼內(nèi)部系殼體產(chǎn)閉生的雜滋散光，發(fā)無(wú)法起般到有效眾照明作崗用。區(qū)域3圖：高壓男光線(xiàn)射色向反射漏器R，拒經(jīng)反射鐮器反射普后，通當(dāng)過(guò)前面貿(mào)玻璃板圣B再射沙出。4、提聰高照明慕器效率餐注意事帽項(xiàng)1蛛照明器的脖特性圖4-板11雄照篩明器各半部分對(duì)效率的喪影響1)裂盡量減治少區(qū)域議2，不爬使光線(xiàn)謎浪費(fèi)在片殼體上枕。2)忙處理好哭玻璃板刺B與光筐線(xiàn)的相攻互位置投，一般氣使光線(xiàn)財(cái)對(duì)玻璃監(jiān)的入射攻角小于眾45°來(lái)，以增拾強(qiáng)光線(xiàn)挽的透過(guò)寨率。3)件增加區(qū)頓域1減疊少區(qū)域咬3，增溫加直接絞出射光男部分。4)減繪少區(qū)域2皮至零時(shí)，深區(qū)域3內(nèi)坑的光線(xiàn)全罪部反射向壟區(qū)域1中流，當(dāng)反射后出來(lái)光線(xiàn)打的角度與構(gòu)區(qū)域1的跟直接出射緊光角度完稈全吻合時(shí)尋，可獲得桃高的效率際。5、應(yīng)用1)話(huà)敞口式胡照明器的許照明效率罰較高。取古決于三個(gè)嬌因素:敞口面滋積與燈講具控照違器(燈奇罩)內(nèi)酬表面面膚積之比弱，比值鳴越高，維效率越輩高；控照器內(nèi)韻表面反射釣比越大，危效率越高押；燈具形狀啦造成光在隙照明器內(nèi)易多次反射西，效率降捷低。2)梳格柵式燈撐具采用大戲網(wǎng)孔高格堡片的格柵俗，材料采最用拋光的逝鋁合金或敗不銹鋼，臭效率可高戀于70%溜。1彈照明洗器的特插性一、按衰照明器撫的用途斧分類(lèi)(一)盾功能攤性照明砍器保護(hù)光筑源、提蒜高光效著、降低狂眩光裝飾效果(二)夜裝飾或性照明誘器美化環(huán)寫(xiě)境、烘詠托氣氛顧，照明百器造型追和光線(xiàn)枯色澤照明器助效率、療限制眩捏光2蛙照明弄器的分介類(lèi)二、按照切明器防觸嚇電保護(hù)方撲式分類(lèi)照明器保燃護(hù)人身安存全的措施溝稱(chēng)防觸電壟保護(hù)2慨照明局器的分純類(lèi)照明器等級(jí)照明器主要性能應(yīng)用說(shuō)明0類(lèi)依賴(lài)基本絕緣防止觸電，一旦絕緣失效，靠周?chē)h(huán)境提供保護(hù)，否則，易觸及部分和外殼會(huì)帶電

安全程度不高，適用于安全程度好的場(chǎng)合，如空氣干燥、塵埃少、木地板等條件下的吊燈、吸頂燈Ⅰ類(lèi)除基本絕緣外，易觸及部分和外殼有接地裝置，一旦基本絕緣失效時(shí)，不致有危險(xiǎn)

用于金屬外殼的照明器，如投光燈、路燈、家庭燈等Ⅱ類(lèi)采用雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣作為安全防護(hù)，無(wú)保護(hù)導(dǎo)線(xiàn)(地線(xiàn))

絕緣性好，安全程度高，適用于環(huán)境差、人經(jīng)常觸摸的照明器，如臺(tái)燈、手提燈等Ⅲ類(lèi)利用特低安全電壓（交流有效值不超過(guò)50V）,燈內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生高于此值的電壓

安全程度最高，可用于惡劣環(huán)境，如機(jī)床工作燈、兒童用燈等照明器的搜防觸電?；糜褡o(hù)分類(lèi)三、按杯照明器咱的防塵混、防水幣等分類(lèi)特征字鞭母“I士P”后昌面跟兩堤個(gè)數(shù)字重表示第一個(gè)吃數(shù)字表怒示對(duì)人但、固體耕異物或?qū)m埃的剝防護(hù)能雁力；第二個(gè)數(shù)粒字表示對(duì)羽水的防護(hù)美能力。在防塵能慨力和防水鳥(niǎo)能力之間晨存在一定梅的依賴(lài)關(guān)礙系，有多培種配合。2翼照明器的斥分類(lèi)四、按照既明器光通各量在空間梢的分布分蜂類(lèi)又稱(chēng)C嫂IE配小光分類(lèi)2嚴(yán)照明器的臭分類(lèi)按照明輛器光通牌量分類(lèi)五、直接顆型照明器巾按距高比淡分類(lèi)1、照呢明器的紐奉距高比照明器戲的距高兇比是指相鄰圓照明器之脅間的距離s與照呈明器到工闖作面的距客離h(即項(xiàng)照明器計(jì)續(xù)算高度)之比守，用λ表示好：λ創(chuàng)＝s/米h2、照明突器的允許少距高比指照明器瞧間距s與銀照明器計(jì)旗算高度h肝之比的最聯(lián)大允許值類(lèi)。2念照明閑器的分其類(lèi)ShACB圖4-婆12投半照眉度角與轟距高比2次照明除器的分蜘類(lèi)布置照明怕器時(shí)使其廟距高比不幟大于允許啄距高比，覆工作面上鋼的照度比悔較均勻。距高比康取決于廢照明器薄的配光專(zhuān)曲線(xiàn)。半照度疤角3、直雀接型照泊明器按個(gè)最大允斑許距高餐比分類(lèi)2船照明器的護(hù)分類(lèi)直接型答照明器核按最大嗚允許距皮高比分間類(lèi)六、按照繭明器結(jié)構(gòu)閘特點(diǎn)分類(lèi)2愈照明撤器的分祖類(lèi)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)開(kāi)啟型光源與外界空間直接接觸(無(wú)罩)閉合型透明罩將光源包合起來(lái)，但內(nèi)外空氣仍能自由流通密閉型透明罩固定處加嚴(yán)密封閉，與外界隔絕相當(dāng)可靠，內(nèi)外空氣不能自由流通防爆型符合《防爆電氣設(shè)備制造檢驗(yàn)規(guī)程》的要求，能安全地在有爆炸危險(xiǎn)性介質(zhì)的場(chǎng)所使用。有安全型和隔爆型。安全型在正常運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)生火化電?。换虬颜＿\(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的火化電弧的部件放在獨(dú)立的隔爆室內(nèi)隔爆型在照明器的內(nèi)部產(chǎn)生爆炸時(shí)，火焰通過(guò)一定間隙的防爆面后，不會(huì)引起外部的爆炸防震型照明器采取防震措施，安裝在有震動(dòng)的設(shè)施上按照明魯器結(jié)構(gòu)表特點(diǎn)分框類(lèi)七、按照縱明器安裝霸方式分類(lèi)壁燈吸頂燈嵌入式半嵌入式吊燈地腳燈臺(tái)燈落地?zé)敉ピ簾舻缆窂V旋場(chǎng)燈移動(dòng)式課燈自動(dòng)應(yīng)急屆照明燈2劣照明腦器的分薄類(lèi)一、按配劉光曲線(xiàn)選燃擇照明器二、按使揉用環(huán)境條追件選擇照過(guò)明器三、按遷經(jīng)濟(jì)效辣果選擇哈照明器3虜照明每器的選族用照明器的臣輸出光通姻量可根據(jù)遼照明器的坦配光特性作求得。一、積鄭分法照明器與各方向扛上的光千強(qiáng)可以史看作是拘垂直角θ和水平旗角φ的函數(shù)戲，記作漢I(θ,φ)4咽照明器輸徑出光通量蠻計(jì)算照明器射猜向點(diǎn)(θ,φ)的光強(qiáng)Iθ,φ：4塞照明蓮器輸出步光通量承計(jì)算dA-面患元的面積圖4-家13程照明翁器光通覺(jué)量的計(jì)轟算4胳照明令器輸出科光通量橫計(jì)算圖4-1湯3照旋明器光通嗽量的計(jì)算4煌照明計(jì)器輸出筍光通量堂計(jì)算若要計(jì)根算θ1~θ2和φ1~φ2內(nèi)的光疑通量當(dāng)照明做器具有歷對(duì)稱(chēng)配淘光特性注時(shí)，光箱強(qiáng)由Iθ,φ記成I(θ)或瞇Iθ【例4-棍1】已知某照漆明器配光已特性，求照明器腸輸出光通蘋(píng)量為