第13章 建筑电气照明 建筑设备工程教学课件
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• 措施：对气体放电光源可采用二灯分 接二相电路或三灯分接三相电路的方 法。
第二节 光源和灯具 一 电光源
• 1电光源分类
• 热辐射光源：利用电流将物体加热到 白炽程度所产生的可见光来照明的光 源。任何物体的温度高于绝对零度时， 都在周围空间发射电磁波。当物体的 温度达到５０００Ｃ以上时，所发射的 电磁波位于可见光区。
第一节 照明基本知识
照明的基本要求
• 良好的视觉不是单纯地依靠充足的光 通量，还需要一定的照明质量的要求。 影响照明质量的因素很多,在进行照明 设计时，应从以下几个方面考虑照明 质量：
①合适的照度
• 照度是决定物体明亮度的间接指标。 • 在一定范围内增加照度，可使视觉功
能提高。合适的照度有利于保护视力， 提高工作和学习效率。
2 白炽灯
• 电压突然大幅度下降时，虽然白炽灯 的光通量也大幅度地降低，但是却不 至于突然熄灭。熄灭后，也可以迅速 点燃，这对保证连续照明很有益处。
2 白炽灯
• 用于交流电网的白炽灯的光通量的波 动不大，其闪烁指数一般是2%~13%。
• 灯丝加热过程迅速，加热到输出90% 光通量所需要的时间只有 0.07~0.08s(40~500W的灯泡)。
• 灯具组成：光源、控制器（灯罩）。
1、控照器（灯罩）
• 控照器可改变光源的光学指标，可适应不 同安装方式的要求，可做成不同的形式、 尺寸，可以用不同性质和色彩的材料制造, 可以将几个到几十个光源集中在一起组成 建筑花灯。控照器的主要作用是重新分配 光源发出的光通量、限制光源的眩光作用、 减少和防止光源的污染、保护光源免遭机 械破坏、安装和固定光源、和光源配合起 一定的装饰作用。
• 照明光源的选择：可靠性要求高的场 所，需选用易于起燃的白炽灯；高大 的房间应选用寿命长、效率高的光源； 办公室应选用显色性好、光效高、表 面亮度低的荧光灯做光源。
• 灯具的选择：
• 灯具类型的选择与使用环境、配光要 求有关。在选用灯具时，一般要考虑 以下几个因素:
• 光源：选用的灯具必须与光源的种类 和功率完全相适应。
2 白炽灯
• 光通量的输出随着点燃时间的增加而 降低，这一现象在真空管灯泡中严重， 在充气灯泡中则较轻。
• 白炽灯的使用寿命是因灯丝断裂而告 终，一般白炽灯的平均寿命为1000小 时。
3 卤钨灯
• 卤钨灯是在灯泡内充入惰性气体和少 量的卤族元素(氟、氯、碘)，防止钨沉 积在管壁上，防止玻壳黑化。
• 发光效率约为白炽灯的4倍，寿命长于 白炽灯，但功率因数低；
• 适宜的环境温度为18 ~ 25º，过高或过 低都会造成启动困难和光效降低；
• 不宜频繁启动，电源电压波动不宜超 过5%，否则将影响光效和寿命；
• 破损的灯管要妥善处理以防汞害；
• 不宜在机修车间使用。
二 灯具
• 灯具是指能透光、分配光和改变光源光分 布的器具，以达到合理利用和避免眩光的 目的。
⑥限制眩光
• 眩光是由于光源的高亮度，或有强烈的亮 度对比，对人眼产生刺激作用。
• 限制眩光：限制光源的亮度，降低灯具表 面的亮度，正确选择灯具，合理布置，并 选择适当的悬挂高度。
⑦消除频闪效应
• 频闪效应：气体放电光源在交流电源 供电下，其光通量随电流一同做周期 性变化。在其光照下观察到的物体运 动显示出不同于实际运动的现象。
• 在卤钨灯中，有的是充入卤素碘，叫 做碘钨灯。此外还有溴钨灯、氟钨灯 等。碘钨灯的发光效率为10~30lm/W， 寿命一般为2000小时。
4 荧光灯
• 原理：利用低压汞蒸气放电辐射紫外 线，紫外线在激发管壁的荧光粉层使 它发出可见光。
• 基本构造：灯管、镇流器和启动器。
图 荧光灯管
1—灯头；2—灯脚；3—玻璃芯柱； 4—灯丝（钨丝，电极）；
一 灯具的竖向布置（悬挂高度）
灯具的 计算高度 示意图
• 灯具的悬挂高度：光源至地面的垂直 距离；
• 计算高度为：光源至工作面的垂直距 离，即等于灯具离地悬挂高度减去工 作面的高度(通常取0.75m-0.8m)。
• 灯具的最低悬挂高度是为了限制直接 眩光,且注意防止碰撞和触电危险。室 内一般照明用的灯具距地面的最低悬
④光源的显色性
• 光源的显色性：同一物体在不同的光 源照射下，显示出不同的颜色，光源 对被照物体颜色呈现的真实程度称为 光源的显色性。
• 在需要正确辨色的场所，应采用显色 指数高的光源。如白炽灯、日光色荧 光灯等。
⑤照度的稳定性
• 照度变化引起照明的忽明忽暗，不但 会分散人们的注意力，给工作和学习 带来不便，而且会导致视觉疲劳，尤 其是5~10次／秒到1次/分的周期性严 重波动，对眼睛极为有害。因此，照 度的稳定性应予以保证。
图 灯具的均匀布置 (a) 正方形；(b) 长方形；（c） 菱形
第四节 照明设计图纸
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 经济性：按照经济原则选择灯具，主 要考虑照明装置的基建费用和年运行 维修费用。
• 灯具的选择：
• 艺术效果：因为灯具还具有装饰空间 和美化环境的作用，所以应注意在黯 可能条件下的美观,强调照明的艺术效 果。
四 灯具的布置
• 灯具的布置就是确定灯具在房间的空 间位置，这与它的投光方向、工作面 的布置、照度的均匀度，以及限制眩 光和阴影都有直接的影响。灯具布置 是否合理，还关系到照明安装容量和 投资费用，以及维护、检修是否方便 等。
• 控照器的材料一般为金属、玻璃或塑 料制成。按照控照器的光学性质可分 为反射型、折射型和透射型等多种类 型。
• 控照器的主要特性为主产配光曲线、 光效率和保护角。其中配光曲线是指 光源向其四周辐射光强大小的曲线。 光效率是指由控照器输出的光通量与 光源的辐射光通量的比值。
三 照明光源和灯具的选择
挂高度应不低于规定的数值。当环境 条件限制而不能满足规定数值时,一般 不低于2m。
二 灯具的平面布置
• 室内一般照明，大部分采用均匀布置 的方式，均匀布灯是否合理，主要取 决于灯具的间距L和计算高度H(灯具距 工作面垂直距离的比值(称距高比)是 否恰当。
• 均匀布置：灯具有规律地对称排列， 以便使整个房间内的照度分布比较均 匀。均匀布灯有正方形、矩形、菱形 等。
• 属于热辐射光源的灯有：白炽灯、卤 钨灯等。
• 气体放电光源：电流通过气体（或蒸 气）时，激发气体（或蒸气）电离、 放电而产生可见光。
• 这种光源具有发光效率高、使用寿命 长等特点。
• 如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金 属卤化物灯等。
2 白炽灯
• 白炽灯具有结构简单、使用灵活、可 调光、能瞬间点燃、无频闪现象、价 格便宜等优点，是目前广泛使用的光 源之一。但因其绝大部分热辐射为红 外线，故光效很低。
5—玻管（内壁涂覆荧光粉，管内充惰性 气体）；6—汞（少量）
荧光灯的接线图
4 荧光灯
• 寿命：荧光灯的光通量输出衰减到额 定输出的70%时，所点燃的整个时间 为荧光灯的寿命。该时间被称为有效 时 间 。 灯 管 的 寿 命 可 达 3000h 以 上 ， 平均寿命约比白炽灯大2倍。
• 荧光灯以交流电供电时，光通量输出 随交流电变化而变化，发生频闪现象。
• 灯具的选择：
• 环境条件：灯具要适应环境条件的要 求，以保证安全耐用和有较高的照明 效率。
• 光分布：要按照对光分布的要求来选 择灯具，以达到合理利用光通量和减 少电能消耗的目的。
• 灯具的选择：
• 限制眩光：由于眩光作用与灯具的光 强、亮度有关，当悬挂高度一定时， 则可根据限制眩光的要求选用合适的 灯具形式。
⑤照度的稳定性
• 照度的不稳定主要是由于光通量的变 化所致，而光源光通量的变化主要由 于电源电压的波动所致。因此,必须采 取措施保证照明供电电压的质量。如 将照明和动力电源分开，或用调压器 等。
⑤照度的稳定性
• 光源的摆动也会影响视觉，而且影响 光源本身的寿命。所以，灯具应设置 在没有气流冲击的地方或采取牢固的 吊装方式。
第二节 光源和灯具 一 电光源
• 1电光源分类
• 热辐射光源：利用电流将物体加热到 白炽程度所产生的可见光来照明的光 源。任何物体的温度高于绝对零度时， 都在周围空间发射电磁波。当物体的 温度达到５０００Ｃ以上时，所发射的 电磁波位于可见光区。
第一节 照明基本知识
照明的基本要求
• 良好的视觉不是单纯地依靠充足的光 通量，还需要一定的照明质量的要求。 影响照明质量的因素很多,在进行照明 设计时，应从以下几个方面考虑照明 质量：
①合适的照度
• 照度是决定物体明亮度的间接指标。 • 在一定范围内增加照度，可使视觉功
能提高。合适的照度有利于保护视力， 提高工作和学习效率。
2 白炽灯
• 电压突然大幅度下降时，虽然白炽灯 的光通量也大幅度地降低，但是却不 至于突然熄灭。熄灭后，也可以迅速 点燃，这对保证连续照明很有益处。
2 白炽灯
• 用于交流电网的白炽灯的光通量的波 动不大，其闪烁指数一般是2%~13%。
• 灯丝加热过程迅速，加热到输出90% 光通量所需要的时间只有 0.07~0.08s(40~500W的灯泡)。
• 灯具组成：光源、控制器（灯罩）。
1、控照器（灯罩）
• 控照器可改变光源的光学指标，可适应不 同安装方式的要求，可做成不同的形式、 尺寸，可以用不同性质和色彩的材料制造, 可以将几个到几十个光源集中在一起组成 建筑花灯。控照器的主要作用是重新分配 光源发出的光通量、限制光源的眩光作用、 减少和防止光源的污染、保护光源免遭机 械破坏、安装和固定光源、和光源配合起 一定的装饰作用。
• 照明光源的选择：可靠性要求高的场 所，需选用易于起燃的白炽灯；高大 的房间应选用寿命长、效率高的光源； 办公室应选用显色性好、光效高、表 面亮度低的荧光灯做光源。
• 灯具的选择：
• 灯具类型的选择与使用环境、配光要 求有关。在选用灯具时，一般要考虑 以下几个因素:
• 光源：选用的灯具必须与光源的种类 和功率完全相适应。
2 白炽灯
• 光通量的输出随着点燃时间的增加而 降低，这一现象在真空管灯泡中严重， 在充气灯泡中则较轻。
• 白炽灯的使用寿命是因灯丝断裂而告 终，一般白炽灯的平均寿命为1000小 时。
3 卤钨灯
• 卤钨灯是在灯泡内充入惰性气体和少 量的卤族元素(氟、氯、碘)，防止钨沉 积在管壁上，防止玻壳黑化。
• 发光效率约为白炽灯的4倍，寿命长于 白炽灯，但功率因数低；
• 适宜的环境温度为18 ~ 25º，过高或过 低都会造成启动困难和光效降低；
• 不宜频繁启动，电源电压波动不宜超 过5%，否则将影响光效和寿命；
• 破损的灯管要妥善处理以防汞害；
• 不宜在机修车间使用。
二 灯具
• 灯具是指能透光、分配光和改变光源光分 布的器具，以达到合理利用和避免眩光的 目的。
⑥限制眩光
• 眩光是由于光源的高亮度，或有强烈的亮 度对比，对人眼产生刺激作用。
• 限制眩光：限制光源的亮度，降低灯具表 面的亮度，正确选择灯具，合理布置，并 选择适当的悬挂高度。
⑦消除频闪效应
• 频闪效应：气体放电光源在交流电源 供电下，其光通量随电流一同做周期 性变化。在其光照下观察到的物体运 动显示出不同于实际运动的现象。
• 在卤钨灯中，有的是充入卤素碘，叫 做碘钨灯。此外还有溴钨灯、氟钨灯 等。碘钨灯的发光效率为10~30lm/W， 寿命一般为2000小时。
4 荧光灯
• 原理：利用低压汞蒸气放电辐射紫外 线，紫外线在激发管壁的荧光粉层使 它发出可见光。
• 基本构造：灯管、镇流器和启动器。
图 荧光灯管
1—灯头；2—灯脚；3—玻璃芯柱； 4—灯丝（钨丝，电极）；
一 灯具的竖向布置（悬挂高度）
灯具的 计算高度 示意图
• 灯具的悬挂高度：光源至地面的垂直 距离；
• 计算高度为：光源至工作面的垂直距 离，即等于灯具离地悬挂高度减去工 作面的高度(通常取0.75m-0.8m)。
• 灯具的最低悬挂高度是为了限制直接 眩光,且注意防止碰撞和触电危险。室 内一般照明用的灯具距地面的最低悬
④光源的显色性
• 光源的显色性：同一物体在不同的光 源照射下，显示出不同的颜色，光源 对被照物体颜色呈现的真实程度称为 光源的显色性。
• 在需要正确辨色的场所，应采用显色 指数高的光源。如白炽灯、日光色荧 光灯等。
⑤照度的稳定性
• 照度变化引起照明的忽明忽暗，不但 会分散人们的注意力，给工作和学习 带来不便，而且会导致视觉疲劳，尤 其是5~10次／秒到1次/分的周期性严 重波动，对眼睛极为有害。因此，照 度的稳定性应予以保证。
图 灯具的均匀布置 (a) 正方形；(b) 长方形；（c） 菱形
第四节 照明设计图纸
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 经济性：按照经济原则选择灯具，主 要考虑照明装置的基建费用和年运行 维修费用。
• 灯具的选择：
• 艺术效果：因为灯具还具有装饰空间 和美化环境的作用，所以应注意在黯 可能条件下的美观,强调照明的艺术效 果。
四 灯具的布置
• 灯具的布置就是确定灯具在房间的空 间位置，这与它的投光方向、工作面 的布置、照度的均匀度，以及限制眩 光和阴影都有直接的影响。灯具布置 是否合理，还关系到照明安装容量和 投资费用，以及维护、检修是否方便 等。
• 控照器的材料一般为金属、玻璃或塑 料制成。按照控照器的光学性质可分 为反射型、折射型和透射型等多种类 型。
• 控照器的主要特性为主产配光曲线、 光效率和保护角。其中配光曲线是指 光源向其四周辐射光强大小的曲线。 光效率是指由控照器输出的光通量与 光源的辐射光通量的比值。
三 照明光源和灯具的选择
挂高度应不低于规定的数值。当环境 条件限制而不能满足规定数值时,一般 不低于2m。
二 灯具的平面布置
• 室内一般照明，大部分采用均匀布置 的方式，均匀布灯是否合理，主要取 决于灯具的间距L和计算高度H(灯具距 工作面垂直距离的比值(称距高比)是 否恰当。
• 均匀布置：灯具有规律地对称排列， 以便使整个房间内的照度分布比较均 匀。均匀布灯有正方形、矩形、菱形 等。
• 属于热辐射光源的灯有：白炽灯、卤 钨灯等。
• 气体放电光源：电流通过气体（或蒸 气）时，激发气体（或蒸气）电离、 放电而产生可见光。
• 这种光源具有发光效率高、使用寿命 长等特点。
• 如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金 属卤化物灯等。
2 白炽灯
• 白炽灯具有结构简单、使用灵活、可 调光、能瞬间点燃、无频闪现象、价 格便宜等优点，是目前广泛使用的光 源之一。但因其绝大部分热辐射为红 外线，故光效很低。
5—玻管（内壁涂覆荧光粉，管内充惰性 气体）；6—汞（少量）
荧光灯的接线图
4 荧光灯
• 寿命：荧光灯的光通量输出衰减到额 定输出的70%时，所点燃的整个时间 为荧光灯的寿命。该时间被称为有效 时 间 。 灯 管 的 寿 命 可 达 3000h 以 上 ， 平均寿命约比白炽灯大2倍。
• 荧光灯以交流电供电时，光通量输出 随交流电变化而变化，发生频闪现象。
• 灯具的选择：
• 环境条件：灯具要适应环境条件的要 求，以保证安全耐用和有较高的照明 效率。
• 光分布：要按照对光分布的要求来选 择灯具，以达到合理利用光通量和减 少电能消耗的目的。
• 灯具的选择：
• 限制眩光：由于眩光作用与灯具的光 强、亮度有关，当悬挂高度一定时， 则可根据限制眩光的要求选用合适的 灯具形式。
⑤照度的稳定性
• 照度的不稳定主要是由于光通量的变 化所致，而光源光通量的变化主要由 于电源电压的波动所致。因此,必须采 取措施保证照明供电电压的质量。如 将照明和动力电源分开，或用调压器 等。
⑤照度的稳定性
• 光源的摆动也会影响视觉，而且影响 光源本身的寿命。所以，灯具应设置 在没有气流冲击的地方或采取牢固的 吊装方式。