第三篇建筑電氣電工基本知識(shí)

14電氣照明系統(tǒng)目錄照明的基本概念1常用電光源、燈具及其選用2照明標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算33Back14.1照明的基本概念1光通量光源在單位時(shí)間內(nèi)向周圍空間輻射并引起視覺的能量，稱為光通量，用符號(hào)Φ表示，單位為流明（lm）。每消耗1W功率所發(fā)出的光通量，稱為發(fā)光效率，簡(jiǎn)稱光效。這是評(píng)價(jià)各種光源的一個(gè)重要數(shù)據(jù)。2照度物體的照度不僅與它表面上的光通量有關(guān)，而且與它本身表面積的大小有關(guān)，即在單位面積上接收到的光通量稱為照度，用符號(hào)E表示，單位為勒克斯（lx）。14.1.1光學(xué)的基本物理量1按照明范圍大小分類（1）一般照明整個(gè)場(chǎng)所或某個(gè)特定區(qū)域照度基本均勻的照明。對(duì)于工作位置密度很大而對(duì)光照方向無(wú)特殊要求，或受條件限制不適宜裝設(shè)局部照明裝置的場(chǎng)所，可以只采用一般照明。例如辦公室、體育館和教室等。（2）局部照明只局限于工作部位的特殊需要而設(shè)置的固定或移動(dòng)的照明。這些部位對(duì)高照度和照射方向有一定要求。14.1照明的基本概念14.1.2照明的分類（3）混合照明一般照明與局部照明共同組成的照明。對(duì)于照度要求較高，工作位置密度不大，或?qū)φ丈浞较蛴刑厥庖蟮膱?chǎng)所，宜采用混合照明。例如金屬機(jī)械加工機(jī)床、精密電子電工器件加工安裝工作桌和辦公室的辦公桌等。14.1照明的基本概念2按照明功能分類（1）正常照明在正常情況下使用的室內(nèi)外照明稱為正常照明。它一般可以單獨(dú)使用，也可與應(yīng)急照明同時(shí)使用，但控制線路必須分開。（2）應(yīng)急照明在正常照明因故障熄滅后，供事故情況下繼續(xù)工作或安全疏散通行的照明。（3）值班照明在非工作時(shí)間內(nèi)供值班人員使用的照明。在非三班制生產(chǎn)的重要車間和倉(cāng)庫(kù)、商場(chǎng)等場(chǎng)所，通常設(shè)置值班照明。14.1照明的基本概念14.2常用電光源、燈具及其選用根據(jù)其由電能轉(zhuǎn)換光能的工作原理不同，大致可分為熱輻射光源和氣體放電光源兩大類。

熱輻射光源是利用物體通電加熱而輻射發(fā)光的原理制成的，如白熾燈、鹵鎢燈等。

氣體放電光源是利+用氣體放電時(shí)發(fā)光的原理制成的，如熒光燈、熒光高壓汞燈、高壓鈉燈、霓虹燈、氙燈和金屬鹵化物燈等。14.2.1常用電光源1白熾燈它的結(jié)構(gòu)如圖14-1所示，由燈頭、燈絲和玻璃外殼組成。燈頭有螺紋口和插口兩種形式，可擰進(jìn)燈座中。對(duì)于螺口燈泡的燈座，相線應(yīng)接在燈座中心接點(diǎn)上，零線接到螺紋口端接點(diǎn)上。燈絲由鎢絲制成，當(dāng)電流通過時(shí)加熱鎢絲，使其達(dá)到白熾狀態(tài)而發(fā)光。一般40W以下的小功率燈泡內(nèi)部抽成真空，60W以上的大功率燈泡先抽真空，再充以氬氣等惰性氣體，以減少鎢絲發(fā)熱時(shí)的蒸發(fā)損耗，提高使用壽命。14.2常用電光源、燈具及其選用2熒光燈熒光燈又稱日光燈，是氣體放電光源。它由燈管、鎮(zhèn)流器和啟輝器三部分組成。燈管由燈頭、燈絲和玻璃管殼組成，其結(jié)構(gòu)如圖14-2所示。燈管兩端分別裝有一組燈絲與燈腳相連。燈管內(nèi)抽成真空，再充以少量惰性氣體氬和微量的汞。玻璃管殼內(nèi)壁涂有熒光物質(zhì)，改變熒光粉成分可以獲得不同的可見光光譜。目前熒光燈有日光色、冷白色、暖白色以及各種彩色等光色。燈管外形有直管形、U形、圓形、平板形和緊湊型（雙曲形、H形、雙D形和雙X形）。14.2常用電光源、燈具及其選用14.2常用電光源、燈具及其選用圖14-1白熾燈（a）白熾燈構(gòu)造;（b）接線Back14.2常用電光源、燈具及其選用圖14-2熒光燈（a）燈管結(jié)構(gòu);（b）接線圈Back由于電光源技術(shù)的迅速發(fā)展，新型電光源越來(lái)越多，它們具有光效高、光色好、功率大、壽命長(zhǎng)或者適合某些特殊場(chǎng)所的需要等特點(diǎn)。目前常用電光源的分類和主要特性如表14-1和表14-2所示（詳見Ｐ304）。

各種常用照明電光源選用范圍如下：（1）白熾燈應(yīng)用在照度和光色要求不高、頻繁開關(guān)的室內(nèi)外照明。除普通照明燈泡外，還有6～36V的低壓燈泡以及用作機(jī)電設(shè)備局部安全照明的攜帶式照明。14.2常用電光源、燈具及其選用14.2.2常用電光源的特性與選用（6）高壓鈉燈光色較差，適合城市街道、廣場(chǎng)的照明。（7）低壓鈉燈發(fā)出黃綠色光，穿透煙霧性能好，多用于城市道路、戶外廣場(chǎng)的照明。（8）金屬鹵化物燈光效高，光色好，室內(nèi)外照明均適用。14.2常用電光源、燈具及其選用照明電光源（燈泡或燈管）、固定安裝用的燈座、控制光通量分面的燈罩及調(diào)節(jié)裝置等構(gòu)成了完整的電氣照明器具，通常稱為燈具。燈具的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足制造、安裝及維修方便，外形美觀和使用工作場(chǎng)所的照明要求。14.2常用電光源、燈具及其選用14.2.3燈具1按結(jié)構(gòu)分類(1)開啟型光源裸露在外，燈具是敞口的或無(wú)燈罩的。(2)閉合型透光罩將光源包圍起來(lái)的照明器。但透光罩內(nèi)外空氣能自由流通，塵埃易進(jìn)入罩內(nèi)，照明器的效率主要取決于透光罩的透射比。(3)封閉型透光罩固定處加以封閉，使塵埃不易進(jìn)入罩內(nèi)，但當(dāng)內(nèi)外氣壓不同時(shí)空氣仍能流通。14.2常用電光源、燈具及其選用14.2.3.1燈具的分類(6)隔爆型這種照明器適用于在正常情況下可能發(fā)生爆炸的場(chǎng)所。其結(jié)構(gòu)特別堅(jiān)實(shí)，即使發(fā)生爆炸，也不易破裂。(7)防腐型這種照明器適用于含有腐蝕性氣體的場(chǎng)所。燈具外殼用耐腐蝕材料制成，且密封性好，腐蝕性氣體不能進(jìn)入照明器內(nèi)部。14.2常用電光源、燈具及其選用2按安裝方式分類(1)吸頂式照明器吸附在頂棚上,適用于頂棚比較光潔且房間不高的建筑內(nèi)。這種安裝方式常有一個(gè)較亮的頂棚，但易產(chǎn)生眩光，光通利用率不高。(2)嵌入式照明器的大部分或全部嵌入頂棚內(nèi)，只露出發(fā)光面。適用于低矮的房間。一般來(lái)說(shuō)頂棚較暗，照明效率不高。若頂棚反射比較高，則可以改善照明效果。(3)懸吊式照明器掛吊在頂棚上。根據(jù)掛吊的材料不同可分為線吊式、鏈吊式和管吊式。這種照明器離工作面近，常用于建筑物內(nèi)的一般照明。14.2常用電光源、燈具及其選用(4)壁式照明器吸附在墻壁上。壁燈不能作為一般照明的主要照明器，只能作為輔助照明，富有裝飾效果。由于安裝高度較低，易成為眩光源，故多采用小功率光源。(5)枝形組合型照明器由多枝形燈具組合成一定圖案，俗稱花燈。一般為吊式或吸頂式，以裝飾照明為主。大型花燈燈飾常用于大型建筑大廳內(nèi)，小型花燈也可用于賓館、會(huì)議廳等。(6)嵌墻型照明器的大部分或全部嵌入墻內(nèi)或底板面上，只露出很小的發(fā)光面。這種照明器常作為地?zé)?，用于室?nèi)作起夜燈用，或作為走廊和樓梯的深夜照明燈，以避免影響他人的夜間休息。14.2常用電光源、燈具及其選用3按配光分類(1)直接型上射光通量占0～10%，下射光通量占100%～90%。(2)半直接型上射光通量占10%～40%，下射光通量占90%～60%。(3)直接間接型（漫射型）上射光通量占40%～60%，下射光通量占60%～40%。(4)半間接型上射光通量占60%～90%，下射光通量占40%～10%。(5)間接型上射光通量占90%～100%，下射光通量占10%～0。14.2常用電光源、燈具及其選用4按配光的寬窄分類(1)特深照配光型光通量和最大發(fā)光強(qiáng)度值集中在0°～15°的狹小立體角內(nèi)。(2)深照配光型光通量和最大發(fā)光強(qiáng)度值集中在0°～30°的狹小立體角內(nèi)。(3)配照配光型又稱余弦配光型。發(fā)光強(qiáng)度Iθ與角度θ的關(guān)系符合余弦規(guī)律

(4)漫射配光型又稱均勻配光型。光線在各個(gè)方向上發(fā)光強(qiáng)度基本相同。(5)廣照配光型光線的最大發(fā)光強(qiáng)度分布在較大角度上，可在較廣的面積上形成均勻的照度。14.2常用電光源、燈具及其選用（3）當(dāng)工作面或識(shí)別物體表面呈現(xiàn)鏡面反射時(shí)，應(yīng)采取防止反射至眼內(nèi)的措施，例如加大保護(hù)角，采用漫射型或帶磨砂燈泡的照明器。14.2常用電光源、燈具及其選用14.2常用電光源、燈具及其選用圖14-3燈罩的保護(hù)角

Back14.2常用電光源、燈具及其選用圖14-4眩光與視角的關(guān)系

Back燈具的布置應(yīng)能滿足工作面上最低的照度要求，照度均勻，光線射向適當(dāng)，無(wú)眩光、無(wú)陰影，檢修維護(hù)方便與安全，光源安裝容量減至最小，并且總體布置應(yīng)該整齊、美觀以及與建筑協(xié)調(diào)。燈具豎向布置（即懸掛高度），還需要考慮限制直接眩光作用，室內(nèi)燈具懸掛高度應(yīng)滿足表14-3（詳見Ｐ308）中所規(guī)定時(shí)最低高度的要求。14.2常用電光源、燈具及其選用14.2.3.3燈具的布置燈具的水平布置可分為選擇性布置和均勻布置，燈具的合理布置應(yīng)該正確選擇燈具的間距s與燈具懸掛高度hRC的比值。當(dāng)選用反射光或漫射光燈具布置時(shí)，還需注意燈具與頂棚的距離，通常這個(gè)距離為頂棚至工作面距離的1／4～1／5較為合適。在hRC一定的情況下，s/hRC值小，經(jīng)濟(jì)性差；s/hRC值大，則不能滿足照度均勻。通常每個(gè)燈具都有一個(gè)“最大允許距高比”，表14-4（詳見Ｐ309）列出了常用燈具的最大允許距高比。燈具的布置還應(yīng)與建筑形式相結(jié)合。14.2常用電光源、燈具及其選用14.3照明標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算照明的目的就是要滿足人們的視覺要求。為了滿足這種視覺要求，各國(guó)均制定了符合本國(guó)國(guó)情的照明標(biāo)準(zhǔn)，或以推薦照度的形式作為照明設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)的依據(jù)。根據(jù)我國(guó)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034—2004），常見建筑的照明標(biāo)準(zhǔn)如表14-5、表14-6和表14-7所示（詳見Ｐ310）。14.3.1照明標(biāo)準(zhǔn)照度計(jì)算的基本方法，通常有利用系數(shù)法、逐點(diǎn)計(jì)算法和單位容量法三種。1利用系數(shù)法這種方法適用于燈具均勻布置的一般照明及利用周圍圍墻、天花板作為反射面的場(chǎng)所。當(dāng)采用反射式照明燈具時(shí)，也采用此法計(jì)算。投射到被照面上的光通量與房間內(nèi)全部燈具總光通量的比值，叫做利用系數(shù)。此外，還有與房間尺寸、面積有關(guān)的室形指數(shù)，與墻壁、天花板和地面有關(guān)的反射系數(shù)，以及照度補(bǔ)償系數(shù)等。14.3照明標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算14.3.2照明計(jì)算根據(jù)燈具功率和數(shù)量計(jì)算出總光通量，考慮上述各種系數(shù)的影響后，求出被照面的光通量，再除以被照面積，即可求得被照面的平均照度。14.3照明標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算2逐點(diǎn)計(jì)算法根據(jù)電光源向各被照點(diǎn)發(fā)射的光通量的直射分量來(lái)計(jì)算被照點(diǎn)的照度。逐點(diǎn)計(jì)算法適用于水平面、垂直面和傾斜面上的照度計(jì)算。此方法計(jì)算的結(jié)果比較準(zhǔn)確，故可計(jì)算車間的一般照明、局部照明和外部照明等，但不適用于計(jì)算周圍反射性能很高場(chǎng)所的照度。14.3照明標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算3單位容量法（1）室形指數(shù)的概念

如圖14-5把房間分為三個(gè)空間，或稱為空腔。把照明器所在的平面稱為照明器平面，它是通過照明器光中心的一個(gè)水平面。房間頂棚與照明器平面之間的空間是頂棚空間，參考面（又常稱為工作面）與房間地面之間的空間是地面空間，照明器平面與參考面之間的空間是室空間。14.3照明標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算14.3照明標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算設(shè)房間為長(zhǎng)方體，長(zhǎng)度是l，寬度是w，室空間的高度也即照明器平面與工作面的距離是hRC。若室形指數(shù)記作Kr，則（2）單位容量法的基本公式

P=P0AEav（3）單位容量表的編制條件表14-8的單位容量首先是在室內(nèi)頂棚反射比70%、墻面平均反射比50%、地面反射比20%的條件下編制的。因?yàn)槭墙乒浪?，一般不必詳?xì)計(jì)算各面的等效反射比，而是用實(shí)際反射比進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)房間的實(shí)際反射比與編制條件不符時(shí)應(yīng)適當(dāng)修正，修正系數(shù)用C1表示，如表14-9所示。實(shí)際單位容量法計(jì)算公式為

P=C1C2C3C4P0